[发明专利]一种电动汽车交流充电桩谐波抑制方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明采用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-2 FFT 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

本发明根据检测结果形成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）T_s时刻AFF发出的实际电流等于kT_s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kT_s时刻需预测（k＋2）T_s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）T_s时刻的指令电流作为本周期（k＋2）T_s时刻的指令电流，具体实施步骤如下：