[发明专利]一种消除光伏并网充电系统中的谐波的方法及装置

说明书

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（photovoltaic，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。

一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。