[发明专利]一种基于自抗扰控制技术的电动汽车V2G充放电方法

说明书

一种基于自抗扰控制技术的电动汽车V2G充放电方法，属于电动汽车电力装置领域。包括以下步骤：A、确定电动汽车充放电系统的整体结构；B、计算电网频率和额定值偏差、电动汽车需求充电的电量和其允许放的电量；C、将上述3个输入送入功率与模式决策模块；D、求出自抗扰变流器参考功率设定值并设定自抗扰变流器的工作模式；E、在自抗扰控制策略控制下自抗扰变流器根据参考功率设定值和工作模式设定值对电动汽车进行充放电。其技术效果在于：利用自抗扰控制技术，使电动汽车更稳定充放电并精准地实现V2G的频率支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于V2G的电动汽车充放电方法，尤其涉及一种基于自抗扰控制技术(Active Disturbance Rejection Control Technique，ADRC)的电动汽车V2G充放电方法，属于电动汽车电力装置领域。

背景技术

随着能源和环境问题日益严重，电动汽车逐渐成为研究热点得到了广泛的发展。电动汽车具有负荷和电源的双重身份，充电时其可视为电网的负荷，放电时可视为电网的电源，电网和电动汽车之间的能量互动，就是电动汽车与智能电网双向互动的V2G技术。目前，国内电动汽车充放电装置按照充放电装置中功率变换级数来分类，可分为单级式双向变换器和多级式双向变换器，单级式双向变换器尽管结构简单，但是控制系统复杂，而且很难做到电气隔离，难以进行过压过流保护。多级式双向变换器多采取不可控整流+DC/DC变换器，这种技术动态性能好、直流侧输入纹波较小，但是存在系统侧谐波含量高、体积大、功率因数低、对电网污染严重等缺点。随着电力电子技术的发展，采用DC/DC变换器技术的充放电系统逐步得到推广，但在以往对采用DC/DC变换器技术的基于V2G的充放电装置研究中，很多控制策略都有相应的问题。

由于可再生能源发电不具备像传统发电机一样的惯性，随着可再生能源发电渗透率的提高，降低了电网的惯性，使得电网的频率越容易发生变化，所以电网需要电动汽车V2G技术提供一定的频率支撑。但是，在利用电动汽车V2G技术参与电网的调频过程更加暴露了电动汽车充放电控制策略存在的问题。采用自抗扰控制的变流器具有参数调节方便，对外部环境适应性强和可以实现无差调节的特点。因此，为了加强电动汽车V2G技术对电网频率的支撑能力，有必要采用一种适合V2G双向充放电特性的采用自抗扰控制的变流器系统，本发明将进一步提高电动汽车V2G技术对电网的频率支撑能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的电动汽车V2G充放电装置，首先，建立了电动汽车V2G充放电系统的整体模型，根据所检测到的电网频率值与电动汽车自身的电池SOC值，驱动基于自抗扰控制器的双向变流器模块(简称为自抗扰变流器模块)，精准地自主地满足电动汽车充放电功能的同时，使得电动汽车充放电对电网的频率有一定的支撑作用。

本发明的技术方案：

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种基于自抗扰控制技术的电动汽车V2G充放电方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤A、确定电动汽车充放电系统的整体结构；

步骤B、计算电网频率和额定值偏差、电动汽车需求充电的电量和其允许放的电量；

步骤C、根据频率偏差决定变流器系统的控制模式；

步骤D、求出变流器系统的参考功率设定值；

步骤E、在自抗扰控制策略控制下逆变器根据参考功率设定值和工作模式设定值对电动汽车进行充放电。

上述所说的整体结构包括：电量计算模块、功率与模式决策模块、自抗扰变流器模块以及DC/DC变换器模块4个部分组成。

上述所说的电量计算模块用于电量计算，该电量是指电动汽车需要充电的电能Ec和其允许放电的电能Ed，由连接到充放电装置的电动汽车的荷电状态以及用户设置的电量上下限值计算出，其公式为：