一种电动汽车交流充电桩谐波抑制方法技术

一种基于有源滤波的电动汽车交流充电桩谐波抑制方法涉及充电桩技术领域，其电流谐波的检测和指令电流的跟踪是APF实现谐波补偿的两个关键环节。它包含如下步骤：采用FFT分析法实时检测电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量；根据检测结果形成APF指令电流（即各次谐波叠加的交流信号）；采用无差拍控制方法以及指令电流预测方式实现指令电流的精确跟踪补偿。实施上述技术方案后，本发明专利技术有益效果为：新型交流充电桩可有效地抑制车载式充电器谐波，在提高电网侧电能质量的同时，还可以减少谐波对电能计量与计费系统的影响，保证充电通信系统的稳定性，减少事故的发生，有利于充电桩的运行。

A Harmonic Suppression Method for AC Charging Pile of Electric Vehicle

A harmonic suppression method for AC charging pile of electric vehicle based on active filter involves the field of charging pile technology. The detection of current harmonic and the tracking of instruction current are two key links for APF to realize harmonic compensation. It consists of the following steps: real-time detection of harmonic components of input current of charging pile load (i.e. on-board charger) by FFT analysis method; formation of APF instruction current (i.e. alternating current signal superimposed by each harmonic) based on detection results; precise tracking compensation of instruction current by deadbeat control method and instruction current prediction method. After the implementation of the above technical scheme, the beneficial effect of the invention is that the new AC charging pile can effectively suppress the harmonics of the vehicle-mounted charger, improve the power quality of the grid side, at the same time, it can also reduce the influence of harmonics on the power metering and billing system, ensure the stability of the charging communication system, reduce the occurrence of accidents, and be beneficial to the operation of the charging pile.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车交流充电桩谐波抑制方法
本专利技术涉及充电桩
，具体涉及一种基于有源滤波的电动汽车交流充电桩谐波抑制方法。
技术介绍
交流充电桩能实现一键、定时、定量、定额充电，可以作为市民购电终端。同时为提高公共充电桩的使用效率，今后将陆续增加一桩多充和为电动自行车充电的功能。充电桩的功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）场所和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压要求为各种型号的电动汽车充电。交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施，通过车载式充电器可为汽车的动力电池充电。对于普通小功率的车载式充电器，出于体积和成本的诸多考虑，一般不会对自身的谐波进行治理。对于电网而言，随着交流充电桩的广泛使用，车载充电器将是一个个谐波源影响着电网侧电能的质量及其稳定性，同时也会影响充电桩电能计量与计费系统的准确性和充电通信系统的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于有源滤波技术的电动汽车交流充电桩谐波抑制方法。其电流谐波的检测和指令电流的跟踪是APF实现谐波补偿的两个关键环节，技术方案是：通过采用FFT分析法实时检测电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量；根据检测结果形成APF指令电流（即各次谐波叠加的交流信号）；采用无差拍控制方法实现指令电流的精确跟踪补偿。1、APF谐波检测方法谐波抑制的效果取决于谐波电流指令的准确性和快速性，本专利技术采用FFT分析法实时检测电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量，再根据检测结果形成APF指令电流（即各次谐波叠加的交流信号），具体实施步骤如下：首先选择TI公司的TMS320F28377芯片为谐波检测硬件平台，以CCS软件为集成开发环境；然后采用改进FFT算法或时间抽选基-2FFT算法，实现电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量实时检测。其FFT算法的处理流程如图1所示，主要完成频谱计算、谐波信号的实际幅值计算以及各次谐波含量（即各次谐波幅值与基波比值的百分比）计算。2、APF跟踪补偿方式本专利技术根据检测结果形成APF指令电流（即各次谐波叠加的交流信号），采用无差拍控制方式可实现指令电流的精确跟踪补偿，且易于控制系统的数字化。由于实际的数字控制系统具有一定延时，故采用滞后一拍的控制方式来实现无差拍控制，滞后一拍即使用第k个控制周期计算得到的控制信号在第k+1个控制周期内起作用，且采用无差拍控制时实际电流需要一个控制周期才能跟踪上指令电流，即在一个控制周期结束时实际电流恰好跟踪上指令电流，故APF实际发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，即（k＋2）Ts时刻AFF发出的实际电流等于kTs时刻的指令电流。由于APF发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，影响APF的谐波补偿效果，故在kTs时刻需预测（k＋2）Ts时刻的指令值。在几个工频周期内可认为充电功率不变，充电电流为周期性信号，则APF的指令电流亦具有周期性，故可用上一周期（k＋2）Ts时刻的指令电流作为本周期（k＋2）Ts时刻的指令电流，具体实施步骤如下：首先用FFT分析法进行谐波检测得到指令电流，因电网工频为50kHz,采样频率取10kHz，故一个工频周期内可得到200个谐波电流指令值，将其存入数组icref(200)中；然后在下个工频周期kTs时刻，将实时检测的电流指令值存储到icref(k)中，并将icref(K+2)作为该时刻的指令值。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：新型交流充电桩可有效地抑制车载式充电器谐波，在提高电网侧电能质量的同时，还可以减少谐波对电能计量与计费系统的影响，保证充电通信系统的稳定性，减少事故的发生，有利于充电桩的运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中有源滤波器控制系统方框图；图2是本专利技术中有源滤波器谐波补偿功能电路结构图；图3是本专利技术中FFT算法处理流程图。具体实施方式参看图1-图3所示，本专利技术具体实施方式所采用的技术方案包含如下步骤：步骤一、选择TI公司的TMS320F2000系列芯片作为谐波检测硬件平台，以CCS软件为集成开发环境，采用改进FFT算法或时间抽选基-2FFT算法，完成谐波信号分量实际幅值计算，实现电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量实时检测。步骤二、图2中的电压霍尔元件VHL和电流霍尔元件CHL将实时检测的电压、电流送至DSP控制电路，通过其ADC模块实时采集电压和电流信号，供计量计费与通信系统使用，并按照FFT算法、无差拍控制策略以及指令电流预测进行运算，输出PWM脉冲驱动由开关管PT1-PT4组成的全桥电路，输出iF电流，补偿车载式充电器的谐波和无功电流。本专利技术的工作原理：利用TMS320F2000系列芯片作为谐波检测与控制硬件平台，以CCS软件为集成开发环境，采用改进FFT算法或时间抽选基-2FFT算法，完成谐波信号分量实时幅值计算，并采取无差拍控制策略以及指令电流预测方式进行运算控制，输出PWM脉冲驱动由开关管PT1-PT4组成的全桥电路，输出iF电流，补偿车载式充电器的谐波和无功电流。以上所述，仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有源滤波的电动汽车充电桩谐波抑制方法，其特征在于：它包含如下步骤：步骤一、选择TI公司的TMS320F2000系列芯片作为谐波检测硬件平台，以CCS软件为集成开发环境，采用改进FFT 算法或时间抽选基‑2 FFT算法，完成谐波信号分量实际幅值计算，实现电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量实时检测；步骤二、图2中的电压霍尔元件VHL和电流霍尔元件CHL将实时检测的电压、电流送至DSP控制电路，通过其ADC模块实时采集电压和电流信号，供计量计费与通信系统使用，并按照FFT算法、无差拍控制策略以及指令电流预测方式进行运算，输出PWM脉冲驱动由开关管PT1‑PT4组成的全桥电路，输出iF电流，补偿车载式充电器的谐波和无功电流。

【技术特征摘要】
1.一种基于有源滤波的电动汽车充电桩谐波抑制方法，其特征在于：它包含如下步骤：步骤一、选择TI公司的TMS320F2000系列芯片作为谐波检测硬件平台，以CCS软件为集成开发环境，采用改进FFT算法或时间抽选基-2FFT算法，完成谐波信号分量实际幅值计算，实现电动汽车充电桩负载（即车载充电器）输入电流的各次谐波分量实时检测；步骤二、图2中的电压霍尔元件VHL和电流霍尔元件CHL将实时检测的电压、电流送至DSP控制电路，通过其ADC模块实时采集电压和电流信号，供计量计费与通信系统使用，并按照FFT算法、无差拍控制策略以及指令电流预测方式进行运算，输出PWM脉冲驱动由开关管PT1-PT4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华宝，陈凌，孙华军，于海春，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32