CN113675852A - 并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统 - Google Patents

并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法包括：获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。本发明具有较好的谐波抑制效果，选择性的进行谐波的处理，提高了电网的稳定性的同时提高了电网零部件的使用寿命。

Description

并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体地，涉及一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统。
背景技术
随着科技的发展，电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排上具备传统汽车不可比拟的优势。但电动汽车在作为非线性负载接入电网进行充电时会产生谐波，影响电能质量，造成电能质量较差，更有甚者将会导致微电网系统的弹簧，无法正常工作，因此，对电动汽车充电所产生的谐波进行治理是十分有必要的。
现阶段对于谐波的治理方式采用有必去除的方式，众所周知的是，充放电零部件的使用具有一定的使用次数寿命，当使用到一定阶段之后，充放电零部件就会损坏，如果当前的谐波较弱，对于电动汽车的充电并无影响，如果持续处理将造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统，该并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统具有较好的谐波抑制效果，选择性的进行谐波的处理，提高了电网的稳定性的同时提高了电网零部件的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法包括：
获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；
检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；
在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及
在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。
优选地，所述获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围包括：
当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；
根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及
计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。
优选地，所述检测电动汽车充电过程中的充电电流的方法包括：
基于瞬时无功功率的检测法来检测电动汽车充电过程中的充电电流中是否存在谐波电流，并且检测出所述谐波电流的数值。
另外，本发明还提供一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统包括：
电流获取单元，用于获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；
电流判断单元，用于检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；
结果获取单元，用于在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及
谐波滤除单元，用于在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。
优选地，所述电流获取单元包括：
型号获取模块，用于当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；
期望电流确定模块，用于根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及
变化可控范围计算模块，用于计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。
优选地，所述电流判断单元用于检测电动汽车充电过程中的充电电流的方法包括：
所述电流判断单元用于基于瞬时无功功率的检测法来检测电动汽车充电过程中的充电电流中是否存在谐波电流，并且检测出所述谐波电流的数值。
另外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
另外，本发明还提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，所述程序运行时执行上述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
根据上述技术方案，本发明并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法、系统利用设计的充电电流及其对应的变化可控范围来判断现阶段的充电电流是否需要进行谐波处理，在超过了可控范围的情况下，需要进行滤波抑制，若未超过可控范围，则无需进行滤波，即在不影响正常使用的情况下，可以避免进行充放电，不影响电网的稳定使用。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法的流程图；
图2是说明本发明的一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统的模块框图；以及
图3是瞬时无功功率的ip-iq检测法的流程图；
图4是说明本发明的一种指令电流形成的流程框图；以及
图5是滞环比较控制的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明的一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法的流程图，如图1所示，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法包括：
S101，获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；例如所述电动汽车的型号是某品牌的某款车，不同的品牌的汽车具有不同的期望充电电流，其需要的充电电流要求不同，变化可控范围则是与所述充电电流的大小相关，当然也和品牌型号相关，有些品牌比较好，则其变化可控范围较大。具体地，按照下述的优选方式来实现。
S102，检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流。其中所述充电电流的检测方式可以是瞬时无功功率的ip-iq检测法，具体地，检测的流程如图3所示。
S103，在判断结果示出所述充电电流中否存在谐波电流时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果。其中，所述比较结果能够展示所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围之间的大小。
S104，在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。其中，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流的方式可以是通过上述的瞬时无功功率的ip-iq检测法检测出电动汽车电流的各次谐波分量，然后，如图4所示，通过图4的方式准确检测出高次谐波并形成指令电流，最终利用如图5所示的滞环比较控制来形成的指令电流进行跟踪，滞环控制的电流反应十分灵敏，首先通过
Figure BDA0003228741230000051
和实际补偿电流ic做差得到偏差值Δic，将偏差值Δic输入滞环比较器中，在滞环宽度和滞环比较器共同作用下产生PWM信号，PWM信号可以决定ic的取值。
优选地，在本发明的S104中，首先通过FFT算法对电动汽车电流的各次谐波分量进行实时检测。检测步骤如图3所示。再通过检测结果形成指令电流，指令电流采用基于瞬时无功功率的ip-iq检测法，ip-iq检测法可以实时且准确检测出高次谐波，且不易受电压畸变的影响，指令电流形成框图如图4所示。最后采用三相电压型PWM变流器滞环比较控制方法对形成的指令电流进行跟踪，滞环控制的电流反应十分灵敏，首先通过
Figure BDA0003228741230000061
和实际补偿电流ic做差得到偏差值Δic，将偏差值Δic输入滞环比较器中，在滞环宽度和滞环比较器共同作用下产生PWM信号，PWM信号可以决定ic的取值。滞环比较控制如图5所示。
优选地，所述S101包括：当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。其中，所述预设定的极限比例初始值为80-120％，在历史使用数据示出超过60％的用户使用该极限比例后的电池使用寿命，电网稳定性超过使用寿命的平均值，则认定该比例为初始比例，其中，其和当前电动汽车的历史充电数据也相关，在当前电动汽车已经充电超过100次的情况下，极限比例在基础上降低，每增加100次，比例降低一部分，极限比例为90-110％。汽车的品牌影响较大，实际使用中反应的数据也作为做种极限比例的参考。
另外，如图2所示，本发明还提供一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统包括：
电流获取单元，用于获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；
电流判断单元，用于检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；
结果获取单元，用于在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及
谐波滤除单元，用于在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。
优选地，所述电流获取单元包括：
型号获取模块，用于当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；
期望电流确定模块，用于根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及
变化可控范围计算模块，用于计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。
优选地，所述电流判断单元用于检测电动汽车充电过程中的充电电流的方法包括：
所述电流判断单元用于基于瞬时无功功率的检测法来检测电动汽车充电过程中的充电电流中是否存在谐波电流，并且检测出所述谐波电流的数值。
另外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
另外，本发明还提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其特征在于，所述程序运行时执行上述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法，其特征在于，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法包括：
获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；
检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；
在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及
在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。
2.根据权利要求1所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法，其特征在于，所述获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围包括：
当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；
根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及
计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。
3.根据权利要求1所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法，其特征在于，所述检测电动汽车充电过程中的充电电流的方法包括：
基于瞬时无功功率的检测法来检测电动汽车充电过程中的充电电流中是否存在谐波电流，并且检测出所述谐波电流的数值。
4.一种并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统，其特征在于，所述并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统包括：
电流获取单元，用于获取电动汽车的型号对应的期望充电电流及其对应的变化可控范围；
电流判断单元，用于检测电动汽车充电过程中的充电电流，判断所述充电电流中是否存在谐波电流；
结果获取单元，用于在判断结果为是时，获取所检测到的充电电流与所述期望充电电流的两者之差与所述变化可控范围的比较结果；以及
谐波滤除单元，用于在所述比较结果示出所述差超过所述变化可控范围时，通过有缘电力滤波器实时滤除所述充电电流中的谐波电流。
5.根据权利要求4所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制系统，其特征在于，所述电流获取单元包括：
型号获取模块，用于当充电头插入所述电动汽车的充电口时，获取来自所述电动汽车的当前型号；
期望电流确定模块，用于根据预设定的所述电动汽车的型号与期望充电电流的对应关系，确定所述当前型号对应的当前期望充电电流；以及
变化可控范围计算模块，用于计算所述当前期望充电电流与预设定极限比例的乘积作为当前期望充电电流对应的变化可控范围，其中所述预设定极限比例被配置为与所述当前型号的历史使用数据和当前电动汽车的历史充电数据相关，所述历史充电数据包括历史充电次数和历史电池使用时间。
6.根据权利要求4所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法，其特征在于，所述电流判断单元用于检测电动汽车充电过程中的充电电流的方法包括：
所述电流判断单元用于基于瞬时无功功率的检测法来检测电动汽车充电过程中的充电电流中是否存在谐波电流，并且检测出所述谐波电流的数值。
7.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任意一项所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
8.一种处理器，所述处理器用于运行程序，其特征在于，所述程序运行时执行权利要求1-3中任意一项所述的并网状态下电动汽车充电过程中的谐波抑制方法。
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