【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無線電能傳輸領域，特別是一種基于t型三電平的雙向無線充電系統及其參數設計方法。
技術介紹
1、隨著電動汽車的商業化水平提高和無線充電技術的發展，對于電動汽車與電網交互(v2g)無線充放電技術的研究日益重要。電動汽車無線充電裝置不設插頭，操作方便，避免了傳統充電方式的諸多缺點。但在v2g無線充電過程中，電動汽車大量接入電網以及不合理的充放電控制會導致諧波污染，如果在電能的無線傳輸過程中諧波不能被有效控制，將對電網造成嚴重影響。又由于近年來無線充電技術的廣泛應用，導致無線電能傳輸技術逐漸趨向于城市軌道車輛和高速鐵路等大功率設備領域，因此有必要研究增加電動汽車雙向無線充電系統中雙向變流器的輸出功率。
2、雙向ac-dc變流器是實現電動汽車無線充電技術的關鍵設備。現階段電動汽車無線充放電系統中的網側雙向變流器大多采用傳統三相全橋雙向變流器，感應電能傳輸系統中的高頻逆變器大多采用兩電平單相全橋逆變器。為了減小網側諧波污染，提高無線電能傳輸系統輸出功率，有必要對v2g無線充放電系統中的雙向變流器和高頻逆變器進行研究。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是提供一種基于t型三電平的雙向無線充電系統及其參數設計方法。用于解決現有雙向無線充電系統并網時交流電網側諧波污染大的技術問題。
2、一種基于t型三電平的雙向無線充電系統，包括雙向無線充電電路和t型三電平雙向ac-dc變流器，所述雙向無線充電電路包括原邊子電路和副邊子電路，所述原邊子電路的一端與副邊子電路的一
3、所述原邊電路的另一端與直流電源連接，所述副邊電路的另一端與t型三電平雙向ac-dc變流器的一端連接，所述t型三電平雙向ac-dc變流器的另一端與交流電網連接。
4、可選的，所述t型三電平雙向ac-dc變流器包括t型三電平雙向ac-dc子電路，所述t型三電平雙向ac-dc子電路為三相電路，每相電路均包括橋臂子電路和中間鉗位子電路，三個所述橋臂子電路并聯設置；
5、所述橋臂子電路包括兩個同向串聯的開關管，所述中間鉗位子電路包括兩個反向串聯的開關管，定義所述橋臂子電路兩個開關管的連接點為橋臂中點，所述中間鉗位子電路的一端與橋臂中點連接。
6、可選的，所述t型三電平雙向ac-dc變流器還包括母線電容子電路；
7、所述母線電容子電路包括串聯設置的第一母線電容和第二母線電容，所述母線電容子電路與所述橋臂子電路并聯設置后與所述副邊電路的另一端連接，定義所述第一母線電容和第二母線電容的連接點為電容中點，三個所述中間鉗位子電路的另一端均與所述電容中點連接。
8、可選的，所述t型三電平雙向ac-dc變流器還包括三個lcl濾波子電路，三個所述lcl濾波子電路的一端分別與三個所述橋臂中點連接，所述三個所述lcl濾波子電路的另一端分別與所述交流電網的三相連接；
9、所述lcl濾波子電路包括濾波電容以及串聯設置的第一濾波電感和第二濾波電感，定義所述第一濾波電感和第二濾波電感連接點為濾波中點，所述濾波電容的一端與所述濾波中點連接，所述濾波電容的另一端接地。
10、可選的，所述原邊子電路包括依次連接的原邊高頻逆變器、原邊補償網絡和原邊線圈，所述副邊子電路包括依次連接副邊線圈、副邊補償網絡和副邊高頻逆變器，所述原邊線圈和副邊線圈磁耦合進行電能傳輸。
11、可選的，所述原邊補償網絡和副邊補償網絡為ss拓撲結構。
12、一種基于t型三電平的雙向無線充電系統的參數設計方法，用于對上述的基于t型三電平的雙向無線充電系統的參數進行設計，具體步驟為：
13、濾波電容參數設計：計算濾波電容的無功功率，設置濾波電容的無功功率占系統額定功率的百分比閾值，計算得到濾波電容的參數上限；
14、濾波電感參數設計：構建穩態時并網逆變器交流側的矢量關系圖，確定lcl濾波子電路的總電感值上限，計算第二濾波電感的電感值上下限值，設置第一、第二濾波電感的電感比例參數，計算第一、第二濾波電感的電感值；
15、諧振頻率參數設計：根據并網逆變器的開關頻率和電網基頻率確定lcl濾波子電路的諧振頻率上下限范圍，并根據第一、第二濾波電感的電感值以及濾波電容的電容值計算lcl濾波子電路的諧振角頻率。
16、可選的，濾波電容參數設計的具體步驟為：
17、s1.1：根據濾波電容電壓、系統角頻率以及濾波電容的電容值乘積獲得單個濾波電容的無用功，將三個濾波電容的無用功之和得到lcl濾波子電路中濾波電容總無功功率；
18、s1.2：設定濾波電容總無功功率占系統額定功率的百分比閾值，根據百分比閾值以及系統的額定功率參數計算得到濾波電容總無功功率的上限值；
19、s1.3：構建濾波電容總無功功率與濾波電容總無功功率上限值的不等式，求解得到濾波電容的電容值的上限值。
20、可選的，濾波電感參數設計的具體步驟為：
21、s2.1：在穩態時，lcl濾波子電路的總電感量為第一、第二濾波電感的電感值之和，構建穩態時并網逆變器交流側的矢量關系圖，包括并網逆變器交流側電壓矢量、交流電網側電壓矢量、濾波電感電壓矢量和濾波電感電流矢量；
22、s2.2：根據矢量關系圖得到并網逆變器輸出相電壓的基波峰值、交流電網側電壓的峰值和濾波電感電流的峰值，計算得到lcl濾波子電路的總電感量上限值；
23、s2.3：濾波電感的下限受限于紋波大小，其在過零處有電流紋波最大，根據電流紋波最大值計算得到lcl濾波子電路的總電感量下限值；
24、s2.4：根據lcl濾波子電路中lc環節對諧波畸變的降低比例參數、濾波電容的電容值和并網逆變器的開關頻率計算第二濾波電感的電感值的上限值；
25、s2.5：設定第二濾波電感與第一濾波電感的電感比例系數，根據lcl濾波子電路的諧振頻率、電感比例系數和濾波電感的電感值計算第一濾波電感的電感值；
26、s2.6：計算第一濾波電感的電感值與電感比例系數的乘積得到第二濾波電感的電感值。
27、可選的，諧振頻率參數設計的具體步驟為：
28、s3.1：設置并網逆變器開關頻率比例參數和電網基頻率比例參數，所述lcl濾波子電路的諧振頻率大于并網逆變器開關頻率與開關頻率比例參數的乘積，小于電網基頻率與電網基頻率比例參數的乘積；
29、s3.2：根據第一、第二濾波電感的電感值以及濾波電容的電容值計算lcl濾波子電路的諧振角頻率。
30、由于采用了上述技術方案，本專利技術具有如下的優點：
31、本申請將t型三電平ac-dc變流器用于雙向無線充電系統中，取代了傳統的兩電平雙向變流器。t型三電平具有輸出諧波小，功率因數大的優點，將t型三電平與雙向無線充電系統結合，可以較好的實現正反向的傳輸。
32、本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，包括雙向無線充電電路和T型三電平雙向AC-DC變流器，所述雙向無線充電電路包括原邊子電路和副邊子電路，所述原邊子電路的一端與副邊子電路的一端磁耦合進行電能傳輸；
2.根據權利要求1所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述T型三電平雙向AC-DC變流器包括T型三電平雙向AC-DC子電路，所述T型三電平雙向AC-DC子電路為三相電路，每相電路均包括橋臂子電路和中間鉗位子電路，三個所述橋臂子電路并聯設置；
3.根據權利要求2所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述T型三電平雙向AC-DC變流器還包括母線電容子電路；
4.根據權利要求2所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述T型三電平雙向AC-DC變流器還包括三個LCL濾波子電路，三個所述LCL濾波子電路的一端分別與三個所述橋臂中點連接，所述三個所述LCL濾波子電路的另一端分別與所述交流電網的三相連接；
5.根據權利要求1所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述原邊補償網絡和副邊補償網絡為SS拓撲結構。
7.一種基于T型三電平的雙向無線充電系統的參數設計方法，其特征在于，用于對權利要求1-6任一項所述的基于T型三電平的雙向無線充電系統的參數進行設計，具體步驟為：
8.根據權利要求7所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統的參數設計方法，其特征在于，濾波電容參數設計的具體步驟為：
9.根據權利要求7所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統的參數設計方法，其特征在于，濾波電感參數設計的具體步驟為：
10.根據權利要求7所述的一種基于T型三電平的雙向無線充電系統的參數設計方法，其特征在于，諧振頻率參數設計的具體步驟為：
...【技術特征摘要】
1.一種基于t型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，包括雙向無線充電電路和t型三電平雙向ac-dc變流器，所述雙向無線充電電路包括原邊子電路和副邊子電路，所述原邊子電路的一端與副邊子電路的一端磁耦合進行電能傳輸；
2.根據權利要求1所述的一種基于t型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述t型三電平雙向ac-dc變流器包括t型三電平雙向ac-dc子電路，所述t型三電平雙向ac-dc子電路為三相電路，每相電路均包括橋臂子電路和中間鉗位子電路，三個所述橋臂子電路并聯設置；
3.根據權利要求2所述的一種基于t型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述t型三電平雙向ac-dc變流器還包括母線電容子電路；
4.根據權利要求2所述的一種基于t型三電平的雙向無線充電系統，其特征在于，所述t型三電平雙向ac-dc變流器還包括三個lcl濾波子電路，三個所述lcl濾波子電路的一端分別與三個所述橋臂中點連接，所述三個所述lcl濾波子電路的另一端分別與所述交流電網的三相連接；
5.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳戰禮，凌龍，袁彥，高齡豐，董金熹，何昱霖，沈濤，王智慧，陸虹辰，劉浠流，丁惠賢，陳冠霖，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司柳州供電局，
類型：發明
國別省市：
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