[發明專利]一種基于串聯數字化穩壓器的中高壓充電系統控制方法

有效

• 申請號: 202010771612.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111817412B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 王建華;范建華;徐鵬飛;李健勛;李鴻儒;王慶園;張建;李偉;吳雪梅;盧峰;林志超;程艷艷;葉齊
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;沈陽科遠國網電力工程勘察設計有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J7/04;H02M3/335;B60L53/22
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• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于串聯數字化穩壓器的中高壓充電系統控制方法，屬于中高壓電動汽車充電站領域。本發明通過控制串聯數字化穩壓器的輸出電壓與高壓級聯H橋模組配合形成多電平交流調制電壓，降低了高壓級聯H橋模組的開關頻率，同時有效降低了網側濾波電感體積與電感損耗，配合數字串聯數字化穩壓器后級DC/DC隔離級的穩壓控制，保證了系統各個模組的電壓穩定與均衡，使系統穩定運行同時提高了系統運行效率。

技術領域

本發明涉及中高壓充電系統領域，尤其涉及一種基于串聯數字化穩壓器的中高壓充電系統控制方法。

背景技術

中高壓充電系統采用輸入串聯輸出并聯型拓撲方案，降低了交流側單個模塊的開關頻率和器件耐壓等級，使得交流側可直接并入中高壓電網；通過后級DC/DC級輸出并聯得到低壓直流母線提供充電負載使用，避免了傳統工頻變壓器的使用，增加了系統的可控性，降低了系統體積，有效提高了系統的功率密度，是作為低壓充電系統的有利拓撲；但由于載傳統的載波移相調制方法下，交流側需要通過級聯多個模組單元才能合成滿足要求的多電平的中高壓交流電壓，尤其在少模組、低開關頻率條件下，為了滿足并網標準，更需要較大的網側濾波電感來達到條件，這對整個系統的體積、成本及效率帶來了不利影響。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種基于串聯數字化穩壓器的中高壓充電系統控制方法，本發明的技術方案為：一種基于串聯數字化穩壓器的中高壓充電系統控制方法包括如下步驟：

步驟1：高壓側AC/DC級通過給定低壓直流母線給定值U_{dc_Lv}^*與低壓直流母線電壓反饋值做差后將差值輸入到電壓環PI控制生成并網電流有功軸電流給定值I_d^*，I_d^*與電網有功電流I_d做差后將差值輸入到有功電流環PI控制器輸出有功軸電壓調整量U_d^*，U_d^*與電網電壓前饋量U_d疊加后生成有功軸調制電壓V_d；無功電流給定值0與交流并網電流無功反饋值I_q做差后，將結果輸入到無功電流環PI控輸出無功軸電壓調整量U_q^*，U_q^*與電網電壓前饋量U_q疊加后生成有功軸調制電壓V_q；

步驟2：V_d與V_q經過帕克反變換生成三相調制電壓V_n(n＝a,b,c)；

步驟3：三相調制電壓V_n(n＝a,b,c)輸入到調制策略模塊以后，根據調制電壓V_n確定調制區域，根據調制區域大小與調制電壓方向來確定高壓輸出電平狀態，得到高壓模組總調制電壓U_H；

步驟4：調制電壓V_n與U_H做差得到串聯數字化穩壓器的輸入調制電壓U_L并與聯數字化穩壓器模組母線電壓的不重復組合得到的總母線電壓進行對比，得到串聯數字化穩壓器中各H橋的輸出電壓狀態；

步驟5：將調制電壓V_n減去高壓模組與串聯數字化穩壓器生成的電壓后得到電壓U_M，利用串聯數字化穩壓器中母線電壓最低的模塊對U_M進行SPWM調制；

步驟6：根據調制電壓形成各個H橋功率器件驅動信號，由高壓級聯模組與串聯數字化穩壓器共同合成多電平交流調制電壓，實現交流側并網電流有功無功分量控制；

步驟7：DC/DC級輸出50％占空比信號同步驅動原副邊功率開關管實現直流變壓器特性，保證輸出輸入輸出電壓比為變壓器變比，產生穩定的低壓直流母線提供充電負載使用；