电动汽车充电设备谐波电流控制方法
专利汇可以提供电动汽车充电设备谐波电流控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于新 能源 充电技术领域，具体为电动 汽车 充电设备谐波 电流 控制方法，本发明方法是将每个发电桩看成一个 节点 ，如果节点间引起的谐波相互 叠加 ，则判定节点间存在一条边；统计每条边的介数；启动安装在介数最大的边上的有源电 力 滤波器 。本发明的装置及方法通过只增加少量的APF，使得大量分散的电动汽车充电桩充电时产生的谐波消除，提高供电 质量 和降低成本，容易使用。，下面是电动汽车充电设备谐波电流控制方法专利的具体信息内容。
1.电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，检查充电桩是否开始充电；如果充电桩开始充电，则继续执行步骤S1；
S2，通过交流采样模块分别将电力系统中的三相电压和三相电流转换为模数转换器可识别的量程范围内的电压信号，然后经过低通滤波器过滤掉不必要的高频信号后，被模数转换器采样并转换为数字信号，三相电压电流经过转换后的数字信号，通过快速傅里叶变换，再经过特殊的窗函数软件滤波后，计算得出高精度的2～31次谐波电压、电流畸变率；
S3，分别设定电网电压总谐波畸变率阀值、奇次谐波电压含有率阀值和偶次谐波电压含有率阀值；如果电网电压总谐波畸变率、奇次谐波电压含有率和偶次谐波电压含有率中，如果任一指标超过设定阀值，则继续执行步骤S4；
S4，统计正在充电的充电桩个数；
S5，将每个正在充电的充电桩看成一个节点，如果节点间引起的谐波相互叠加，则判定节点间存在一条边；
S6，统计每条边的介数，计算网络中所有任意两点之间的最短路径，所有最短路径路过每条边的次数即为该边的介数；
S7，启动安装在介数最大的边上的有源电力滤波器。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：
S1.1，检测交流充电桩中充电机的损耗及故障情况，若充电机无故障，且损耗在标准值范围内，则进入充电模块，若充电机有故障或损耗超出预设范围，则充电桩断电并显示；
S1.2，通过人机界面模块选择充电方式，提出充电请求，人机界面模块把需求信息传送给微机处理器单元，提示刷卡信息，并将待刷卡信息传送给读卡器模块；
S1.3，读卡器模块将刷卡信息反馈给微机处理单元，微机处理单元根据刷卡信息通过通讯模块与云服务器进行通讯，得到卡中金额信息，当卡中金额满足要求时，微机处理单元发送信号给电子锁模块，打开电子锁门，并通过人机界面模块显示卡中信息，提示人员拿出插头插入电动车充电口；
S1.4，当电子锁门打开后，电子锁与通信模块建立连接，并将连接信息反馈给微机处理器单元计算处理，将处理后的信息通过人机界面模块提示是否开始充电；
S1.6，当操作人机界面确定开始充电，人机界面模块将信号反馈给微机处理单元，微机处理单元通过电源模块调节电压电流，并通过充电充控制单元控制充电开关闭合，电动车充电正式开始。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述步骤S4中统计正在充电的充电桩个数是通过数据采集器实现的，所述数据采集器用于采集对应的所述充电桩的数据，将所述充电桩数据发送至所述云服务器进行统计。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，根据检测到的谐波形成APF指令电流，所述有源电力滤波器采用无差拍控制方式可实现指令电流的精确跟踪补偿，且易于控制系统的数字化，由于实际的数字控制系统具有一定延时，故采用滞后一拍的控制方式来实现无差拍控制，滞后一拍即使用第k个控制周期计算得到的控制信号在第k+1个控制周期内起作用，且采用无差拍控制时实际电流需要一个控制周期才能跟踪上指令电流，即在一个控制周期结束时实际电流恰好跟踪上指令电流，故APF实际发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，即(k+2)T时刻AFF发出的实际电流等于kT时刻的指令电流。由于APF发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，影响APF的谐波补偿效果，故在kT时刻需预测(k+2)T时刻的指令值。在几个工频周期内可认为充电功率不变，充电电流为周期性信号，则APF的指令电流亦具有周期性，故可用上一周期(k+2)T时刻的指令电流作为本周期(k+2)T时刻的指令电流。
5.根据权利要求3所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述数据采集器还用于对接收到的所述充电桩数据按照预设规则进行数据筛选，得到符合预设规则的有用数据和不符合预设规则的无用数据，并将所述有用数据发送给所述云服务器。
6.根据权利要求3所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述云服务器用于接收及存储所述数据采集器发送的所述充电桩数据，并基于所述充电桩数据根据预设的数据处理规则对所述充电桩数据进行数据处理生成相应的所述控制信息，还用于将所述控制信息发送至对应的所述数据采集器。
7.根据权利要求1所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述通讯模块通过RS485和充电桩内的其他设备进行数据交互。
8.根据权利要求1所述的电动汽车充电设备谐波电流控制方法，其特征在于，所述交流采样模块包括三相电压互感器与三相电流互感器。
电动汽车充电设备谐波电流控制方法
技术领域
背景技术
生非正弦的电压。根据傅里叶级数的原理，任意周期信号都可以表示为由正弦函数和余弦
函数组成的无穷级数。在傅里叶级数中频率不为基频50Hz的分量定义为谐波。谐波本质上
是一个正弦周期分量，其频率为基频的整数倍。由于谐波产生的根本原因为非线性，因此电
力系统中根据非线性元件的性质可以将谐波源分为两大类。一类是半导体元件组成的电力
电子设备，比如大功率晶闸管整流器、各种无功补偿装置、新能源接入装置等等。另外一类
是包括电弧炉、变压器、旋转电机在内的电弧或铁磁非线性设备。当配电网系统中存在这两
类设备时，均会有谐波电流注入，谐波注入的性质随谐波源类型的不同而不同。
安装APF(Active Power Filter,有源电力滤波器)，其工作原理是检测补偿对象的电压和
电流，经指令电流运算单元计算出补偿电流的指令电流信号，电流跟踪控制部分安装指令
电流信号控制补偿电流，补偿电流与交流侧充电电流中要补偿的谐波及无功电流相抵销，
最终得到期望的电网电流。采用APF消除谐波效果不错，但是价格比较高。将来电动汽车大
规模普及时，对每个充电桩按照一个APF显然价格太高，不利于电动汽车的普及。
发明内容
按照一个APF显然价格太高，不利于电动汽车的普及的问题。
模数转换器采样并转换为数字信号，三相电压电流经过转换后的数字信号，通过快速傅里
叶变换，再经过特殊的窗函数软件滤波后，计算得出高精度的2～31次谐波电压、电流畸变
率；
率中，如果任一指标超过设定阀值，则继续执行步骤S4；
示；
单元发送信号给电子锁模块，打开电子锁门，并通过人机界面模块显示卡中信息，提示人员
拿出插头插入电动车充电口；
系统具有一定延时，故采用滞后一拍的控制方式来实现无差拍控制，滞后一拍即使用第k个
控制周期计算得到的控制信号在第k+1个控制周期内起作用，且采用无差拍控制时实际电
流需要一个控制周期才能跟踪上指令电流，即在一个控制周期结束时实际电流恰好跟踪上
指令电流，故APF实际发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，即(k+2)T时刻AFF发出
的实际电流等于kT时刻的指令电流。由于APF发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，
影响APF的谐波补偿效果，故在kT时刻需预测(k+2)T时刻的指令值。在几个工频周期内可认
为充电功率不变，充电电流为周期性信号，则APF的指令电流亦具有周期性，故可用上一周
期(k+2)T时刻的指令电流作为本周期(k+2)T时刻的指令电流。
发送给所述云服务器。
应的所述控制信息，还用于将所述控制信息发送至对应的所述数据采集器。
大的边上的有源电力滤波器。本发明的装置及方法通过只增加少量的APF，使得大量分散的
电动汽车充电桩充电时产生的谐波消除，提高供电质量和降低成本，容易使用。
附图说明
具体实施方式
施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本发明保护的范围。
模数转换器采样并转换为数字信号，三相电压电流经过转换后的数字信号，通过快速傅里
叶变换，再经过特殊的窗函数软件滤波后，计算得出高精度的2～31次谐波电压、电流畸变
率；
率中，如果任一指标超过设定阀值，则继续执行步骤S4；
示；
单元发送信号给电子锁模块，打开电子锁门，并通过人机界面模块显示卡中信息，提示人员
拿出插头插入电动车充电口；
动车充电正式开始。
制系统具有一定延时，故采用滞后一拍的控制方式来实现无差拍控制，滞后一拍即使用第k
个控制周期计算得到的控制信号在第k+1个控制周期内起作用，且采用无差拍控制时实际
电流需要一个控制周期才能跟踪上指令电流，即在一个控制周期结束时实际电流恰好跟踪
上指令电流，故APF实际发出的控制电流滞后指令电流两个控制周期，即(k+2)T时刻AFF发
出的实际电流等于kT时刻的指令电流。由于APF发出的控制电流滞后指令电流两个控制周
期，影响APF的谐波补偿效果，故在kT时刻需预测(k+2)T时刻的指令值。在几个工频周期内
可认为充电功率不变，充电电流为周期性信号，则APF的指令电流亦具有周期性，故可用上
一周期(k+2)T时刻的指令电流作为本周期(k+2)T时刻的指令电流。
器进行统计，
据发送给所述云服务器。
相应的所述控制信息，还用于将所述控制信息发送至对应的所述数据采集器。
接的云服务器以及与所述云服务器通讯连接的后台管理系统，所述数据采集器分别和与其
对应的所述充电桩的所述多个充电桩通讯连接，其中，所述数据采集器用于采集对应的所
述充电桩的每个充电桩的充电桩数据，将所述充电桩数据发送至所述云服务器，还用于接
收所述云服务器发送的控制信息，并基于所述控制信息对与其通讯连接的所述充电桩进行
控制；所述云服务器用于接收及存储所述数据采集器发送的所述充电桩数据，并基于所述
充电桩数据根据预设的数据处理规则对所述充电桩数据进行数据处理生成相应的所述控
制信息，还用于将所述控制信息发送至对应的所述数据采集器；所述后台管理系统用于下
载保存或在线访问所述云服务器中的数据。本发明能够实现对庞大数量的充电桩及充电桩
进行系统管理，有效提高管理效率，降低管理成本，有效解决了现有技术中不能对分散的充
电桩及充电桩进行统一的数据管理的问题。
电桩侧面增加了充电枪2和电缆，如果有车主忘记带充电枪和插头的话也可以使用。
者电缆的长度比较长，还是会拖到地上，被行人踩踏，所以在实施例2的基础之上，在充电桩
内设置有电机6和转盘7，将电缆设置在充电桩里面，当车主使用充电枪以后，将充电枪放到
充电桩侧面以后，电机启动，带动转盘转动，将电缆缠绕在转盘上，方便使用。
条边的介数，计算网络中所有任意两点之间的最短路径，所有最短路径路过每条边的次数
即为该边的介数，只在介数最大的边上安装有源电力滤波器，减少了有源电力滤波器安装
的数量，降低了成本，有源电力滤波器通过无差拍控制方式可实现指令电流的精确跟踪补
偿。
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