本发明属于电力电子直流变换器,具体涉及应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法。
背景技术:
1、随着全球对可持续能源和环保出行的日益重视,电动汽车(ev)作为未来交通的重要组成部分,其市场增长势头强劲。然而,伴随着电动汽车数量的激增,充电设施的需求也迅速上升,这给充电桩的可靠性、成本效益以及电网的稳定运行带来了挑战。为了应对这些挑战,车辆到电网(v2g)技术应运而生。v2g技术允许电动汽车在需要时向电网提供电力,这不仅可以帮助平衡电网负荷,提高电网的可靠性和稳定性,还可以为电动汽车车主和电网运营商带来经济效益。
2、在v2g技术的支持下,电动汽车充电桩不再只是单向的电力消耗者,而是成为电网的灵活资源。当电网负荷较低时,电动汽车可以利用低电价时段进行充电;而当电网负荷高峰或可再生能源发电过剩时,电动汽车则可以将储存的电能回馈给电网,起到削峰填谷和平衡电网负荷的作用。
3、在汽车将能量回馈给电网时,双有源桥变换器(dab)处于反向功率传输阶段,在此时双有源桥变换器存在电流应力大的问题。现有的扩展移相调制策略对问题没有得到良好的解决,这样就造成双有源桥变换器的性能下降,同时增加了开关器件的成本和选型难度。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,能够提升双有源桥变换器正反向功率传输的性能。
2、本发明所采用的技术方案是,应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,具体按照以下步骤实施:
3、步骤1,采集dab变换器数据;
4、步骤2,将采集到的数据,进行功率和电压比计算;
5、步骤3,根据计算结果及给定的外移相比d2,确定dab变换器功率传输方向及传输功率方式;
6、步骤4,根据当前dab变换器正向或者反向功率调制方式,使用遍历法,输出移相值;
7、步骤5,将移相值输入到数字信号处理器进而控制dab变换器。
8、本发明技术方案的特点还在于:
9、步骤1具体按照以下步骤实施:
10、步骤1.1,在双有源桥变换器存在两个全桥中间由隔离变压器将两个全桥隔离开,定义含有电感的全桥为原边桥,无电感的全桥为副边桥;正向功率时,在原副边桥之间存在外移相比d2,为s1和s5之间的移相角,同时还在原边桥增设内移相比d1,为s1和s4之间的移相角;反向功率时,在原副边桥之间存在外移相比d2,为s1和s5之间的移相角,同时还在副边桥增设内移相比d1,为s5和s8之间的移相角;
11、步骤1.2:控制系统参数移相值、输出电压v2、输出电流i2,变压器变比n初始化;
12、步骤1.3:采集dab变换器输入电压v1,输出电压v2,输出电流i2,给定的外移相比d2。
13、步骤2具体按照以下步骤实施:
14、步骤2.1,通过下式(1)-(2)计算dab变换器输出功率pout和电压比k:
15、pout=v2×i2 (1)
16、k=v1/nv2 (2)
17、n为变压器变比,ths为半个周期;
18、步骤2.2,将输出功率pout和电压比k计算数值进行存储。
19、步骤3具体按照以下步骤实施:
20、步骤3.1,根据外移相比d2确定传输功率方向及传输功率方式,d2>0为正向功率传输,内移相比d1位于原边桥,使用y-eps调制策略;d2<0为反向功率传输,内移相比d1位于副边桥,使用f-eps调制策略;
21、步骤3.2,求得y-eps与f-eps功率传输表达式,如下式:
22、
23、其中,l为电感值,ths为半个周期;
24、步骤3.3,求得y-eps与f-eps电流应力表达式,如下式:
25、
26、步骤4具体按照以下步骤实施:
27、步骤4.1,由功率传输方向分别对y-eps与f-eps电流应力表达式与功率传输表达式使用遍历法对dab变换器电流应力进行优化,并存储pout值及k值为约束条件;
28、步骤4.2,正向功率传输与反向功率传输方法相同,同样执行完整的步骤4;
29、步骤4.3,使用嵌套循环对于在合理范围内的d1、d2进行遍历:对于d1中的每一个值作为外循环,对于d2中的每一个值作为内循环,计算电流应力和传输功率的值,如果计算所得的传输功率的值等于约束条件下的传输功率的值,则将该情况下的电流应力及d1、d2放入储存矩阵data中;
30、步骤4.4,将储存矩阵data中的电流应力进行比较,求出在确定传输功率下,电流应力及最优移相比d1、d2。
31、步骤5中的双有源桥式变换器的驱动脉冲包含六路驱动脉冲epwm1a、epwm1b、epwm2a、epwm2b、epwm3a、epwm3b,若调制方式为y-eps,则改变epwm1a与epwm1b之间的相位d1,控制双有源桥式变换器电流应力为最优值,改变epwm2a与epwm2b之间的相位d2,控制双有源桥式变换器传输功率为正向;若调制方式为f-eps,则改变epwm3a与epwm3b之间的相位d1,控制双有源桥式变换器电流应力为最优值,则改变epwm2a与epwm2b之间的相位d2,控制双有源桥式变换器传输功率为反向。
32、本发明的有益效果是:
33、本发明应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,通过优化调制策略,在反向功率传输阶段能够更有效地控制双有源桥变换器的电流应力,从而延长设备的使用寿命,减少因电流应力过大导致的设备损坏;由于优化了调制策略,双有源桥变换器在阶段的电流应力得到控制,降低了对开关器件的性能要求,从而降低了开关器件的成本和选型难度,这有助于降低整个v2g系统的成本,提高其经济性和市场竞争力。
1.应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
2.根据权利要求1所述的应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,所述步骤1具体按照以下步骤实施:
3.根据权利要求1所述的应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下步骤实施:
4.根据权利要求1所述的应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:
5.根据权利要求1所述的应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,所述步骤4具体按照以下步骤实施:
6.根据权利要求1所述的应用于双有源桥变换器的扩展移相调制策略及优化方法,其特征在于,所述步骤5中的双有源桥式变换器的驱动脉冲包含六路驱动脉冲epwm1a、epwm1b、epwm2a、epwm2b、epwm3a、epwm3b,若调制方式为y-eps,则改变epwm1a与epwm1b之间的相位d1,控制双有源桥式变换器电流应力为最优值,改变epwm2a与epwm2b之间的相位d2,控制双有源桥式变换器传输功率为正向;若调制方式为f-eps,则改变epwm3a与epwm3b之间的相位d1,控制双有源桥式变换器电流应力为最优值,则改变epwm2a与epwm2b之间的相位d2,控制双有源桥式变换器传输功率为反向。
