基于復合控制的車載充電機諧波抑制策略

于會群, 林豪洋, 王 雷, 沈 昱

(1.上海電力大學, 上海 200090; 2.上海外高橋第三發電有限責任公司, 上海 200137)

近些年來,溫室氣體的大量排放所導致的全球氣候變化問題引發了人們的強烈關注,各國均在積極尋求低碳解決途徑[1-3]。中國的交通運輸行業碳排量逐年增加,年平均增長率為9.05%,尤其是1996年之后,由于經濟的飛速發展,年平均增長率更是達到了10.11%[4],因此必須要采取積極的措施來應對這一問題。電動汽車作為清潔、綠色、低污染排放的新型交通工具逐漸引起了人們的關注[5]。目前,電動汽車充電機主要分為車載充電機和地面充電機兩大類:車載充電機一般體積較小,裝載于電動汽車內部,由單相220 V交流電供電,但充電功率較低,一般為8 kW以下;地面充電機一般體積較大,裝配于專門的充電站中,由三相交流電供電,其充電功率較高,通常為10～100 kW[6]。

電動汽車充電機為非線性負載,工作時由于大功率開關管的高頻率通斷會產生大量諧波電流與高頻噪聲[7],對電力系統的電能質量和電磁環境造成嚴重影響[8]。由于電能計量裝置是根據50 Hz的標準正弦波設計出來的,因此諧波也會影響電能計費系統的正常運行[9]。

目前針對車載充電機諧波抑制的研究還較少。文獻[10]為了減小三相充電機的體積與質量,提出了一種四開關、兩引腳有源濾波器來濾除三相充電機的諧波,將三相電路中的第三相與LC濾波相結合連接于有源濾波電路的負極,使電流總畸變率控制在3.3%左右。文獻[11]通過在車載充電機前級采用Boost型有源功率因數校正電路,搭建了一臺4 kW的車載充電機樣機,其諧波電流低于4.5%,但沒有涉及其可靠性和安全性的研究。……