一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器制造技術

一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器，電動汽車充電站諧波源（31）側的三相負載電流為Ila、Ilb、Ilc，三相網側電流Isa、Isb、Isc經諧波電流檢測模塊、滑模面選擇σ(X)(34)和滑模控制策略模塊(35)控制APF(33)，通過APF(33)三相相電流ia、ib、ic,對諧波電流補償，有源濾波器模塊為電壓型并聯有源濾波器；滑模控制模塊為本實用新型專利技術的控制器，利用電流誤差信號作為滑模控制器的滑模面，采用等速指數趨近率方法，對并聯電壓型有源濾波器主電路變流器的開關元件進行控制，實現充電站諧波電流的補償。本實用新型專利技術具有良好的動態品質，且計算量少，能實時控制，實現充電站諧波電流的補償。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器
本技術涉及一種濾波器，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。
技術介紹
電動汽車由于其低碳節能等顯著的特點，因此成為我國發展低碳經濟、促進節能減排的重要產業發展方向。目前電動汽車產業已經成為我國新能源汽車產業的重要組成部分，以電動汽車為核心的產業鏈條已經凸顯。隨著電動汽車的推廣，逐漸完善充電配套設施成為不可或缺的前提條件。充電機作為充電站的關鍵設備，是一種由電力電子裝置組成的高度非線性負荷；對供電系統產生諧波污染，影響電網電能質量，甚至對電力系統安全、穩定、經濟運行構成潛在威脅；因此研究充電站的諧波特性并采用科學有效的治理措施勢在必行。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備或系統出發的受端治理方式；第二種是主動治理方式，從諧波源本身出發，電力系統保護與控制在直流側減少諧波的產生，主要包括多脈整流、多電平變流、功率因數校正等方法；第三種則是采用外加濾波器的被動治理法，包括無源電力濾波、有源電力濾波。由于無源濾波技術容易與電網阻抗發生串、并聯諧振，導致諧波放大和共振，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速度快，跟蹤精度高，能夠補償各次諧波的優點，因此對充電站諧波治理具有很好的適用性。不同的控制策略在有源濾波器(APF)中得到了應用，如脈沖寬度調制PWM技術、三角載波電流控制、滯環比較控制、空間矢量調制等。而滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)由于具有強魯棒性，開關頻率較低，損耗小等優點，在APF應用中得到了關注。不同的滑模控制設計方法應用于APF。`但是，至今未見到推廣應用于充電站諧波抑制的有源濾波器。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題，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。解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是: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和滑模控制策略模塊35依次連接構成的滑模控制模塊，電動汽車充電站諧波源側的三相負載電流為Ila、Ilb、I1。，三相網側電流Isa、Isb、Isc經諧波電流檢測模塊、滑模控制模塊控制APF33開關元件，通過APF33三相相電流ia、ib、i。，實現對諧波電流的補償，其特征是:所述的有源濾波器模塊為電壓型并聯有源濾波器，有源濾波器主電路由6個用反并聯二極管構成的開關元件Ql，Q2，Q3、Q4、Q5、Q6組成三相電壓型橋式逆變電路，逆變電路一端經電感L連接至電網偵1K另一端連接直流側電容C。滑模控制(以a相為例)如圖3所示，其組成和連接關系為:以諧波電流iahl、APF相電流ia2、直流側電壓Udc3和電網側電壓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、負值模塊7 —起輸至符號選擇模塊8 ；直流側電壓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 ；電網側電壓usa4的輸出經1/L增益模塊14后和諧波電流iahl的輸出經微分模塊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 ；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。原理: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，再乘以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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）和滑模控制策略模塊（35）依次連接構成的滑模控制模塊，電動汽車充電站諧波源側的三相負載電流為Ila、Ilb、Ilc，三相網側電流Isa、Isb、Isc經諧波電流檢測模塊、滑模控制模塊控制APF（33），通過APF（33）三相相電流ia、ib、ic,實現對諧波電流的補償，其特征是：所述的有源濾波器模塊為電壓型并聯有源濾波器，有源濾波器主電路由6個用反并聯二極管構成的開關元件（Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6）組成三相電壓型橋式逆變電路，逆變電路一端經電感L連接至電網側、另一端連接直流側電容C。

【技術特征摘要】
1.一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)和滑模控制策略模塊(35)依次連接構成的滑模控制模塊，電動汽車充電站諧波源側的三相負載電流為IlaUlbU1。，三相網側電流Isa、Isb、Is。經諧波電流檢測模塊、滑模控制模塊控制APF (33)，通過APF (33)三相相電流ia、iA、ie,實現對諧波電流的補償，其特征是:所述的有源濾波器模塊為電壓型并聯有源濾波器，有源濾波器主電路由6個用反并聯二極管構成的開關元件(Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 )組成三相電壓型橋式逆變電路，逆變電路一端經電感L連接至電網偵1K另一端連接直流側電容C。2.根據權利要求1所述的基于滑模控制專用于汽車充電站的有源濾波器，其特征是:所述的滑模控制組成和連接關系為: 以諧波電流iah (I)、APF相電流ia (2)、直流側電壓Udc (3)和電網側電壓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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙偉，孟金嶺，肖勇，
申請(專利權)人：廣東電網公司電力科學研究院，
類型：實用新型
國別省市：