一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器制造技术

一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器，电动汽车充电站谐波源（31）侧的三相负载电流为Ila、Ilb、Ilc，三相网侧电流Isa、Isb、Isc经谐波电流检测模块、滑模面选择σ(X)(34)和滑模控制策略模块(35)控制APF(33)，通过APF(33)三相相电流ia、ib、ic,对谐波电流补偿，有源滤波器模块为电压型并联有源滤波器；滑模控制模块为本实用新型专利技术的控制器，利用电流误差信号作为滑模控制器的滑模面，采用等速指数趋近率方法，对并联电压型有源滤波器主电路变流器的开关元件进行控制，实现充电站谐波电流的补偿。本实用新型专利技术具有良好的动态品质，且计算量少，能实时控制，实现充电站谐波电流的补偿。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器
本技术涉及一种滤波器，具体为一种基于滑模控制、专用于汽车充电站谐波治理的有源滤波器。
技术介绍
电动汽车由于其低碳节能等显著的特点，因此成为我国发展低碳经济、促进节能减排的重要产业发展方向。目前电动汽车产业已经成为我国新能源汽车产业的重要组成部分，以电动汽车为核心的产业链条已经凸显。随着电动汽车的推广，逐渐完善充电配套设施成为不可或缺的前提条件。充电机作为充电站的关键设备，是一种由电力电子装置组成的高度非线性负荷；对供电系统产生谐波污染，影响电网电能质量，甚至对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁；因此研究充电站的谐波特性并采用科学有效的治理措施势在必行。目前，谐波治理措施主要分为三种。第一种是从受到谐波影响的设备或系统出发的受端治理方式；第二种是主动治理方式，从谐波源本身出发，电力系统保护与控制在直流侧减少谐波的产生，主要包括多脉整流、多电平变流、功率因数校正等方法；第三种则是采用外加滤波器的被动治理法，包括无源电力滤波、有源电力滤波。由于无源滤波技术容易与电网阻抗发生串、并联谐振，导致谐波放大和共振，且只能滤除特定次谐波，不能跟随谐波成分的变化；而有源滤波器具有响应速度快，跟踪精度高，能够补偿各次谐波的优点，因此对充电站谐波治理具有很好的适用性。不同的控制策略在有源滤波器(APF)中得到了应用，如脉冲宽度调制PWM技术、三角载波电流控制、滞环比较控制、空间矢量调制等。而滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)由于具有强鲁棒性，开关频率较低，损耗小等优点，在APF应用中得到了关注。不同的滑模控制设计方法应用于APF。`但是，至今未见到推广应用于充电站谐波抑制的有源滤波器。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，就是提供一种考虑充电站谐波特性的汽车充电站有源滤波器。解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器，包括电动汽车充电站谐波源31、谐波电流检测模块32、有源滤波器模块APF33，以及由滑模面选择o (X) 34和滑模控制策略模块35依次连接构成的滑模控制模块，电动汽车充电站谐波源侧的三相负载电流为Ila、Ilb、I1。，三相网侧电流Isa、Isb、Isc经谐波电流检测模块、滑模控制模块控制APF33开关元件，通过APF33三相相电流ia、ib、i。，实现对谐波电流的补偿，其特征是:所述的有源滤波器模块为电压型并联有源滤波器，有源滤波器主电路由6个用反并联二极管构成的开关元件Ql，Q2，Q3、Q4、Q5、Q6组成三相电压型桥式逆变电路，逆变电路一端经电感L连接至电网侦1K另一端连接直流侧电容C。滑模控制(以a相为例)如图3所示，其组成和连接关系为:以谐波电流iahl、APF相电流ia2、直流侧电压Udc3和电网侧电压usa4作为输入；[0011 ] 谐波电流iahl与APF相电流ia2分别输至第一差值模块5，第一差值模块5与正值模块6、负值模块7 —起输至符号选择模块8 ；直流侧电压Udc3和0.008乘积因子模块09 —起输至除法模块10，除法模块10的输出经第一饱和模块11后输出至20倍增益模块12乘以20 ;20倍增益模块12与符号选择模块8的输出至第一乘积模块13 ；第一饱和模块11的输出经10倍增益模块19后和第一差值模块5的输出一起至第二乘积模块20 ；电网侧电压usa4的输出经1/L增益模块14后和谐波电流iahl的输出经微分模块15、第二饱和模块16后的信号一起输至第二差值模块17，第二差值模块17的输出和第一饱和模块的输出一起至第三乘积模块18 ；第一至第三乘积模块的输出一起至求和模块21,最后输出Sa22。原理:以谐波电流iah、APF相电流ia间的误差信号(ex)作为滑模面切换函数，再乘以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器，包括电动汽车充电站谐波源（31）、谐波电流检测模块（32）、有源滤波器模块APF（33），以及由滑模面选择（34）和滑模控制策略模块（35）依次连接构成的滑模控制模块，电动汽车充电站谐波源侧的三相负载电流为Ila、Ilb、Ilc，三相网侧电流Isa、Isb、Isc经谐波电流检测模块、滑模控制模块控制APF（33），通过APF（33）三相相电流ia、ib、ic,实现对谐波电流的补偿，其特征是：所述的有源滤波器模块为电压型并联有源滤波器，有源滤波器主电路由6个用反并联二极管构成的开关元件（Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6）组成三相电压型桥式逆变电路，逆变电路一端经电感L连接至电网侧、另一端连接直流侧电容C。

【技术特征摘要】
1.一种基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器，包括电动汽车充电站谐波源(31)、谐波电流检测模块(32)、有源滤波器模块APF (33)，以及由滑模面选择(34)和滑模控制策略模块(35)依次连接构成的滑模控制模块，电动汽车充电站谐波源侧的三相负载电流为IlaUlbU1。，三相网侧电流Isa、Isb、Is。经谐波电流检测模块、滑模控制模块控制APF (33)，通过APF (33)三相相电流ia、iA、ie,实现对谐波电流的补偿，其特征是:所述的有源滤波器模块为电压型并联有源滤波器，有源滤波器主电路由6个用反并联二极管构成的开关元件(Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 )组成三相电压型桥式逆变电路，逆变电路一端经电感L连接至电网侦1K另一端连接直流侧电容C。2.根据权利要求1所述的基于滑模控制专用于汽车充电站的有源滤波器，其特征是:所述的滑模控制组成和连接关系为: 以谐波电流iah (I)、APF相电流ia (2)、直流侧电压Udc (3)和电网侧电压usa (4)作为输入； 谐波电流iah (I)与APF相电流ia (2)分别输至第一差值模块(5)，第一差值模块(5)与正...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，孟金岭，肖勇，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：