CN103872684A - 一种消除电动汽车谐波的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种消除电动汽车谐波的装置及方法，所述装置的中央处理单元分别与电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器相连；所述电动汽车充电检测单元安装在充电桩上；所述的电力有源滤波器分布在充电桩之间；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。

Description

一种消除电动汽车谐波的装置及方法
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体指的是一种消除电动汽车谐波的装置及方法。 
背景技术
近年来，随着人们对环境保护的日益重视，电动汽车越来越引起人们的重视。对这些电动汽车提供充电则需要大量的充电桩。但是电动汽车充电桩是一种非线性设备，工作时会产生很高的谐波电流，降低电力系统的电能质量，严重影响到公共连接点上的其他设备安全运行。对这些谐波的消除主要是安装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
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提出一种消除电动汽车谐波的装置及方法。 
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种消除电动汽车谐波的装置，所述装置包括充电桩、中央处理单元、电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器；所述中央处理单元分别与电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器相连；所述电动汽车充电检测单元安装在充电桩上；所述的电力有源滤波器分布在充电桩之间。 
优选的，还包括显示单元，该显示单元与中央处理单元相连，显示电网谐波电流、谐波电压以及电压是否符合国家标准。 
优选的，还包括通信单元，该通信单元与中央处理单元相连，将区域内的电网谐波信息发送到出去。 
一种消除电动汽车谐波方法，包括如下步骤： 
步骤A，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B；
步骤B，检测电网谐波；
步骤C，设定电电网电压总谐波畸变率阀值为5.0%,奇次谐波电压含有率阀值为4.0%,偶次谐波电压含有率阀值为2.0%。；如果所述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D；
步骤D，统计正在充电的发电桩个数；
步骤E,将每个正在充电的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；
步骤F，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； 
步骤G，启动安装在介数最大的边上的电力有源滤波器APF。
本发明的有益效果是：本发明提出了一种消除电动汽车谐波的装置及方法，所述装置的中央处理单元分别与电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器相连；所述电动汽车充电检测单元安装在充电桩上；所述的电力有源滤波器分布在充电桩之间；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。 
附图说明
图1是本发明一种消除电动汽车谐波的装置示意图。 
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提出的一种消除电动汽车谐波的装置及方法进行详细说明： 
如图1所示，电动汽车谐波消除的装置，包括中央处理单元、电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器，所述中央处理单元分别与电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器相连。所述电动汽车充电检测单元安装在每个充电桩上，所述的电力有源滤波器分布在充电桩之间。
当有电动汽车充电时，电动汽车充电检测单元将检测的信号发送到中央处理单元，中央处理单元将启动谐波检测单元检测电网中的谐波，当谐波超出国家标准的允许值，该国家标准号为GB_T_14549-1993，标准名称为电能质量公用电网谐波，则启动电力有源滤波器消除谐波，并将电网谐波通过显示单元显示和通过通讯单元与上一级调度保持联系。 
一种电动汽车谐波消除的方法，该方法包括步骤如下：(a) 充电桩是否开始充电；(b) 检测电网谐波；(c) 所述电网电压总谐波畸变率阀值为5.0%,奇次谐波电压含有率阀值为4.0%,偶次谐波电压含有率阀值为2.0%。；这些数值的确定是依据标准号为GB_T_14549-1993的国家标准，标准名称为电能质量公用电网谐波；(d) 统计正在充电的发电桩；( e) 将给定区域内的每个电动汽车充电桩看成一个节点，该节点的动力学函数为该充电桩使用时对电网引起的谐波；如果两个节点产生的谐波能够相互叠加，则称这两个节点之间存在一条边；这些节点和边组成一个网络。将每个发电桩看成一个节点，节点引起的谐波能相互叠加存在一条边；(f) 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每条边的介数，并统计出网络中介数最大的边或者次大的边；(g) 启动安装在介数最大或者次大的边上的APF；(h) 电网谐波是否在允许范围内，并显示和启动通信单元发送信息 
其中，所述的步骤(h)进一步包括下面的步骤：(h1) 判断电网谐波是否在允许范围内，若超出国家标准规定的允许值则转步骤d；(h2)通过显示单元显示电网谐波 (h3) 通过通信单元将该区域内的信息发送到上一级的调度处理中心。

Claims (5)

1.一种消除电动汽车谐波的装置，其特征在于，所述装置包括充电桩、中央处理单元、电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器；所述中央处理单元分别与电动汽车充电检测单元、谐波检测单元和电力有源滤波器相连；所述电动汽车充电检测单元安装在充电桩上；所述的电力有源滤波器分布在充电桩之间。
2.根据权利要求1所述的一种消除电动汽车谐波的装置，其特征在于，还包括显示单元，该显示单元与中央处理单元相连。
3.根据权利要求1所述的一种消除电动汽车谐波的装置，其特征在于，还包括通信单元，该通信单元与中央处理单元相连。
4.一种基于权利要求1所述装置的消除电动汽车谐波方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，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B；
步骤B，检测电网谐波；
步骤C，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；如果所述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D；
步骤D，统计正在充电的发电桩个数；
步骤E,将每个正在充电的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；
步骤F，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； 
步骤G，启动安装在介数最大的边上的电力有源滤波器APF。
5.根据权利要求4所述的消除电动汽车谐波方法，其特征在于，所述电网电压总谐波畸变率阀值为5.0%,奇次谐波电压含有率阀值为4.0%,偶次谐波电压含有率阀值为2.0%。
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