[發明專利]一種電動汽車交流充電樁諧波抑制方法

在審

• 申請號: 201811429973.1
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109318729A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 陳華寶;陳凌;孫華軍;于海春
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: B60L53/10
• 分類號: B60L53/10;B60L53/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于有源濾波的電動汽車交流充電樁諧波抑制方法涉及充電樁技術領域，其電流諧波的檢測和指令電流的跟蹤是APF實現諧波補償的兩個關鍵環節。它包含如下步驟：采用FFT分析法實時檢測電動汽車充電樁負載（即車載充電器）輸入電流的各次諧波分量；根據檢測結果形成APF指令電流（即各次諧波疊加的交流信號）；采用無差拍控制方法以及指令電流預測方式實現指令電流的精確跟蹤補償。實施上述技術方案后，本發明有益效果為：新型交流充電樁可有效地抑制車載式充電器諧波，在提高電網側電能質量的同時，還可以減少諧波對電能計量與計費系統的影響，保證充電通信系統的穩定性，減少事故的發生，有利于充電樁的運行。

技術領域

本發明涉及充電樁技術領域，具體涉及一種基于有源濾波的電動汽車交流充電樁諧波抑制方法。

背景技術

交流充電樁能實現一鍵、定時、定量、定額充電，可以作為市民購電終端。同時為提高公共充電樁的使用效率，今后將陸續增加一樁多充和為電動自行車充電的功能。充電樁的功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）場所和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓要求為各種型號的電動汽車充電。

交流充電樁是家用電動汽車主要的能源供給設施，通過車載式充電器可為汽車的動力電池充電。對于普通小功率的車載式充電器，出于體積和成本的諸多考慮，一般不會對自身的諧波進行治理。對于電網而言，隨著交流充電樁的廣泛使用，車載充電器將是一個個諧波源影響著電網側電能的質量及其穩定性，同時也會影響充電樁電能計量與計費系統的準確性和充電通信系統的穩定性。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種基于有源濾波技術的電動汽車交流充電樁諧波抑制方法。其電流諧波的檢測和指令電流的跟蹤是APF實現諧波補償的兩個關鍵環節，技術方案是：通過采用FFT分析法實時檢測電動汽車充電樁負載（即車載充電器）輸入電流的各次諧波分量；根據檢測結果形成APF指令電流（即各次諧波疊加的交流信號）；采用無差拍控制方法實現指令電流的精確跟蹤補償。

1、APF諧波檢測方法

諧波抑制的效果取決于諧波電流指令的準確性和快速性，本發明采用FFT分析法實時檢測電動汽車充電樁負載（即車載充電器）輸入電流的各次諧波分量，再根據檢測結果形成APF指令電流（即各次諧波疊加的交流信號），具體實施步驟如下：

首先選擇TI公司的TMS320F28377芯片為諧波檢測硬件平臺，以CCS軟件為集成開發環境；然后采用改進FFT 算法或時間抽選基-2 FFT 算法，實現電動汽車充電樁負載（即車載充電器）輸入電流的各次諧波分量實時檢測。其FFT 算法的處理流程如圖1所示，主要完成頻譜計算、諧波信號的實際幅值計算以及各次諧波含量（即各次諧波幅值與基波比值的百分比）計算。

2、APF跟蹤補償方式

本發明根據檢測結果形成APF指令電流（即各次諧波疊加的交流信號），采用無差拍控制方式可實現指令電流的精確跟蹤補償，且易于控制系統的數字化。由于實際的數字控制系統具有一定延時，故采用滯后一拍的控制方式來實現無差拍控制，滯后一拍即使用第k個控制周期計算得到的控制信號在第k+1個控制周期內起作用，且采用無差拍控制時實際電流需要一個控制周期才能跟蹤上指令電流，即在一個控制周期結束時實際電流恰好跟蹤上指令電流 ，故APF實際發出的控制電流滯后指令電流兩個控制周期，即（k＋2）T_s時刻AFF發出的實際電流等于kT_s時刻的指令電流 。由于APF發出的控制電流滯后指令電流兩個控制周期，影響APF的諧波補償效果，故在kT_s時刻需預測（k＋2）T_s時刻的指令值。在幾個工頻周期內可認為充電功率不變，充電電流為周期性信號，則APF的指令電流亦具有周期性，故可用上一周期（k＋2）T_s時刻的指令電流作為本周期（k＋2）T_s時刻的指令電流，具體實施步驟如下：