[发明专利]一种电动汽车充电站滤波器及其参数设计方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电站滤波器及其参数设计方法，通过有源滤波器和无源滤波器有源调谐的滤波方式，并利用遗传算法，对无源滤波器的参数进行了优化设计，通过适应度函数以及约束条件，对不同组合负荷的充电桩，进行了变长度染色体运算，并利用排序选择法进行Pareto的最优解求取，实践表明，设计的无源滤波器能够同时满足滤波、无功补偿和成本低等多个目标要求，具有较好的综合性能。

技术领域

本发明涉及无源滤波器技术领域，具体是一种电动汽车充电站滤波器及其参数设计方法。

背景技术

近年来，由于电动汽车解决环境污染方面的优势和应对能源危机方面的重要作用，再加上电动汽车相比内燃机的性能优势，其自身及能源供给设施都得到了很大的发展。但同时，充电机在工作中会产生大量的谐波注入电网，造成电网污染。尤其是电动汽车充电站中的直流快速充电桩，作为一种采用电力电子技术的大功率充电机，是一种高密度非线性的用电设备，与普通的电网谐波源相比，其谐波的产生受到充电站内充电机运行台数、运行状态、以及充电桩直线谐波相互抑制和线路阻抗等的影响，谐波相对复杂。随着电动汽车数量的和充电设施的不断增加，充电站的谐波问题日益突出。目前国内外对充电站的谐波计算尚处于探索阶段，仍未大规模应用于充电站的建设当中。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动汽车充电站滤波器及测量方法，解决了现有的充电桩的谐波问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车充电站滤波器，所述电动汽车充电站滤波器设置在充电站与电网之间，所述充电站内设置有多台充电机，用于对电动汽车的电池进行充电，所述电动汽车充电站滤波器包括有源滤波器APF及无源滤波器PPF，所述有源滤波器APF的电压端连接一晶振，通过所述晶振输入第一工作电压u_dc，所述无源滤波器PPF的输入端通过第一电感L_APF与所述有源滤波器APF的输出端连接，所述有源滤波器APF的接地端与所述无源滤波器PPF的接地端相连后接地，所述无源滤波器PPF的电压端通过第二电感L_s连接一恒流源，并通过所述恒流源输入第二工作电压u_s，所述无源滤波器PPF包括若干单调谐滤波器与二阶高通滤波器并联而构成，所述单调谐滤波器包括串联在一起的调谐电容、调谐电感及调谐电阻，所述二阶高通滤波器包括滤波电容C_F1、滤波电感L_F1及滤波电阻R_F1，所述滤波电感L_F1与所述滤波电阻R_F1并联后与所述滤波电容C_F1串联。

优选的，所述充电站采用分阶段恒流充电方式，充电分为大电流充电和小电流充电两种工作模式。

本发明还提供了一种电动汽车充电站滤波器的参数设计方法，用于确定所述电动汽车充电站滤波器中无源滤波器PPF的电路参数，包括：

确定所述无源滤波器PPF需要处理的n种谐波参数；

确定所述无源滤波器PPF中谐波电流的总畸变率THD_i；

确定所述电动汽车充电站滤波器的建设成本F，并通过多目标优化遗传算法得到所述无源滤波器PPF的电路参数。

优选的，确定所述无源滤波器PPF需要处理的谐波参数的步骤包括：

确定充电站内的充电桩的数量N；

通过公式得到所述无源滤波器PPF需要处理的n种谐波参数。

优选的，采用如下公式计算所述电动汽车充电站滤波器中谐波电流的总畸变率THDi：