CN113346590B - 一种基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源 - Google Patents

一种基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于双向变换器的充放电控制方法，充电控制方法以输出母线电压作为电压外环，电网输入电流作为电流内环，形成电压电流双闭环控制结构，并结合电压前馈，实现单相PFC；放电控制方法采用以输出交流电压作为电压外环，输入交流电流作为电流内环的基本电压电流双闭环控制结构。本发明所述的基于双向变换器的充放电控制方法，不依赖控制系统精确的数学模型，简化了控制器的设计方法，同时该控制方法可以适应负载大范围变化，实现全功率范围内控制器都可以有效的进行控制。

Description

一种基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源
技术领域
本发明属于应急充电电源充放电技术领域，尤其是涉及一种基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源。
背景技术
随着电动汽车的普及，而相应的充电桩配套设施不完善以及一些突发情况，造成了电动汽车中途没电的情况时常发生。因此电动汽车应急充电电源可以为电动汽车补充一定的电量，增加其续航里程，使其能顺利到达目的地或者附近充电站，可以称之为移动充电桩。电动汽车应急充电电源包括两部分：电池和双向变换器。在电动汽车需要充电时，应急充电电源中的电池通过双向变换器给电动汽车充电，当应急充电电源中电池的能量放到一定程度时停止充电；在电池电量不足时可以通过双向变换器为电池充电，电池充满后自动停止充电。整体结构框图如图1。
根据经典控制理论，设计控制器需要准确的数学模型，依据系统的性能要求，选取穿越频率，确定系统中频段带宽。期望的控制系统需要在低频段具有高增益以此来抑制低频纹波；中频段带宽足够大，保证系统具有足够的相位裕度；高频范围内增益迅速衰减抑制高频噪声。但是这些指标相互影响，只能折中进行选择。
在实际系统中，由于存在采样延时，杂散参数等原因，系统的数学模型很难准确描述。同时系统负载也构成系统数学模型的一个参数，这就导致了系统的数学模型会随负载变化而变化。但是控制系统要求控制器能够进行全范围调节，即对于轻载到满载之间均需有效的控制。这就需要控制器的设计需要根据负载进行调整，造成同一组控制参数很难达到控制要求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源，以解决现有的应急充电电源在工作时，需要控制器的设计需要根据负载进行调整，造成同一组控制参数很难达到控制要求的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种基于双向变换器的充放电控制方法，包括充电控制方法，所述充电控制方法以输出母线电压作为电压外环，电网输入电流作为电流内环，形成电压电流双闭环控制结构，并结合电压前馈，实现单相PFC。
进一步的，充电控制方法具体包括以下步骤：
S1、采集输出母线电压Ubus，参考值Uref和采集到输出母线电压Ubus相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流参考幅值Iref；
S2、对电网电压进行锁相，得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)，将基准正弦波sin(ωt)与步骤S1得到Iref相乘得到电流参考值Iref*sin(ωt)；
S3、采集电感电流Iac，步骤S2得到的电流参考值Iref*sin(ωt)与采集电感电流Iac相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流环输出；
S4、通过采样电路对电网电压Vg进行信号调理，并将调理后的电网电压采样信号进行处理得到前馈调制波；
S5、前馈调制波和电流环输出叠加一起形成调制波经PWM模块生成相应的PWM。
进一步的，步骤S2中，对电网电压进行锁相，得到基准正弦波,具体方法如下：
运用SOGI技术对电网电压Vg进行锁相，首先构造与电网电压Vg相差90度的正交信号，然后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量与直轴分量，最后运用锁相环技术得到电网电压Vg的相位信息，得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)。
进一步的，步骤S4中，将电网电压采样信号进行处理得到前馈调制波的具体方法如下：
将交流采样进行标幺处理，记标幺电压Usin，标幺电压范围在(-1,1)之间)；对标幺电压取绝对值|Usin|，将|Usin|进行翻转并进行平移得到1-|Usin|；平移信号1-|Usin|乘以前馈系数Kf，得到前馈调制波Kf*(1-|Usin|)。
进一步的，还包括放电控制方法，放电控制方法采用以输出交流电压作为电压外环，输入交流电流作为电流内环的基本电压电流双闭环控制结构。
进一步的，所述输出交流电流为电感电流；
电流环采用P控制器。
进一步的，放电控制方法，具体如下：
A1、利用SOGI技术首先构造与电网电压Vg相差90度的正交信号，然后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量Vd与直轴分量Vq，计算得到交流电压Vg的有效值
Figure BDA0003112798520000031
将交流电压的有效值与参考值Urms_ref比较，并经过PI控制器运算得到电流参考幅值Irms_ref；
A2、将电流参考幅值Irms_ref与基准正弦波sin(ωt)相乘，得到电流参考值Irms_ref*sin(ωt)；
A3、采集电感电流Iac和步骤A1计算得到的Irms_ref*sin(ωt)经过P控制器得到调制波。
第二方面，本发明提供了一种应急充电电源，该应急充电电源的充电控制方法或放电控制方法采用上述第一方面所述的基于双向变换器的充放电控制方法。
相对于现有技术，本发明所述的基于双向变换器的充放电控制方法及应急充电电源具有以下优势：
本发明所述的基于双向变换器的充放电控制方法，与经典理论控制器设计方法相比，本发明提出的方法不依赖控制系统精确的数学模型，简化了控制器的设计方法，同时该控制方法可以适应负载大范围变化，实现全功率范围内控制器都可以有效的进行控制。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为汽车应急电源双向变换器系统框图；
图2为双向变换器充电状态下控制框图；
图3为双向变换器放电状态下控制框图；
图4为充电模式下驱动时序图；
图5为放电模式下驱动时序图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
第一方面，本发明提供了一种基于双向变换器的充放电控制方法，使控制器的设计不依赖于系统的准确数学模型，同时保证控制器能够对负载进行全范围控制。
充电系统采用输出母线为电压外环，电网输入电流(即电感电流)为电流内环的基本电压电流双闭环控制结构，在此基础上并联电压前馈环节，实现单相PFC功能。
充电模式相应的控制步骤如下：
步骤1：采集输出母线电压Ubus，参考值Uref和采集到输出母线电压Ubus相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流参考幅值Iref；
步骤2：对电网电压Vg运用SOGI技术进行锁相，首先构造与Vg相差90度的正交信号，之后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量与直轴分量，最后运用锁相环技术得到电网电压Vg的相位信息。至此得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)，将基准正弦波sin(ωt)与步骤1得到Iref相乘得到电流参考值Iref*sin(ωt)；
步骤3：采采集电感电流Iac，步骤S2得到的电流参考值Iref*sin(ωt)与采集电感电流Iac相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流环输出；
步骤4：通过采样电路将电网电压Vg进行信号调理，将电网电压采样信号标幺处理，处理方法如下：记标幺电压Usin(标幺电压范围永远在(-1,1)之间)。对标幺电压取绝对值|Usin|，将|Usin|进行翻转并进行平移得到1-|Usin|。平移信号1-|Usin|乘以前馈系数Kf，得到前馈调制波Kf*(1-|Usin|)。
步骤5：前馈调制波和电流环输出叠加一起形成调制波经PWM模块生成相应的PWM。
在充电模式下采用电网前馈的控制策略，使系统在基频处具有较大的增益。减轻电流环调节器的压力，这样电流内环就可以设计成具有较低的带宽和较小的增益。同时控制器的设计可以不依赖负载，降低了控制器的设计难度，使控制系统要求控制器能够对负载进行全范围调节。
放电系统以输出交流电压为电压外环，输入交流电流(即电感电流)为电流内环，基本电压电流双闭环控制结构，电流环采用P控制器，简化控制器设计。
放电模式相应的控制步骤如下：
步骤1：利用SOGI技术首先构造与电网电压Vg相差90度的正交信号，然后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量Vd与直轴分量Vq，计算得到交流电压Vg的有效值
Figure BDA0003112798520000071
将交流电压的有效值与参考值Urms_ref比较，并经过PI控制器运算得到电流参考幅值Irms_ref；
步骤2：Irms_ref与基准正弦波sin(ωt)相乘，得到电流参考值Irms_ref*sin(ωt)。
步骤3：采集电感电流Iac和步骤1得到的Irms_ref*sin(ωt)经过P控制器得到调制波。
放电模式下，全桥电路工作在逆变模式下，此时全桥电路可以等效为降压电路。此时电流环调节器选为P控制器，这样将调节压力转移到外环控制器上，但是这并不会影响到外环控制器的设计，外环控制器依然按照原来的设计要求，保持较低的带宽和较小的增益，保证交流电压有效值的稳定。
本发明中充放电两种工作模式的数学模型、控制参数以及控制模式是不一致的。但两种模式是由软件根据工况自动切换，实现能量双向流动。
第二方面，本发明提供了一种应急充电电源，该应急充电电源的充电控制方法或放电控制方法采用上述第一方面所述的基于双向变换器的充放电控制方法中的放电控制方法或充电控制方法，至于应急充电电源的其他硬件结构均能够采用现有技术。
实施例1：
在充电状态下，双向变换器工作在整流模式，此时开关K1闭合，K2断开。BUCK-BOOST电路中BUCK电路工作，根据电池电压的钳位使其自动的工作在恒流充电模式或恒压充电模式。对系统进行简化，将BUCK-BOOST电路、全桥LLC以及电池等效为负载，系统应该保证等效负载的电压恒定，如图2主电路所示。
充电模式下，采取的控制方案如图2所示：
充电系统采用输出母线为电压外环，电网输入电流(即电感电流)为电流内环的基本电压电流双闭环控制结构，在此基础上并联电压前馈环节，实现单相PFC功能。
配置充电模式下主拓扑的调制方式，当电网为正半周时，S1、S4进行调制，开关管导通时电网为电感充电，开关管关断时，电网与电感共同为负载供电，此时主拓扑相当于BOOST电路，为电流提供两个回路。同理，电网为负半周时，S2、S3进行调制。如图4所示。
充电模式相应的控制步骤如下：
步骤1：采集到输出母线电压Ubus，和参考值Uref比较经过PI控制器进行运算得到电流参考幅值Iref。
步骤2：利用SOGI技术对电网电压进行锁相，得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)，与步骤1得到Iref相乘得到电流参考值Iref*sin(ωt)。
步骤3：采集电感电流Iac和步骤2得到的Iref*sin(ωt)经过PI控制器得到电流环输出。
步骤4：利用SOGI技术得到电网电压有效值，将交流采样进行标幺处理，记标幺电压Usin(标幺电压范围永远在(-1,1)之间)。对标幺电压取绝对值|Usin|，将|Usin|进行翻转并进行平移得到1-|Usin|。平移信号1-|Usin|乘以前馈系数Kf，得到前馈调制波Kf*(1-|Usin|)。
步骤5：前馈调制波和电流环输出叠加一起形成调制波经PWM模块生成相应的PWM。
在充电模式下采用电网前馈的控制策略，使系统在基频处具有较大的增益。减轻电流环调节器的压力，这样电流内环就可以设计成具有较低带宽和较小的增益。同时控制器的设计可以不依赖负载，降低了控制器的设计难度，使控制系统要求控制器能够对负载进行全范围调节。
在放电状态下，双向变换器工作在逆变模式，此时开关K2闭合，K1断开。BUCK-BOOST电路中BOOST电路工作。对系统进行简化，将BUCK-BOOST电路、全桥LLC以及电池等效为电源，等效电源通过变换器输出220V电压，如图3主电路所示。
放电模式下，采取的控制方案如图3所示：
放电系统以输出交流电压为电压外环，输入交流电流(即电感电流)为电流内环，基本电压电流双闭环控制结构，电流环采用P调节器，简化控制器设计。
配置放模式下主拓扑的调制方式。调制波为正半周时S3、S5以相同的占空比高频调制，S2常开，S4与S3互补。调制波为负半周时S1、S5以相同的占空比高频调制，S4常开，S3与S1互补。如图5所示。
放电模式相应的控制步骤如下：
步骤1：利用SOGI计算得到输出交流电压的有效值，和参考值Urms_ref比较经过PI控制器进行运算得到电流参考幅值Irms_ref。
步骤2：Irms_ref与基准正弦波sin(ωt)相乘，得到电流参考值Irms_ref*sin(ωt)。
步骤3：采集电感电流Iac和步骤1得到的Irms_ref*sin(ωt)经过P控制器得到调制波。
放电模式下，全桥电路工作在逆变模式下，此时全桥电路可以等效为降压电路。此时电流环调节器选为P控制器，这样将调节压力转移到外环控制器上，但是这并不会影响到外环控制器的设计，外环控制器依然按照原来的设计要求，保持较低的带宽和较小的增益，保证交流电压有效值得稳定。
双向变换器控制系统通过切换继电器使其工作在充放电两种工作模式，在不同的工作模式下，分别配置不同的PWM模式并采用相应的控制策略，使系统工作在充放电状态，保证系统稳定可靠的运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于双向变换器的充放电控制方法，包括充电控制方法，其特征在于：所述充电控制方法以输出母线电压作为电压外环，电网输入电流作为电流内环，形成电压电流双闭环控制结构，并结合电压前馈，实现单相PFC；
充电控制方法具体包括以下步骤：
S1、采集输出母线电压Ubus，参考值Uref和采集到输出母线电压Ubus相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流参考幅值Iref；
S2、对电网电压进行锁相，得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)，将基准正弦波sin(ωt)与步骤S1得到Iref相乘得到电流参考值Iref*sin(ωt)；
S3、采集电感电流Iac，步骤S2得到的电流参考值Iref*sin(ωt)与采集电感电流Iac相减得到误差值，将得到的误差值作为离散数字PI控制器的输入，根据离散PI控制器的离散公式计算得到电流环输出；
S4、通过采样电路对电网电压Vg进行信号调理，并将调理后的电网电压采样信号进行处理得到前馈调制波；
S5、前馈调制波和电流环输出叠加一起形成调制波经PWM模块生成相应的PWM；
步骤S2中，对电网电压进行锁相，得到基准正弦波,具体方法如下：
运用SOGI技术对电网电压Vg进行锁相，首先构造与电网电压Vg相差90度的正交信号，然后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量与直轴分量，最后运用锁相环技术得到电网电压Vg的相位信息，得到与电网电压同频同相的基准正弦波sin(ωt)；
步骤S4中，将电网电压采样信号进行处理得到前馈调制波的具体方法如下：
将交流采样进行标幺处理，记标幺电压Usin，标幺电压范围在(-1,1)之间)；对标幺电压取绝对值|Usin|，将|Usin|进行翻转并进行平移得到1-|Usin|；平移信号1-|Usin|乘以前馈系数Kf，得到前馈调制波Kf*(1-|Usin|)；
还包括放电控制方法，放电控制方法采用以输出交流电压作为电压外环，输入交流电流作为电流内环的基本电压电流双闭环控制结构；
放电控制方法，具体如下：
A1、利用SOGI技术首先构造与电网电压Vg相差90度的正交信号，然后运用旋转坐标变换矩阵，得到交轴分量Vd与直轴分量Vq，计算得到交流电压Vg的有效值
Figure FDA0003791194270000021
将交流电压的有效值与参考值Urms_ref比较，并经过PI控制器运算得到电流参考幅值Irms_ref；
A2、将电流参考幅值Irms_ref与基准正弦波sin(ωt)相乘，得到电流参考值Irms_ref*sin(ωt)；
A3、采集电感电流Iac和步骤A1计算得到的Irms_ref*sin(ωt)经过P控制器得到调制波。
2.根据权利要求1所述的基于双向变换器的充放电控制方法，其特征在于：输出交流电流为电感电流；
电流环采用P控制器。
3.一种应急充电电源，其特征在于：该应急充电电源的充电控制方法或放电控制方法采用权利要求1-2所述的基于双向变换器的充放电控制方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202068223U (zh) * 2011-03-01 2011-12-07 东南大学 一种基于v2g技术的车载充放电装置
CN102412593A (zh) * 2011-11-02 2012-04-11 哈尔滨九洲电气股份有限公司 光伏发电变流器的并网发电控制方法
CN102723863A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 上海三菱电梯有限公司 非隔离双向dc-dc变换器控制方法
WO2014004575A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-03 Arizona Board Of Regents, For And On Behalf Of Arizona State University Circuits and methods for photovoltaic inverters
CN108667036A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 国家电网公司 一种电动汽车v2g变换器控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014113994A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Qualcomm Incorporated Initialization of timing recovery and decision-feedback equalization in a receiver
CN111064359A (zh) * 2019-12-23 2020-04-24 南京航空航天大学 宽范围双向变换电路及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202068223U (zh) * 2011-03-01 2011-12-07 东南大学 一种基于v2g技术的车载充放电装置
CN102723863A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 上海三菱电梯有限公司 非隔离双向dc-dc变换器控制方法
CN102412593A (zh) * 2011-11-02 2012-04-11 哈尔滨九洲电气股份有限公司 光伏发电变流器的并网发电控制方法
WO2014004575A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-03 Arizona Board Of Regents, For And On Behalf Of Arizona State University Circuits and methods for photovoltaic inverters
CN108667036A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 国家电网公司 一种电动汽车v2g变换器控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design, and Control of a SiC Isolated Bidirectional Power Converter for V2L Applications to both DC and AC Load;Xiaorui Wang;《2019 IEEE 7th Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications (WiPDA)》;20191031;全文 *
交直流混合供电微网电能质量控制方法研究;刘星君;《中国优秀硕士论文全文数据库》;20190915;全文 *

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