[发明专利]一种采用高频链矩阵变换器的V2G充电器及其控制方法

权利要求书

1.一种采用高频链矩阵变换器的V2G充电器的控制方法，所述V2G充电器包含网侧滤波器、高频链矩阵变换器、单相桥式全控整流器以及电池侧滤波器，所述高频链矩阵变换器包括三相-单相AC/AC矩阵变换器和高频变压器T，所述网侧滤波器、三相-单相AC/AC矩阵变换器、高频变压器T、单相桥式全控整流器、电池侧滤波器依次相连，其特征在于，所述V2G充电器的充电的步骤包括：

A1)将电压给定值与被充电蓄电池的电压检测值u_dc比较计算出差值

A2)判断差值是否大于0，如果差值大于0则跳转执行步骤A3)；否则，在差值小于等于0时跳转执行步骤A4)；

A3)判定电池电压未达到充电上限，选定采用恒功率控制模式，将功率给定值P^*经公式计算得到电池电流给定值将电池电流给定值经过限幅环节得到将限幅后的电流给定值与检测值i_dc进行比较后的差值作为外环控制量输入外环PI控制器；跳转执行步骤A5)；

A4)判定电池电压达到充电上限，选定采用恒压控制模式，直接将该差值作为外环控制量输入外环PI控制器；跳转执行步骤A5)；

A5)将外环PI控制器的输出作为网侧电流d轴给定值当网侧单位功率因数控制时将网侧电流q轴给定值设为0，若需为电网提供无功补偿时则将网侧电流q轴给定值设定为补偿值；

A6)分别将网侧电流d轴给定值和网侧电流的d轴检测值i_sd进行比较后作为内环PI控制器的输入量进行控制，从而得到参考电流矢量的d轴分量i_d，将网侧电流q轴给定值和网侧电流的q轴检测值i_sq进行比较后作为内环PI控制器的输入量进行控制，从而得到参考电流矢量的q轴分量i_q；

A7)在得到参考电流矢量的d轴分量i_d、参考电流矢量的q轴分量i_q的基础上，分别采用预设的调制算法生成三相-单相AC/AC矩阵变换器的控制脉冲信号；同时，控制单相桥式全控整流器处于整流状态。

2.根据权利要求1所述采用高频链矩阵变换器的V2G充电器的控制方法，其特征在于，步骤A7)中采用预设的调制算法生成三相-单相AC/AC矩阵变换器的控制脉冲信号的详细步骤包括：

A7.1)针对a、b、c三相电流i_a、i_b、i_c以一相电流绝对值为最大，另两相电流极性同它相反为规则从时域上将其分为6个扇区，将参考电流矢量一个周期内的6扇区表示在复平面上，以呈逆时针方向循环布置的6个有效开关矢量为界；

A7.2)采用双极性电流空间矢量调制策略：针对参考电流矢量所处的扇区，在前半周期采用SVPWM调制方法，由参考电流矢量所处扇区相邻的两个有效开关矢量及零矢量合成正向电流，此时电压为正；在后半周期采用与前半周期相反的两个有效开关矢量及零矢量来进行合成大小相等、方向相反的电流，此时电压为负；

A7.3)根据参考电流矢量所处的扇区采用式(1-1)～(1-6)中的一种计算前半周期两个有效开关矢量的占空比d_x1和d_y1及零矢量对应的占空比d₀₁，根据参考电流矢量所处的扇区采用式(2-1)～(2-6)中的一种计算后半周期两个有效开关矢量的占空比d_x2和d_y2及零矢量对应的占空比d₀₂；式(1-1)～(1-6)和式(2-1)～(2-6)中，m_i为高频链矩阵变换器的调制系数，θ_i为参考电流矢量的相角，d_ab、d_ac、d_bc、d_ba、d_ca、d_cb分别表示对应开关矢量导通时的占空比；d_aa、d_bb、d_cc分别表示对应零矢量导通时的占空比；

式(1-1)为前半周期参考电流矢量位于第I扇区时的计算表达式；

式(1-2)为前半周期参考电流矢量位于第II扇区时的计算表达式；

式(1-3)为前半周期参考电流矢量位于第III扇区时的计算表达式；

式(1-4)为前半周期参考电流矢量位于第IV扇区时的计算表达式；

式(1-5)为前半周期参考电流矢量位于第V扇区时的计算表达式；

式(1-6)为前半周期参考电流矢量位于第VI扇区时的计算表达式；

式(2-1)为后半周期参考电流矢量位于第I扇区时的计算表达式；

式(2-2)为后半周期参考电流矢量位于第II扇区时的计算表达式；

式(2-3)为后半周期参考电流矢量位于第III扇区时的计算表达式；

式(2-4)为后半周期参考电流矢量位于第IV扇区时的计算表达式；

式(2-5)为后半周期参考电流矢量位于第V扇区时的计算表达式；

式(2-6)为后半周期参考电流矢量位于第VI扇区时的计算表达式；

A7.4)根据对应的占空比分别输出用于控制三相-单相AC/AC矩阵变换器的各个双向开关的控制脉冲信号。