一種基于有源濾波功能的交流充電樁的設計

程帥 張春花

摘要：在生產(chǎn)生活中總會產(chǎn)生各種各樣的污染，環(huán)境污染和能源緊缺問題更是被當下大眾所熱議。因此節(jié)能減排這一類的交通工具就更是被大眾接受和偏愛。電動車深受大眾喜愛。但現(xiàn)有的充電裝置在滿足電機充電的同時，對于電網(wǎng)也是產(chǎn)生了一些負面影響。針對類似問題所帶來的不利影響，解決充電過程中的這些負面顯得至關重要。本發(fā)明針對這一問題，利用指令電流對補償電流進行預估，通過直流側(cè)穩(wěn)壓控制，最后通過MATLAB平臺測試。

關鍵詞：交流充電樁;有源濾波系統(tǒng);無功電流;MATLAB

1.緒論

目前，環(huán)境污染和能源緊缺問題引發(fā)越來越多的大眾關注，因此世界各地都在積極響應節(jié)能減排的號召。電動汽車作為很重要的交通工具之一，在近些年更是由于其方便快捷，環(huán)保，清潔，節(jié)能深得大眾喜愛。因此，對于電動汽車的能源供給裝置我們也就有了多樣的考核標準，現(xiàn)在主要存在的充電裝置有直流充電樁和交流充電樁兩種。充電樁的選擇應結(jié)合具體的電動車特征進行選擇。

2.總體布局

含有有源濾波系統(tǒng)功能的交流充電樁，相異于一般的電動車充電樁，確切地來說是具有更多的優(yōu)點。主要在于它考慮了對車載充電器進行有效的諧波處理。在該實驗中對指令電流的計算，直流側(cè)的穩(wěn)壓控制，以及電流追蹤控制都有做詳細的方案說明。由于該系統(tǒng)為了實現(xiàn)精準補償，因此良好的追蹤能力也是必不可少的一部分（即穩(wěn)態(tài)誤差趨于零）。該基于有源濾波功能的交流充電樁能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的多余的諧波電流和無功電流進行降低甚至消除，從而保護電網(wǎng)。且為確保電流跟蹤的實時性與速度，直流側(cè)電壓與電容值的穩(wěn)定也是必須確保的一個因素

2.1結(jié)構(gòu)框架

通過對指令電流進行計算（指令電流指根據(jù)濾波算法，計算負載電流中的諧波分量并使用計算結(jié)果作為當前電流跟蹤控制的輸入），在該設計中，能否實時檢測出車載充電機工作時產(chǎn)生的諧波電流決定著有源濾波裝置對于諧波的抑制作用。然后再進行直流穩(wěn)壓控制以及電流追空控制從而精確補償。通過最后的波形圖得到結(jié)論：通過設計的補償，諧波和電流畸變率都明顯降低。如圖2-1所示：

2.2交流充電樁有源濾波系統(tǒng)設計

2.2.1 指令電流計算和直流側(cè)穩(wěn)壓控制

指令電流計算是指根據(jù)濾波算法計算負載電流中的諧波分量，并使用計算結(jié)果作為當前電流跟蹤控制的輸入。在交流充電樁有源濾波系統(tǒng)中，能否實時檢測出車載充電機工作時產(chǎn)生的諧波電流決定著有源濾波裝置對于諧波的抑制作用[1]。

在有源濾波系統(tǒng)工作時，功率器件的開通或關斷及溫度變化都會造成能量的損耗，這將導致儲能電容電壓值下降，為確保電流跟蹤的速度與實時性，需要保持直流側(cè)電容電壓值的穩(wěn)定。[2]

參考文獻：

[1]王立峰，鄭建勇，梅軍，有源濾波裝置直流側(cè)電壓瞬時能量平衡建模[J].電工技術學報，2012，27（2）：230-234.

[2]常鵬飛，曾激倫，王形三相四線制有源電力濾波器直流側(cè)電壓控制方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2005，29（8）：75-78