CN113036831A - 充电系统的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充电系统的控制方法和装置，所述充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为三相H桥变换电路的输出端，所述控制方法包括：检测多个充电桩的工作状态；在多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制三相H桥变换电路循环轮休；在至少一个充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。

Description

充电系统的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及充电控制技术领域，具体涉及一种充电系统的控制方法和一种充电系统的控制装置。
背景技术
随着新能源汽车的迅速发展，为电动汽车提供高效、快速的充电方式十分重要。
传统充电站采用工频变压器将10KV中压交流降压到380V三相低压电，然后提供给充电桩使用，充电桩再将低压交流电整流直流电压，然后再通过一级DC/DC变换为电压可变的直流电提供给电动汽车。随着技术的进步出现了固态变压器，或称为电力电子变压器代替传统变压器的方案，体积可以更小，功率密度更大，充电桩可以交流供电，也可以直流供电。
传统的充电站案从电网输入到电动车，相当于经过了三级能量变换，光变压器的损耗就有1.5-2个百分点，加上线缆损耗和充电桩损耗，整体系统的转换效率只有90％左右，而且变压器的铁损相对固定，在负载率较低的情况下，变压器的转换效率会更低。带电力电子变压器的方案同样会有变压器，同样存在电能变换级数较多整体转换效率不高的问题。此外，由于目前的充电方案均带有变压器，受变压器电抗值高、响应速度慢等缺陷的影响，在控制方式上也受到诸多限制。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种充电系统的控制方法和装置。
本发明采用的技术方案如下：
一种充电系统的控制方法，所述充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相所述H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相所述H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，所述三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为所述三相H桥变换电路的输出端，所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接或三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线，每个所述充电桩的输入端分别与所述三相H桥变换电路的输出端相连，所述控制方法包括：检测所述多个充电桩的工作状态；在所述多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休；在至少一个所述充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
所述充电系统还包括三个分别设置于三相电源的三个相线的预充电阻、三个与所述三个预充电阻一一对应并联的预充开关、三个分别设置于所述预充电阻与所述H桥变换电路之间的并网电抗器以及设置于所述三相H桥变换电路的输出端的直流母线电容。
所述充电系统还包括设置于每个所述H桥功率变换单元交流侧的旁路开关。
当所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休具体包括：在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路不工作。
当所述三相H桥变换电路的输入端采用三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休具体包括：在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路不工作。
控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降具体包括：根据正常充电的充电桩的充电功率Pi、充电总功率∑Pi、调度阈值Pl、计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额
Figure BDA0002336968980000031
并以相应的充电功率降额控制每个正常充电的充电桩的充电功率下降；采集降功率后的每个正常充电的充电桩的充电功率，并计算降功率后的充电总功率∑Pi′；判断降功率后的充电总功率∑Pi′是否下降到回差值Pl1以内；如果降功率后的充电总功率未下降到所述回差值Pl1以内，则根据当前正常充电的充电桩的充电功率、充电总功率和所述调度阈值重新计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额，以控制每个正常充电的充电桩的充电功率再次下降，直到降功率后的充电总功率下降到所述回差值Pl1以内。
所述的充电系统的控制方法还包括：实时监测所述三相H桥变换电路的输入功率和所述多个充电桩的输出功率；判断所述三相H桥变换电路的输入功率与所述多个充电桩的输出功率之差是否大于整定值；如果大于所述整定值，则控制所述充电系统停止运行，并发出故障报警。
一种充电系统的控制装置，所述充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相所述H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相所述H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，所述三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为所述三相H桥变换电路的输出端，所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接或三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线，每个所述充电桩的输入端分别与所述三相H桥变换电路的输出端相连，所述控制装置包括与所述多个充电桩进行通信连接的控制器，所述控制器用于检测所述多个充电桩的工作状态，并在所述多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休，以及在至少一个所述充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
所述控制器与所述多个充电桩的通信模式为主从模式。
所述控制器与所述多个充电桩的通信模式为分布式模式。
本发明的有益效果：
本发明的充电系统的控制方法和装置，充电系统中三相H桥变换电路能够直接进行整流和降压，无需使用变压器，减少了整个充电系统电能变换的级数，降低了系统损耗，提高系统整体转换效率；充电系统中三相H桥变换电路直流侧并联，能够大幅降低直流母线上的2倍频纹波，成本较低和损耗较小；通过控制三相H桥变换电路循环轮休，能够降低充电系统空载和轻载状态下的损耗，并能够保证各相H桥变换电路寿命的一致性；通过控制充电功率同比例下降，能够在保证功率不越限的同时，兼顾用户充电的公平性。
附图说明
图1为本发明一个实施例的充电系统的结构示意图；
图2为本发明另一个实施例的充电系统的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的H桥功率变换单元的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的单个H桥功率变换单元输出电压纹波波形图；
图5为本发明一个实施例的2倍频纹波叠加的波形变化示意图；
图6为本发明实施例的充电系统的控制方法的流程图；
图7为本发明一个实施例的参数大小比较示意图；
图8为本发明一个实施例的循环轮休与故障检测策略流程图；
图9为本发明另一个实施例的循环轮休与故障检测策略流程图；
图10为本发明一个实施例的降功率策略流程图；
图11为本发明一个实施例的充电系统的控制装置的通信连接关系示意图；
图12为本发明另一个实施例的充电系统的控制装置的通信连接关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
如图1和图2所示，本发明实施例的充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为三相H桥变换电路的输出端，三相H桥变换电路的输入端采用图1所示的星形连接或图2所示的三角形连接的连接方式连接到三相电源的U、V、W三个相线，每个充电桩的输入端分别与三相H桥变换电路的输出端相连，输出端用于连接待充电设备例如电动汽车。
如图1和图2所示，本发明实施例的充电系统还可包括三个分别设置于三相电源的三个相线的预充电阻(Ru、Rv和Rw)、三个与三个预充电阻一一对应并联的预充开关(Ku、Kv和Kw)、三个分别设置于预充电阻与H桥变换电路之间的并网电抗器(图1中的Lu、Lv、Lw，图2中的Luv、Lvw、Lwu)以及设置于三相H桥变换电路的输出端的直流母线电容C。
此外，本发明实施例的充电系统还可包括设置于每个H桥功率变换单元交流侧的旁路开关，旁路开关的两端接对应的H桥功率变换单元的交流侧两端，由于每一相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，当旁路开关闭合时，可旁路掉其对应的H桥功率变换单元。
在本发明的一个实施例中，三相电源可取自6～35KV中压电网，从电网侧的U、V和W三相上依次连接的预充电阻Ru、Rv和Rw，可用于连接电网时，限制直流母线电容C的充电电流，防止电容充电电流过大损坏器件。与预充电阻并联的预充开关Ku、Kv和Kw，可在直流母线电容C充电完成后闭合，将预充电阻旁路出去，降低损耗。并网电抗Lu、Lv和Lw的功能之一是起到滤波作用，保证并网电流THD(TotalHarmonic Distortion，总谐波失真)小于3％，功能之二是限制交流侧电流的快速变化，一旦充电系统出现短路或接地故障，并网电抗可以抑制电流的快速变化，给硬件保护电路足够的反应时间来检测过流故障，进而封锁脉冲，断开开关，保护系统。如图1所示，在并网电抗器后级的星形连接三相H桥变换电路，U、V和W三相相对独立，三相H桥变换电路各自一端串联着并网电抗器L和限流电阻R，另一端则汇集到中性点T，每一相采用N个H桥功率变换单元，三相共3N个功率单元，总功率可以实现MW级甚至十几MW级。如图2所示，在并网电抗器后级的三角形连接三相H桥变换电路，每一相H桥变换电路的一端连接一相并网电抗器L的后端，另一端连接另一相并网电抗器L的前端，理论上，三角形连接三相H桥变换电路要实现与星形连接相同的性能，其每一相采用
Figure BDA0002336968980000061
个H桥功率变换单元，三相共
Figure BDA0002336968980000062
个功率单元。如图3所示，每个H桥功率变换单元为4个功率开关器件组成的单相全桥式功率变换结构。三相H桥变换电路直流侧每个H桥功率变换单元的正负极则并联在一起，汇集到总的直流母线DC BUS，多个直流充电桩依次并联在直流母线上，从直流母线取电，通过直流充电桩将直流电充到电动汽车中，给电动汽车充电。
一般地，单个单相H桥变换单元的直流侧输出含有2倍频电压电流纹波，如图4所示，这是因为：
vac＝U sin(wt)
iac＝I sin(wt+β)
Figure BDA0002336968980000071
其中，vac和iac为交流侧电压和电流的波形大小，U和I为交流电压和电流的幅值，w为电网基波角频率，t为时间，β为电压与电流波形的相位夹角，
Figure BDA0002336968980000072
功率由交流侧流入直流侧，功率变换单元处于整流状态，Pac为输入的功率大小，H桥变换电路的转换效率较高，因此，直流的输出功率约等于输入功率，则其中包含直流分量
Figure BDA0002336968980000073
和2倍频交流分量
Figure BDA0002336968980000074
本发明实施例通过H桥变换单元直流输出并联，以星形连接为例，每一相的N个功率变换单元各自的功率变换相位错开了2π/N，因此，直流侧并联之后，各个功率变换单元直流侧输出的2倍频纹波相互错相叠加，反而可以得到一个几乎没有纹波的直流电，如图5所示。因此，本发明实施例只需在直流侧并联一个直流母线电容C作为支撑电容，而不需要传统的LCL或者LC谐振电路来抑制2倍频纹波，降低系统成本的同时提高了系统转换效率。
本发明实施例的充电系统采用H桥功率变换单元，能够实现可控整流。H桥功率变换单元中的功率开关器件，例如IGBT或MOS管等，通过控制信号，例如PWM信号控制其开通关断的切换，以实现整流工作，同时通过调节PWM信号的占空比控制电压变换比，以实现电压变换。直流侧输出电压范围较宽，可实现0V-1000V左右的宽范围输出，满足目前绝大多数直流充电桩的用电需求，本发明实施例采用的充电桩均为直流充电桩，桩体本身省去了一级交流转直流的整流环节，转换效率进一步提高。
本发明实施例的充电系统在每个H桥功率变换单元的交流侧设置旁路开关，且H桥功率变换单元采用冗余设计，一旦某一个或某几个H桥功率变换单元出现异常，可通过旁路开关自动旁路掉故障的单元，其余单元还可以正常运行，同时可根据旁路掉的功率单元情况自适应的重新计算相关参数。
如图6所示，本发明实施例的充电系统的控制方法包括以下步骤：
S1，检测多个充电桩的工作状态。
在本发明的一个实施例中，可通过与充电桩进行主从式通信或分布式通信以获取多个充电桩的工作状态等信息。即可与充电桩交互信息，而桩与桩之间彼此独立，无信息交互；或者，可与充电桩交互信息，桩与桩之间彼此也可以相互通信。
在本发明的一个实施例中，充电桩的工作状态可包括空载状态、轻载状态和正常充电状态等。其中，空载状态是指充电桩无负载，轻载状态是指充电桩的负载大小或负载率小于预设值，而非空载状态且非轻载状态可认定为正常充电状态。
S2，在多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制三相H桥变换电路循环轮休。
具体地，当三相H桥变换电路的输入端采用星形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，可在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路不工作。
当三相H桥变换电路的输入端采用三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，可在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路不工作。
通过该步骤的循环轮休策略，能够降低充电系统空载和轻载状态下的损耗，并能够保证各相H桥变换电路寿命的一致性。
S3，在至少一个充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
具体地，可根据正常充电的充电桩的充电功率Pi、充电总功率∑Pi、调度阈值Pl、计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额
Figure BDA0002336968980000091
并以相应的充电功率降额控制每个正常充电的充电桩的充电功率下降，然后采集降功率后的每个正常充电的充电桩的充电功率，并计算降功率后的充电总功率∑Pi′，再判断降功率后的充电总功率∑Pi′是否下降到回差值Pl1以内。如果降功率后的充电总功率未下降到回差值Pl1以内，则根据当前正常充电的充电桩的充电功率、充电总功率和调度阈值重新计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额，以控制每个正常充电的充电桩的充电功率再次下降，直到降功率后的充电总功率下降到回差值Pl1以内。其中，如图7所示，回差值Pl1略大于调度阈值Pl，但小于充电系统的功率上限值Pmax，即Pl<Pl1<Pmax。需要说明的是，在如以上所述旁路掉故障的单元后，可重新计算功率上限值Pmax并重新确定回差值Pl1和调度阈值Pl。
通过该步骤的降功率策略，在保证功率不越限的同时，兼顾了用户充电的公平性，同时在配电容量有限，充电桩总功率大于三相H桥变换电路输入功率的情况下，可以提高整体充电系统对于电动汽车充电的接纳能力，允许更多的电动汽车充电，实现一定程度的有序充电。
此外，在本发明的一个实施例中，还可实时监测三相H桥变换电路的输入功率和多个充电桩的输出功率，并判断三相H桥变换电路的输入功率与多个充电桩的输出功率之差是否大于整定值，如果大于整定值，则可能存在漏电故障，可控制充电系统停止运行，并发出故障报警。其中，判断充电系统是否异常的整定值充分考虑不同功率段下系统的输入输出转换效率，并适当留出了一定的裕度。
通过该故障检测策略，能够有效检测出充电系统的漏电故障，从而保障系统安全。
在本发明的一个具体实施例中，如图8所示，当三相H桥变换电路的输入端采用星形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，充电系统的控制方法中的循环轮休与故障检测策略可包括以下步骤：
S101，自动巡检各充电桩的工作状态。
S102，判断充电桩是否均处于空闲或轻载状态。如果是，则执行步骤S103；如果否，则执行步骤S104。
S103，U、V、W三相中两相工作、另一相进入待机状态。循环控制每一相待机，以降低损耗和保证三个不同链节的寿命一致性。该步骤后返回步骤S101和进行步骤S105。
S104，保持三相正常运行状态。
S105，监测三相H桥变换电路的输入功率Pin和运行的充电桩的总输出功率Pout。
S106，判断是否有Pin-Pout＞整定值。如果是，则执行步骤S107；如果否，则返回步骤S101。
S107，充电系统停止运行，发出故障报警，可能出现漏电故障。
在本发明的一个具体实施例中，如图9所示，当三相H桥变换电路的输入端采用三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，充电系统的控制方法中的循环轮休与故障检测策略可包括以下步骤：
S201，自动巡检各充电桩的工作状态。
S202，判断充电桩是否均处于空闲或轻载状态。如果是，则执行步骤S203；如果否，则执行步骤S204。
S203，UV、VW、WU三相中一相工作、另两相进入待机状态。循环控制每一相工作，以降低损耗和保证三个不同链节的寿命一致性。该步骤后返回步骤S201和进行步骤S205。
S204，保持三相正常运行状态。
S205，监测三相H桥变换电路的输入功率Pin和运行的充电桩的总输出功率Pout。
S206，判断是否有Pin-Pout＞整定值。如果是，则执行步骤S207；如果否，则返回步骤S201。
S207，充电系统停止运行，发出故障报警，可能出现漏电故障。
在本发明的一个具体实施例中，如图10所示，充电系统的控制方法中的降功率策略可包括以下步骤：
S301，实时采集各充电桩的充电功率Pi(i＝1,2，…，M)，M为正在运行的充电桩的数量，M≤n，n为充电系统中充电桩的总数。
S302，计算充电总功率∑Pi。
S303，判断是否有∑Pi≥Pl。如果是，则执行步骤S304；如果否，则返回步骤S301。
S304，计算各充电桩的充电功率降额ΔPi。
Figure BDA0002336968980000111
S305，下达功率降额指令到各个在线充电桩。
S306，采集各充电桩的充电功率P′。
S307，计算充电总功率∑Pi′。
S308，判断是否有∑Pi′≥Pl1。如果是，则结束当前功率调度程序；如果否，则返回步骤S304。
综上所述，根据本发明实施例的充电系统的控制方法，充电系统中三相H桥变换电路能够直接进行整流和降压，无需使用变压器，减少了整个充电系统电能变换的级数，降低了系统损耗，提高系统整体转换效率；充电系统中三相H桥变换电路直流侧并联，能够大幅降低直流母线上的2倍频纹波，成本较低和损耗较小；通过控制三相H桥变换电路循环轮休，能够降低充电系统空载和轻载状态下的损耗，并能够保证各相H桥变换电路寿命的一致性；通过控制充电功率同比例下降，能够在保证功率不越限的同时，兼顾用户充电的公平性。
对应上述实施例的充电系统的控制方法，本发明还提出一种充电系统的控制装置。
本发明实施例的充电系统的控制装置包括与多个充电桩进行通信连接的控制器，控制器用于检测多个充电桩的工作状态，并在多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制三相H桥变换电路循环轮休，以及在至少一个充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
在本发明的一个实施例中，如图11所示，控制器与多个充电桩的通信模式为主从模式，即控制器可与充电桩交互信息，而桩与桩之间彼此独立，无信息交互。
在本发明的另一个实施例中，如图12所示，控制器与多个充电桩的通信模式为分布式模式，即控制器可与充电桩交互信息，桩与桩之间彼此也可以相互通信。
本发明实施例的控制装置更具体的控制流程参照上述控制方法，在此不再赘述。
根据本发明实施例的充电系统的控制装置，充电系统中三相H桥变换电路能够直接进行整流和降压，无需使用变压器，减少了整个充电系统电能变换的级数，降低了系统损耗，提高系统整体转换效率；充电系统中三相H桥变换电路直流侧并联，能够大幅降低直流母线上的2倍频纹波，成本较低和损耗较小；通过控制三相H桥变换电路循环轮休，能够降低充电系统空载和轻载状态下的损耗，并能够保证各相H桥变换电路寿命的一致性；通过控制充电功率同比例下降，能够在保证功率不越限的同时，兼顾用户充电的公平性。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种充电系统的控制方法，其特征在于，所述充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相所述H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相所述H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，所述三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为所述三相H桥变换电路的输出端，所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接或三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线，每个所述充电桩的输入端分别与所述三相H桥变换电路的输出端相连，所述控制方法包括：
检测所述多个充电桩的工作状态；
在所述多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休；
在至少一个所述充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
2.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，所述充电系统还包括三个分别设置于三相电源的三个相线的预充电阻、三个与所述三个预充电阻一一对应并联的预充开关、三个分别设置于所述预充电阻与所述H桥变换电路之间的并网电抗器以及设置于所述三相H桥变换电路的输出端的直流母线电容。
3.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，所述充电系统还包括设置于每个所述H桥功率变换单元交流侧的旁路开关。
4.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，当所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休具体包括：
在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路不工作。
5.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，当所述三相H桥变换电路的输入端采用三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休具体包括：
在连续且相等的第一时间段、第二时间段、第三时间段，分别控制第一相H桥变换电路工作且第二相H桥变换电路和第三相H桥变换电路不工作、第二相H桥变换电路工作且第三相H桥变换电路和第一相H桥变换电路不工作、第三相H桥变换电路工作且第一相H桥变换电路和第二相H桥变换电路不工作。
6.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降具体包括：
根据正常充电的充电桩的充电功率Pi、充电总功率∑Pi、调度阈值Pl、计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额
Figure FDA0002336968970000021
并以相应的充电功率降额控制每个正常充电的充电桩的充电功率下降；
采集降功率后的每个正常充电的充电桩的充电功率，并计算降功率后的充电总功率∑Pi′；
判断降功率后的充电总功率∑Pi′是否下降到回差值Pl1以内；
如果降功率后的充电总功率未下降到所述回差值Pl1以内，则根据当前正常充电的充电桩的充电功率、充电总功率和所述调度阈值重新计算每个正常充电的充电桩的充电功率降额，以控制每个正常充电的充电桩的充电功率再次下降，直到降功率后的充电总功率下降到所述回差值Pl1以内。
7.根据权利要求1所述的充电系统的控制方法，其特征在于，还包括：
实时监测所述三相H桥变换电路的输入功率和所述多个充电桩的输出功率；
判断所述三相H桥变换电路的输入功率与所述多个充电桩的输出功率之差是否大于整定值；
如果大于所述整定值，则控制所述充电系统停止运行，并发出故障报警。
8.一种充电系统的控制装置，其特征在于，所述充电系统包括三相H桥变换电路和多个充电桩，每一相所述H桥变换电路包括多个H桥功率变换单元，每一相所述H桥变换电路中的H桥功率变换单元的交流侧依次串联，串联后的H桥功率变换单元的两端作为相应H桥变换电路的输入端，所述三相H桥变换电路中的H桥功率变换单元的直流侧相并联，并联后的H桥功率变换单元的两端作为所述三相H桥变换电路的输出端，所述三相H桥变换电路的输入端采用星形连接或三角形连接的连接方式连接到三相电源的三个相线，每个所述充电桩的输入端分别与所述三相H桥变换电路的输出端相连，所述控制装置包括与所述多个充电桩进行通信连接的控制器，所述控制器用于检测所述多个充电桩的工作状态，并在所述多个充电桩均处于空载或轻载状态时，控制所述三相H桥变换电路循环轮休，以及在至少一个所述充电桩进行正常充电时，如果充电总功率大于或等于调度阈值，则控制所有正常充电的充电桩的充电功率同比例下降。
9.根据权利要求8所述的充电系统的控制装置，其特征在于，所述控制器与所述多个充电桩的通信模式为主从模式。
10.根据权利要求8所述的充电系统的控制装置，其特征在于，所述控制器与所述多个充电桩的通信模式为分布式模式。
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