[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110690281.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN113328440A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉青;單肄超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;B60L53/30;B60L53/60
• 代理公司: 北京化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

1.一種電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：負(fù)荷三相電流經(jīng)變換矩陣TPabc-dqn變換后，ia、ib、ic電流中n次諧波電流ina、inb、inc變換成旋轉(zhuǎn)的d軸、q軸上的直流分量ind、inq，濾波后分離出直流分量，基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型所示，把諧波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下APF的數(shù)學(xué)模型，代入公式中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，變換后在基波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型即諧波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸數(shù)學(xué)模型；

步驟二：通過公式的推導(dǎo)，得出轉(zhuǎn)化到基波坐標(biāo)系下各次諧波坐標(biāo)系下的諧波耦合量形式都相同的結(jié)論，所以把各次諧波電流控制器的輸出控制量疊加后，經(jīng)解耦實(shí)現(xiàn)dq軸分別獨(dú)立可控，把三相四線APF通過park變換轉(zhuǎn)到p-q坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型所示；

步驟三：公式中sd、sq：d-q坐標(biāo)系下的開關(guān)函數(shù)；w：d-q坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度；

步驟四：對(duì)APF控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)考慮2方面：①電流能夠快速地跟蹤負(fù)載電流的變化；②直流側(cè)的電壓基本保持不變，當(dāng)系統(tǒng)的瞬時(shí)有功功率達(dá)到平衡，可保證直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，在諧波檢測環(huán)節(jié)中加入直流側(cè)的電壓控制來對(duì)瞬時(shí)有功功率的在負(fù)載及線路上的損耗進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)有功功率平衡；

步驟五：傳統(tǒng)的PI電壓閉環(huán)控制傳遞函數(shù)，二階系統(tǒng)響應(yīng)，傳統(tǒng)PI控制中﹐直流電壓控制過程的超調(diào)量a％和調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間較長，穩(wěn)態(tài)誤差偏大，當(dāng)外部參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)不能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，針對(duì)此特點(diǎn)引入了模糊控制，設(shè)計(jì)模糊PI數(shù)字控制器以減弱外界條件變化對(duì)系統(tǒng)告成的影響；

步驟六：對(duì)PI的模糊控制，根據(jù)總結(jié)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，用自然語言表述的控制策略，通過實(shí)際數(shù)據(jù)歸納納總結(jié)出控制規(guī)則的智能控制策略，基本的模糊控制系統(tǒng)由模糊化、模糊推理、解模糊部分構(gòu)成，與傳統(tǒng)控制策略相比具有對(duì)數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確性要求低、對(duì)系統(tǒng)參數(shù)不敏感，響應(yīng)速度快、自適應(yīng)性較好的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于非線性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制；

步驟七：根據(jù)IF-THEN編碼，制定模糊控制策略，為保證數(shù)據(jù)的處理及時(shí)有效，通過設(shè)置采樣的時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)P、I參數(shù)的目的；

步驟八：模糊控制器的關(guān)系生成方法和推理合成算法采用Mamdani方法，去模糊化方法采用重力中心法算法。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法，其特征在于，所述步驟三中，由公式可知經(jīng)Park變換后，d-q坐標(biāo)系下的電流、電壓分量之間有交叉耦合，可在諧波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下實(shí)現(xiàn)，指定次諧波電流的檢測和控制，即正、負(fù)序諧波電流通過相應(yīng)的諧波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換成直流量后，經(jīng)低通濾波器來提取直流量，經(jīng)控制器實(shí)現(xiàn)直流量的控制，從而達(dá)到無靜差控制指定次諧波電流的目的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法，其特征在于，所述步驟三中，APF指令直流側(cè)電壓不僅影響逆變器的輸出電流及APF的補(bǔ)償性能，也影響輸入電網(wǎng)的電流和濾波電容的電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法，其特征在于，所述步驟五中，對(duì)給定值的直流側(cè)的電壓，選擇采用APF輸出側(cè)電流反饋模糊PI控制逆變器輸出電壓來穩(wěn)定直流側(cè)的母線電壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電站PLC電路有源濾波控制方法，其特征在于，所述步驟六中，采用誤差(e)及誤差變化(ec)作為輸入語言變量，通過調(diào)整和校準(zhǔn)模糊規(guī)則，對(duì)輸入量進(jìn)行運(yùn)算得到模糊矢量，模糊推理中產(chǎn)生的模糊量轉(zhuǎn)化為精確量即解模糊，模糊PI控制器由PI控制器和模糊控制器組成，用模糊控制規(guī)則的模糊控制器用來修正PI控制器的參數(shù)，其中△K_p與△K_i是對(duì)應(yīng)PI參數(shù)的修正值，模糊控制器的輸入量為電流的變化量△I_d和電流的變化速率d△1_d，當(dāng)電流偏差較大時(shí)采用Fuzzy控制，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)性能好，當(dāng)電流偏差較小時(shí)采用PI控制，靜態(tài)性能好，滿足系統(tǒng)控制精度，比單個(gè)的模糊控制器和單個(gè)的PI調(diào)節(jié)器都有更好的控制性能。