一種基于滑?？刂茖Ｓ糜谄嚦潆娬镜挠性礊V波器的制造方法
【專利摘要】一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器，電動(dòng)汽車充電站諧波源（31）側(cè)的三相負(fù)載電流為Ila、Ilb、Ilc，三相網(wǎng)側(cè)電流Isa、Isb、Isc經(jīng)諧波電流檢測模塊、滑模面選擇σ(X)(34)和滑?？刂撇呗阅K(35)控制APF(33)，通過APF(33)三相相電流ia、ib、ic,對諧波電流補(bǔ)償，有源濾波器模塊為電壓型并聯(lián)有源濾波器；滑?？刂颇K為本實(shí)用新型的控制器，利用電流誤差信號作為滑?？刂破鞯幕Ｃ?，采用等速指數(shù)趨近率方法，對并聯(lián)電壓型有源濾波器主電路變流器的開關(guān)元件進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)充電站諧波電流的補(bǔ)償。本實(shí)用新型具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，且計(jì)算量少，能實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)充電站諧波電流的補(bǔ)償。
【專利說明】一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種濾波器，具體為一種基于滑模控制、專用于汽車充電站諧波治理的有源濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車由于其低碳節(jié)能等顯著的特點(diǎn)，因此成為我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)節(jié)能減排的重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。目前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，以電動(dòng)汽車為核心的產(chǎn)業(yè)鏈條已經(jīng)凸顯。隨著電動(dòng)汽車的推廣，逐漸完善充電配套設(shè)施成為不可或缺的前提條件。充電機(jī)作為充電站的關(guān)鍵設(shè)備，是一種由電力電子裝置組成的高度非線性負(fù)荷；對供電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波污染，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，甚至對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅；因此研究充電站的諧波特性并采用科學(xué)有效的治理措施勢在必行。
[0003]目前，諧波治理措施主要分為三種。第一種是從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā)的受端治理方式；第二種是主動(dòng)治理方式，從諧波源本身出發(fā)，電力系統(tǒng)保護(hù)與控制在直流側(cè)減少諧波的產(chǎn)生，主要包括多脈整流、多電平變流、功率因數(shù)校正等方法；第三種則是采用外加濾波器的被動(dòng)治理法，包括無源電力濾波、有源電力濾波。由于無源濾波技術(shù)容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生串、并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大和共振，且只能濾除特定次諧波，不能跟隨諧波成分的變化；而有源濾波器具有響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，能夠補(bǔ)償各次諧波的優(yōu)點(diǎn)，因此對充電站諧波治理具有很好的適用性。
[0004]不同的控制策略在有源濾波器(APF)中得到了應(yīng)用，如脈沖寬度調(diào)制PWM技術(shù)、三角載波電流控制、滯環(huán)比較控制、空間矢量調(diào)制等。而滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)由于具有強(qiáng)魯棒性，開關(guān)頻率較低，損耗小等優(yōu)點(diǎn)，在APF應(yīng)用中得到了關(guān)注。不同的滑?？刂圃O(shè)計(jì)方法應(yīng)用于APF。
`[0005]但是，至今未見到推廣應(yīng)用于充電站諧波抑制的有源濾波器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種考慮充電站諧波特性的汽車充電站有源濾波器。
[0007]解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器，包括電動(dòng)汽車充電站諧波源31、諧波電流檢測模塊32、有源濾波器模塊APF33，以及由滑模面選擇o (X) 34和滑?？刂撇呗阅K35依次連接構(gòu)成的滑?？刂颇K，電動(dòng)汽車充電站諧波源側(cè)的三相負(fù)載電流為Ila、Ilb、I1。，三相網(wǎng)側(cè)電流Isa、Isb、Isc經(jīng)諧波電流檢測模塊、滑?？刂颇K控制APF33開關(guān)元件，通過APF33三相相電流ia、ib、i。，實(shí)現(xiàn)對諧波電流的補(bǔ)償，其特征是:所述的有源濾波器模塊為電壓型并聯(lián)有源濾波器，有源濾波器主電路由6個(gè)用反并聯(lián)二極管構(gòu)成的開關(guān)元件Ql，Q2，Q3、Q4、Q5、Q6組成三相電壓型橋式逆變電路，逆變電路一端經(jīng)電感L連接至電網(wǎng)偵1K另一端連接直流側(cè)電容C。
[0009]滑模控制(以a相為例)如圖3所示，其組成和連接關(guān)系為:
[0010]以諧波電流iahl、APF相電流ia2、直流側(cè)電壓Udc3和電網(wǎng)側(cè)電壓usa4作為輸入；[0011 ] 諧波電流iahl與APF相電流ia2分別輸至第一差值模塊5，第一差值模塊5與正值模塊6、負(fù)值模塊7 —起輸至符號選擇模塊8 ；
[0012]直流側(cè)電壓Udc3和0.008乘積因子模塊09 —起輸至除法模塊10，除法模塊10的輸出經(jīng)第一飽和模塊11后輸出至20倍增益模塊12乘以20 ;
[0013]20倍增益模塊12與符號選擇模塊8的輸出至第一乘積模塊13 ；
[0014]第一飽和模塊11的輸出經(jīng)10倍增益模塊19后和第一差值模塊5的輸出一起至第二乘積模塊20 ；
[0015]電網(wǎng)側(cè)電壓usa4的輸出經(jīng)1/L增益模塊14后和諧波電流iahl的輸出經(jīng)微分模塊15、第二飽和模塊16后的信號一起輸至第二差值模塊17，第二差值模塊17的輸出和第一飽和模塊的輸出一起至第三乘積模塊18 ；
[0016]第一至第三乘積模塊的輸出一起至求和模塊21,最后輸出Sa22。
[0017]原理:
[0018]以諧波電流iah、APF相電流ia間的誤差信號(ex)作為滑模面切換函數(shù)，再乘以
【權(quán)利要求】
1.一種基于滑?？刂茖Ｓ糜谄嚦潆娬镜挠性礊V波器，包括電動(dòng)汽車充電站諧波源(31)、諧波電流檢測模塊(32)、有源濾波器模塊APF (33)，以及由滑模面選擇(34)和滑?？刂撇呗阅K(35)依次連接構(gòu)成的滑模控制模塊，電動(dòng)汽車充電站諧波源側(cè)的三相負(fù)載電流為IlaUlbU1。，三相網(wǎng)側(cè)電流Isa、Isb、Is。經(jīng)諧波電流檢測模塊、滑?？刂颇K控制APF (33)，通過APF (33)三相相電流ia、iA、ie,實(shí)現(xiàn)對諧波電流的補(bǔ)償，其特征是:所述的有源濾波器模塊為電壓型并聯(lián)有源濾波器，有源濾波器主電路由6個(gè)用反并聯(lián)二極管構(gòu)成的開關(guān)元件(Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 )組成三相電壓型橋式逆變電路，逆變電路一端經(jīng)電感L連接至電網(wǎng)偵1K另一端連接直流側(cè)電容C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑?？刂茖Ｓ糜谄嚦潆娬镜挠性礊V波器，其特征是:所述的滑模控制組成和連接關(guān)系為: 以諧波電流iah (I)、APF相電流ia (2)、直流側(cè)電壓Udc (3)和電網(wǎng)側(cè)電壓usa (4)作為輸入； 諧波電流iah (I)與APF相電流ia (2)分別輸至第一差值模塊(5)，第一差值模塊(5)與正值模塊(6)、負(fù)值模塊(7) —起輸至符號選擇模塊(8)； 直流側(cè)電壓Udc(3)和0.008乘積因子模塊(9)一起輸至除法模塊(10)，除法模塊(10)的輸出經(jīng)第一飽和模塊(11)后輸出至20倍增益模塊(12)乘以20 ; 20倍增益模塊(12)與符號選擇模塊(8)的輸出至第一乘積模塊(13)； 第一飽和模塊(11)的輸出經(jīng)(10)倍增益模塊(19)后和第一差值模塊(5)的輸出一起至第二乘積模塊(20)； 電網(wǎng)側(cè)電壓usa(4)的輸出經(jīng)1/L增益模塊(14)后和諧波電流iah(l)的輸出經(jīng)微分模塊(15)、第二飽和模塊(16)后的信號一起輸至第二差值模塊(17)，第二差值模塊(17)的輸出和第一飽和模塊(11)的輸出一起至第三乘積模塊(18)； 第一至第三乘積模塊的輸出一起至求和模塊(21),最后輸出Sa(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑?？刂茖Ｓ糜谄嚦潆娬镜挠性礊V波器，其特征是:所述的充電站諧波源由若干臺(tái)充電機(jī)并聯(lián)，充電機(jī)由三相不可控橋式整流電路和由電感和電容組成的濾波電路輸入到高頻DC-DC功率變換電路組成，其中高頻DC-DC功率變換電路用非線性電阻模擬。
【文檔編號】H02J3/01GK203423489SQ201320459659
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】趙偉, 孟金嶺, 肖勇 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院