[发明专利]一种用于充电桩AC-DC变换器的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于充电桩AC‑DC变换器的控制方法及系统，采用直接电流控制中的电流电压的双环控制及其改进，外环为PI控制的电压外环，内环为改进PI控制的准PR控制的电流内环。通过采用改进的准PR电流环的设计方法，使对电流的追踪的准确度得到了大大的提高，加强了系统本身的电流追踪能力以及对不同工作环境适应性强的特点，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，更具体的说是涉及一种用于充电桩AC-DC变换器的控制方法及系统。

背景技术

目前，普遍使用的充电桩控制技术是以直流电流控制技术为基础的控制方法，但是它在实现能量的双向流动的同时，仍存在着对于电网的二次谐波污染的缺点，不仅不会对电网移峰填谷有所帮助，还会使电网本身的谐波增加。

针对这方面的不足目前有多种解决方案，其中效率最高的是基于瞬时电流的控制技术。瞬时电流控制的应用是外环原理通过检测直流侧输出的电压值与初始指令值进行对比然后通过PI调节器从而保持输出的直流电压的稳定。通过锁相环检测到的交流输出电压的频率和相位信号来确定指令电流的初始值的相位和频率，其幅值是由PI调节器的输出来限定的，再通过乘法运算来最终确定输入电流的初始值。内环控制就是让交流侧的实际输入电流值与指令输入电流的初始值快速响应，最后由给电压初始值和网侧电压作用得到调制波，由SPWM算法得到了PWM输出波形控制主电路的功率元器件完成对系统的的直接控制能够实现对于逆变状态下的AC/DC变换器具有稳定的输出电压波形，以及良好的非线性负载适应性。但是由于瞬时电流控制本身的缺陷，不能在逆变过程中无差的检测与跟踪到交流侧的电流信号在过零点的时候电流会出现畸变，进而使得在给电网馈电时输出的电流产生大量的二次谐波污染电网。

因此，能否提供一种动态响应特性更好，可靠性更高的控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于充电桩AC-DC变换器的控制方法，动态响应特性好，对电网的调节速度快，输出波形变化小并且精准度高，有效降低了输出波形中的谐波的出现，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于充电桩AC-DC变换器的控制方法，包括以下步骤：

1)根据电池所能提供的电压设定PI调节器的参考电压；

2)将检测到的电池所提供的直流电压与所述PI调节器的参考电压进行做差比较；

3)将比较结果反馈输入给所述PI调节器使电池输出的直流电压保持稳定；

4)通过锁相环检测到的电网的电压的频率和相位来确定参考电流的初始值的相位和频率；

5)将经过所述PI调节器输出的直流电压的幅值与经所述锁相环处理后的交流电流相乘最终确定参考电流的全部信息，包括：相位、频率和幅值；

6)将经LCL电路滤波后输出的电流与参考电流做差比较，并将结果输入准PR调节器；

7)所述准PR调节器根据比较结果输出待调节的电压，并与电网的电压进行比较；

8)根据所述准PR调节器与电网的电压的比较结果对SPWM产生器的信号占空比进行调解，从而完成对AC-DC变换器的调节。

通过运用PI调节器和PR调节器形成电压外环和电流内环的控制结构，实现了消除误差实，并对交流电流信号的无差跟踪与控制的效果。

进一步的，所述准PR调节器的传递函数为：

式中为K_p比例项系数，ω为谐振频率，ω_c为谐振截止频率，K_r为谐振项系数。