专利名称：一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于智能电网技术领域，特别涉及一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法及装置。
背景技术：
近年来，石油价格日益攀升，世界能源危机不断加深，如何合理开发利用绿色能源已经成为一个重要课题。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。电动汽车V2G (Vehicle To Grid，电动汽车双向充放电技术)技术不仅可以使电动汽车充分利用电网谷底电能，而且可以使其作为电源在用电高峰时期向电网反方向提供电能，从而可以实现削峰填谷，改善电网性能，提高电网的经济效益。然而，未来电动汽车形成一定规模时，其巨大的充电需求不容小视，并且，当很多汽车同时充电时，会对电力系统产生很大的冲击，需要靠增加大量的发电容量来满足其需求。同时，电动汽车充电机作为一种非线性设备，工作时会产生很高的谐波电流，降低电力系统的电能质量，严重影响到公共连接点上的其他设备运行。光伏(ph0t0V0ltaic，PV)并网充电系统的工作原理是将光伏电池阵列产生的直流电经过并网变流器逆变成交流电，除了给本地交流负载正常供电以外，还可以将多余的电力反馈给三相交流电网或直接将产生的电能全部馈入三相交流电网，光伏并网充电系统的基本电路拓扑如图1所示。光伏并网发电技术日渐成熟，而且光伏并网充电系统建设周期短，可根据用电负荷容量灵活组合，目前已在国内外电动汽车充电站有较多的示范性应用。APF (Active Power Filter,有源电力滤波器)的主要功能是解决无功电流、谐波电流、三相电流不平衡等电流质量问题。其基本工作原理是检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算单元计算出补偿电流的指令电流信号，电流跟踪控制部分按照指令电流信号控制补偿电流，补偿电流与交流侧充电电流中要补偿的谐波及无功电流相抵消，最终得到期望的电网电流。对于电动汽车充电所产生的谐波，采用APF可以起到较好的抑制作用，但是APF的发展面临成本高、功能单一等诸多障碍。因此，目前尚未存在一种合适的消除光伏并网充电系统中的谐波的方法，使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车产生的谐波进行补偿，避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。
发明内容
本发明实施例提供一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法，使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车产生的谐波进行补偿，用以避免现有技术中存在的电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。—种消除光伏并网充电系统中的谐波的装置，包括:
获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据所述相电压至少得到所述三相交流电网的电压相位信息；确定光伏电池为工作状态时,获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流,并根据所述电压相位信息、所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，得到与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流；获取与所述三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据所述电压相位信息及与所述每一相相对应的交流侧充电电流得到与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流；将所述每一相相对应的谐波补偿指令电流与所述每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。一种消除光伏并网充电系统中的谐波的装置，包括:第一获取单元，用于获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据所述相电压至少得到所述三相交流电网的电压相位信息；第二获取单元，用于确定光伏电池的工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据所述电压相位信息、所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，得到与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流；第三获取单元，用于获取与所述三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据所述电压相位信息及与所述每一相相对应的交流侧充电电流得到与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流；合并单元，用于将所述每一相相对应的谐波补偿指令电流与所述每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。本发明实施例中，获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到三相交流电网的电压相位信息，然后，确定光伏电池为工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，再获取与三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流得到与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，最后，将每一相对应的谐波补偿指令电流与每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流向三相交流电网及电动汽车输出，这样，将合并生成的输出指令电流向三相交流电网或者电动汽车输出时，由于输出指令电流中具有电动汽车充电所需的有功电流以及特定形式的谐波电流，该谐波电流会与电动汽车充电时产生的谐波电流相抵消，则电动汽车充电时产生的谐波电流就不会进入到三相交流电网中，因此，可以使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车产生的谐波进行补偿，实现了避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。
图1为本发明实施例中光伏并网充电系统的示意图2为本发明实施例中消除光伏并网充电系统中的谐波的详细流程图；图3A为本发明实施例中光伏并网充电系统的基本电路拓扑图；图3B为本发明实施例中光伏并网充电系统的详细电路拓扑图；图4为本发明实施例中变流器的功能结构装置图。
具体实施例方式为了避免现有技术中存在的电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响，本发明实施例中，先获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到电压相位信息，然后，确定光伏电池为工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，再获取与三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流得到与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，最后，将每一相对应的谐波补偿指令电流与每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流向三相交流电网及电动汽车输出，这样，将合并生成的输出指令电流向电网或者电动汽车输出时，由于输出指令电流中具有电动汽车充电所需的有功电流以及特定形式的谐波，该谐波会与电动汽车充电时产生的谐波相抵消，则电动汽车充电时产生的谐波就不会进入到三相交流电网中，因此，可以使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车充电时所产生的谐波进行补偿，实现了避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。在本发明实施例中，具体实施流程为:参阅图2所示，本发明实施例中，消除光伏并网充电系统中的谐波的详细流程如下:步骤200:获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到三相交流电网的电压相位信息。三相交流电网包括三相:A相、B相与C相，且每一相的电压是对称的，例如，A相的电压为250V，则B相的电压也为250V，C相的电压也为250V，虽然A相、B相与C相的电压相等，但是，A相、B相与C相三相的相位不同(即A相、B相与C相三相的角度不同)。本发明实施例中，先获取三相中的一相的相电压，并根据该相电压至少得到电压相位信息，其中，相电压可以为三相中的任意一相的相电压，通常的，获取A相的相电压，并根据A相的相电压至少得到电压相位信息。本发明实施例中,根据相电压采用PLL (Phase Locked Loop,锁相环)方法至少得到电压相位信息，由于PLL技术中包括不同的算法，因此，采用PLL方法至少得到电压相位信息的具体方式有多种，较佳的，采用瞬时相位闭环跟踪控制法。步骤210:确定光伏电池为工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流。
本发明实施例中，获取三相交流电网包括的三相中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到电压相位信息后，再判断光伏电池是否为工作状态，由于光伏电池的能源来自于光照，因此，光伏电池一般在白天为工作状态(也可以通过控制器件来控制光伏电池在白天处于非工作状态)，在夜晚为非工作状态，并在确定光伏电池为工作状态的情况下，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流,其中,光伏电池的电流为直流电。然后，再根据获取的光伏电池电压、光伏电池电流、步骤200获取的电压相位信息，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，在计算第二有功指令电流及第三有功指令电流时有多种方式，例如，根据第一有功指令电流进行计算，由于第二有功指令电流及第三有功指令电流与第一有功指令电流存在相对应的关系，因此，可以采用相对应的关系根据得出的第一有功指令电流进行计算；也可以采用计算第一有功指令电流的方式进行计算，例如，计算第二有功指令电流时，先获取B相的相电压，再根据B相的相电压得到对应的电压相位信息，然后，再根据光伏电池电压、光伏电池电流、电压相位信息，得到与B相相对应的第二有功指令电流。本发明实施例中，根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流的方式为MPPT (Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)方法,采用光伏电池电压与光伏电池电流，计算光伏电池最大功率值所对应的电压；根据光伏电池电压与最大功率值所对应的电压计算误差电压，并根据误差电压计算与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，由于MPPT技术中包括不同的算法，因此，采用MPPT方法至少得到有功指令电流的具体方式有多种，较佳的，采用小扰动观测法。实施例一:下面对计算与三相(A相、B相与C相)分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流的详细过程进行举例说明(其中，三相交流电网为G、光伏电池为H):步骤al:获取G的A相的相电压，并根据该相电压得到电压相位信息0 ;步骤bl:确定H为工作状态时，获取H的电压Uh与电流Ih ;步骤Cl:根据Uh与Ih采用MPPT方式获取H的最大功率值对应的U,H ；步骤dl:根据Uh与U7h计算误差电压A Uh，并根据A Uh计算与A相相对应的第一有功指令电流Ia ;步骤el:根据Ia并采用对应的关系规则计算与B相对应的第二有功指令电流IB，和与C相相对应的第三有功指令电流Ic。步骤220:获取与三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流得到与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流。本发明实施例中，在计算三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流时，要先获取三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据与每一相相对应的交流侧充电电流、电压相位信息进行计算，并且，根据与每一相相对应的交流侧充电电流、电压相位信息计算三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流的方式有多种，较佳的，先根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流获得与每一相相对应的电流基波分量，再根据与每一相相对应的电流基波分量和与每一相相对应的交流侧充电电流计算与每一相相对应的谐波补偿指令电流。实施例二:下面对计算与三相交流电网的三相(A相、B相与C相)分别相对应的谐波补偿指令电流的详细过程进行举例说明(其中，三相交流电网为G、光伏电池为H):步骤a2:获取G的A相的相电压，并根据该相电压得到电压相位信息0 ；步骤b2:获取与三相中的每一相分别相对应的交流侧充电电流IA(1、Ibo与Iai ；步骤c2:将IA0, Ibo与Ico变换得到I a与I e ;在该步骤中，在得到Ia与Ie的过程中，可以将IA(1、Ibo与I 经过abc/a ^变换器实现三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换，得到Ia与10。步骤d2:再将Ia与Ie变换，得到dq同步旋转坐标系下的直轴电流分量Id和交轴电流分量Iq;步骤e2:采用滤波方式根据Id得到有功直流电流的分量参考值V ；该步骤中，将Id通过三阶巴特沃斯(Butterworth)低通滤波器,滤去高频分量,得
到 Ij*。步骤f2:令交轴电流的分量参考值& =0
步骤g2:根据Id.与& 得到a轴给定电流■和P轴给定电流V ;在该步骤中，通过dq/a ^变换器，根据I#与V得到a轴给定电流U和P轴给
定电流I/ *。步骤h2:根据I和V得到分别与三相的每一相相对应的基波正序有功电流Ial、Ibl 与 Icl ；在该步骤中，通过a 3/abc变换器，根据U和V得到分别与三相的每一相相对应的基波正序有功电流Ial、Ibl与Ic^步骤i2:根据Iaci与Ial得到A相的谐波补偿指令电流Ia hMf、根据Ibci与与Ibl得到B相的谐波补偿指令电流Ib hMf、根据Iai与Ica得到C相的谐波补偿指令电流10ireft5步骤230:将与每一相对应的谐波补偿指令电流和与每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流至少向电动汽车输出。本发明实施例中，在计算输出指令电流时，要对得到的每一相对应的谐波补偿指令电流进行变换，及每一相相对应的有功指令电流进行变换，然后将两者的变换结果进行合并，得到输出指令电流。实施例三:下面对计算由与每一相对应的谐波补偿指令电流和与每一相相对应的有功指令电流合并得到的输出指令电流的详细过程进行举例说明(其中，三相交流电网为G、光伏电池为H):步骤a3:将实施例一中步骤dl与步骤el得到的IA、IB与I。变换得到d轴给定电流Idj)V，q轴给定电流Iqjv,且令Iqjv=O ；
该实施例中，通过电压调节器，经电压调节器比例、积分运算后，将IA、Ib与Ic，得
到 Idjw 与 Iq_PV。步骤b3:将实施例二中的步骤i2中得到的Ia toef、Ib href与Ie href变换得到Id toef步骤c3:将Id pv与Id 合并，得到d轴输出指令电流Id wt ;将Iuv与Ituiref合并，得到q轴输出指令电流I,—在该步骤中，在得到Id wt与A Idc2时，均通过加法器进行合并得到。在将输出指令电流向电动汽车输出的过程中，由于输出指令电流为交流电，而电动汽车输入的电流只能为直流电，因此，在将输出指令电流向电动汽车输入时，要将输出指令电流转换为交流电，实现交流向直流转换的器件有多种，本发明实施例中，通过三相电压型桥式整流器来实现交流电向直流电的转换，也就是实现并网交流母线与直流母线之间的能量交换，该三相电压型桥式整流器简称为“交流-直流(AC/DC)变换器”。参阅图3A所示，三相电压型桥式整流器的结构如下:采用两个二极管串联构成一个桥臂，三个桥臂并联组成桥式电路，并在直流侧并联直流滤波电容C2。三相电压型桥式整流器在光伏并网充电系统中的连接方式为，三相电压型桥式整流器对应相桥臂的中点均连接至三相交流母线的对应相，且三相交流电源A相、三相交流电源B相和三相交流电源C相均连接至三相交流母线的对应相，其中，光伏并网充电系统的详细电路拓扑图如图3B所
/Jn o三相电压型桥式整流器的每一相的交流输出端都通过相应的线性电感与交流母线所连接，也就是说，三相电压型桥式整流器的每一相的交流电都经过相应的线性电感接入交流母线中，例如:三相电压型桥式整流器的A相经Laa线性电感接入交流母线的A相，三相电压型桥式整流器的B相经Lbb线性电感接入交流母线的B相，三相电压型桥式整流器的C经Lcc线性电感接入交流母线的C相(参阅图3B所示)。本发明实施例中，将输出指令电流向电动汽车输出的方式有多种，例如按照恒流方式将输出指令电流向电动汽车输出；或者，按照恒压方式将输出指令电流向电动汽车输出。在实现输出指令电流向电动汽车的不同输出方式时，可通过控制直流-直流变换器(如，Buck直流-直流变换器，Buck-Boost型双向直流-直流变换器)来实现，直流-直流变换器可实现直流母线与电动汽车动力电池组之间的能量交换，简称为“Buck DC/DC变换器”，具体实现过程为:直流-直流变换器将低压侧电压Udc2和相应的预设值L 通过变化得到误差信号AUtk2，该误差信号八仏。2进行比例、积分调节后，得到恒压充电模式的控制信号，通过该控制信号将输出指令电流按照恒压方式向电动汽车输出；直流-直流变换器将低压侧电压Itk2和相应的预设值通过变化得到误差信号A Itk2，该误差信号A Itk2进行比例、积分调节后，得到恒流充电模式的控制信号，通过该控制信号将输出指令电流按照恒流方式向电动汽车输出，其中，在按照恒流或者恒压方式将输出指令电流向电动汽车输出时，为了在充电过程中保持稳定的预设的电流值或者预设的电压值，可通过控制开关来实现。其中，Buck直流-直流变换器的的结构如下(具体如图3A所示):采用一个开关管、电容及电感L组成。`
本发明实施例中，若光伏电池产生的电能不满足电动汽车所需的电能，则光伏电池产生的电能仅向电动汽车输出，若光伏电池产生的电能大于电动汽车所需的电能，则光伏电池产生的电能在向电动汽车输出的同时，还要向三相交流电网输出。本发明实施例中，得到输出指令电流后，将该输出指令电流至少向电动汽车输出，在向电动汽车输出的过程中，由于输出指令电流中具有电动汽车充电所需的有功电流以及特定形式的谐波电流，该谐波电流会与电动汽车充电时产生的谐波电流相抵消，则电动汽车充电时产生的谐波电流就不会进入到三相交流电网中，因此，可以使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车产生的谐波进行补偿，实现了避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。进一步的，将输出指令电流向电动汽车输出时，若电动汽车包括的动力电池的SOC(state of charge,充电状态)达到预设的门限值,则令动力电池与电动汽车包括的变换器的连接断开，避免动力电池进行充电；若电动汽车所包括的动力电池的SOC未达到预设的门限值，则对动力电池进行充电。上述过程都为光伏电池为工作状态时所执行的操作,若光伏电池处于非工作状态时，则不计算第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，直接将与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流向电动汽车输出。基于上述技术方案，参阅图4所示，本发明实施例中，变流器包括第一获取单元40、第二获取单元41、第三获取单元42及合并单元44，其中，第一获取单兀40,用于获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到三相交流电网的电压相位信息；第二获取单元41，用于确定光伏电池的工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流；第三获取单元42，用于获取与三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流得到与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流；合并单元43，用于将每一相相对应的谐波补偿指令电流与每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流至少向电动汽车输出。其中，第一获取单元40，具体根据相电压采用PLL装置至少得到三相交流电网的电压相位信息。第二获取单元41在计算与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流时，较佳的，采用最大功点跟踪MPPT方法根据光伏电池电压与光伏电池电流，计算光伏电池最大功率值所对应的电压；根据光伏电池电压与最大功率值所对应的电压计算误差电压，并根据误差电压计算与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流。同时，第三获取单元42在计算与每一相相对应的谐波补偿指令电流时，根据电压相位信息获得与每一相相对应的电流基波分量，根据与每一相相对应的交流侧充电电流和与每一相相对应的电流基波分量得到与每一相相对应的谐波补偿指令电流。本发明实施例中，合并单元43，具体用于，按照恒流方式将输出指令电流至少向电动汽车输出；或者，按照恒压方式将输出指令电流至少向电动汽车输出。进一步的，合并单元43，还用于，在将输出指令电流向电动汽车输出时，若电动汽车包括的动力电池的SOC达到预设的门限值，则令动力电池与电动汽车包括的变换器的连接断开；若电动汽车所包括的动力电池的SOC未达到预设的门限值，则对动力电池进行充电。以及，合并单元43，还用于，若确定光伏电池为非工作状态，则直接将与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，向电动汽车输出。在实际应用中，实现并网交流母线与直流母线之间的能量交换的变流器有多种，本发明实施例中，采用三相PWM变流器，该三相PWM变流器的结构如下(具体如图3A所示):采用具有反并联二极管的功率开关管构成上臂和下臂，上、下臂串联构成一个桥臂；三个桥臂并联组成三相桥式电路；同时，在直流侧并联Cl直流滤波电容。三相PWM变流器的每一相的交流输出端都通过相应的线性电感与交流母线所连接，也就是说，三相PWM变流器的每一相的交流电都经过相应的线性电感接入交流母线中，例如:三相PWM变流器A相交流输出(Ea)经La线性电感接入交流母线的A相，三相P丽变流器B相交流输出(Eb)经Lb线性电感接入交流母线的B相，三相PWM变流器C相交流输出(Ec)经Lc线性电感接入交流母线的C相。变流器的直流侧与光伏电池相连，具体为，还与直流滤波电容并联连接，再与光伏电池的正负极相连接。综上所述，本发明实施例中，先获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据相电压至少得到电压相位信息，然后，确定光伏电池为工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据电压相位信息、光伏电池电压与光伏电池电流，得到与三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，再获取与三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据电压相位信息及与每一相相对应的交流侧充电电流得到与三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，最后，将每一相对应的谐波补偿指令电流与每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流向三相交流电网及电动汽车输出，这样，将合并生成的输出指令电流向电网或者电动汽车输出时，由于输出指令电流中具有电动汽车充电所需的有功电流以及特定形式的谐波，该谐波会与电动汽车充电时产生的谐波相抵消，则电动汽车充电时产生的谐波就不会进入到三相交流电网中，因此，可以使得光伏并网充电系统在为电动汽车提供电能的同时，对电动汽车充电时所产生的谐波进行补偿，实现了避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法，其特征在于，包括: 获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据所述相电压至少得到所述三相交流电网的电压相位信息； 确定光伏电池为工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据所述电压相位信息、所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，得到与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流； 获取与所述三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据所述电压相位信息及与所述每一相相对应的交流侧充电电流得到与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流； 将所述每一相相对应的谐波补偿指令电流与所述每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相电压至少得到所述三相交流电网的电压相位信息，包括: 根据所述相电压采用锁相环PLL方法至少得到所述三相交流电网的电压相位信息。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述电压相位信息、所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，得到与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流，包括: 采用最大功点跟踪MPPT方法根据所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，计算所述光伏电池最大功率值所对应的电压； 根据所述光伏电池电压与所述最大功率值所对应的电压计算误差电压，并根据所述误差电压计算与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所电压相位信息及与所述每一相相对应的交流侧充电电流得到与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，包括: 采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法根据所述电压相位信息获得与每一相相对应的电流基波分量； 根据与所述每一相相对应的交流侧充电电流和与所述每一相相对应的电流基波分量得到与每一相相对应的谐波补偿指令电流。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述输出指令电流至少向电动汽车输出，包括: 按照恒流方式将所述输出指令电流至少向电动汽车输出；或者， 按照恒压方式将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 将所述输出指令电流向电动汽车输出时，若所述电动汽车包括的动力电池的充电状态SOC达到预设的门限值，则令所述动力电池与所述电动汽车包括的变换器的连接断开；若电动汽车所包括的动力电池的SOC未达到预设的门限值，则对所述动力电池进行充电。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 若确定所述光伏电池为非工作状态，则直接将与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，向所述电动汽车输出。
8.一种消除光伏并网充电系统中的谐波的装置，其特征在于，包括: 第一获取单元，用于获取三相交流电网中的任意一相的相电压，并根据所述相电压至少得到所述三相交流电网的电压相位信息； 第二获取单兀，用于确定光伏电池的工作状态时，获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据所述电压相位信息、所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，得到与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流； 第三获取单元，用于获取与所述三相交流电网每一相相对应的交流侧充电电流，并根据所述电压相位信息及与所述每一相相对应的交流侧充电电流得到与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流； 合并单元，用于将所述每一相相对应的谐波补偿指令电流与所述每一相相对应的有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元，具体用于: 根据所述相电压采用锁相环PLL方法至少得到所述三相交流电网的电压相位信息。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元，具体用于: 采用最大功点跟踪MPPT方法根据所述光伏电池电压与所述光伏电池电流，计算所述光伏电池最大功率值所对应的电压；根据所述光伏电池电压与所述最大功率值所对应的电压计算误差电压，并根据所述误差电压计算与所述三相交流电网的三相分别相对应的第一有功指令电流、第二有功指令电流及第三有功指令电流。
11.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第三获取单元，具体用于: 采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法根据所述电压相位信息获得与每一相相对应的电流基波分量，根据与所述每一相相对应的交流侧充电电流和与所述每一相相对应的电流基波分量得到与每一相相对应的谐波补偿指令电流。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述合并单元，具体用于: 按照恒流方式将所述输出指令电流至少向电动汽车输出；或者，按照恒压方式将所述输出指令电流至少向电动汽车输出。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述合并单元，还用于: 在将所述输出指令电流向电动汽车输出时，若所述电动汽车包括的动力电池的充电状态SOC达到预设的门限值，则令所述动力电池与所述电动汽车包括的变换器的连接断开；若电动汽车所包括的动力电池的SOC未达到预设的门限值，则对所述动力电池进行充电。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述合并单元，还用于: 若确定所述光伏电池为非工作状态，则直接将与所述三相交流电网的每一相相对应的谐波补偿指令电流，向所述电动汽车输出。
全文摘要
本发明属于智能电网技术领域，公开了一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法及装置，具体为获取三相交流电网中的任意一相的相电压，根据相电压得到电压相位信息，再获取光伏电池的光伏电池电压与光伏电池电流，并根据锁相电压相位、光伏电池电压与光伏电池电流，得到分别与三相相对应的有功指令电流，再获取与三相分别相对应的交流侧充电电流，并根据锁相电压相位、交流侧充电电流得到每一相的谐波补偿指令电流，最后，将每一相的谐波补偿指令电流与有功指令电流合并，得到输出指令电流，并将输出指令电流向电动汽车输出，这样，实现了为电动汽车充电，同时避免电动汽车在充电时产生的谐波进入到三相交流电网，对三相交流电网的性能产生影响。
文档编号H02J3/01GK103187729SQ20131006411
公开日2013年7月3日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者刘权, 陈征, 刘念, 肖湘宁 申请人:华北电力大学