[发明专利]一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法

说明书

本发明公开了一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，属于电力电子变压器控制领域。该方法基于光纤通信线路实现，通过辅控单元生成同步信号脉冲，并将其编码进行下发至高压模组。高压模组和低压模组将辅控传递的同步信号进行解码，并进行PWM载波计数器的同步更新，实现辅控单元、高压模组、低压模组的载波全同步功能，降低了系统硬件复杂度及成本，保证了系统可靠稳定运行。

技术领域

本发明涉及10kV一体化充电系统技术领域，尤其涉及一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法。

背景技术

目前我国新能源汽车的保有量逐年增加，与之相对的充电基础设施配套却发展较慢。随着新能源汽车的推广普及，大规模充电设施接入配电网端口，电网供电瞬时功率在新能源汽车充电过程中随机变化大，直接威胁配电网的安全稳定运行，降低用电电能质量。基于CHB(Cascaded H-Bridge，H桥级联型)、DAB(Dual Active Bridge，双有源全桥)的两级式直挂式10kV充电站具有高压直挂、能量潮流控制、改善接入端口电能质量等特点，输出可直连光伏发电、电池储能、新能源汽车充电桩等设备，为新能源光储充技术的发展应用提供了一种高效、可靠的解决方案。

直挂式10kV充电站前级高压模组串联耐受高压，后级低压模组并联输出大功率，主控单元与模组间采用光纤媒介进行电气隔离的通信控制，若系统模组间PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)载波的时刻不同，会导致CHB级并网电流含有高频分量，DAB级过流情况的发生，由此模组间PWM载波同步成为直挂式10kV充电站功能实现的关键。传统的光纤同步方法，采用增加额外的同步信号连接线的方式，或采用模拟电路提取光纤时钟作为PWM载波计数的时基实现同步，在多模组系统中两种方法均增加了硬件复杂度及成本。

发明内容

本发明提出一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，此方法基于光纤通信线路实现，无需增加额外硬件，在保证系统性能前提下降低了系统复杂度及成本。

为实现上述目的，本发明提出了一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：辅控单元在每个CHB载波移相PWM周期、DAB载波PWM周期分别生成同步脉冲信号，按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至高压模组；

步骤2：高压模组接收到辅控单元发送的10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；

步骤3：高压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成高压模组PWM载波同步；

步骤4：高压模组在进行步骤3的同时，将同步脉冲信号按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至低压模组；

步骤5：低压模组接收到高压模组发送10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；

步骤6：低压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成低压模组PWM载波同步，从而实现系统的PWM全同步功能；

所述PWM载波同步方式为全同步，为辅控单元、高压模组和低压模组之间的三级同步。

所述辅控单元在CHB载波移相PWM周期结束时刻生成CHB级所需载波移相同步脉冲信号，在DAB载波PWM周期结束时刻生成DAB级所需载波同步脉冲信号，两种同步信号按照8B/10B编码生成10Bit同步K码字节发送至高压模组。

所述高压模组通过光纤接收到辅控单元发送的两种10Bit同步K码字节，解码转换为相应的同步脉冲信号，更新高压模组CHB级载波移相PWM计数寄存器和高压模组DAB前级载波PWM计数寄存器，同时高压模组将解码后的同步脉冲信号按照8B/10B编码生成10Bit同步K码字节发送至低压模组。