[发明专利]一种电动汽车单相双向DC/AC变换器自适应控制方法及其装置

权利要求书

1.一种电动汽车单相双向DC/AC变换器自适应控制装置，其特征在于：包括LCL滤波电路、双向变换电路、电流控制环路、电压电流采样电路和电网阻抗在线测量模块、驱动电路、自适应控制模块、锁相环电路；其中电网阻抗在线测量模块主要是利用网侧电压、电流信息实时测量电网阻抗，自适应控制模块主要是利用电网阻抗信息实时计算电压前馈函数，实现实时动态补偿电动汽车双向DC/AC变换器的相位，提高电动汽车双向DC/AC变换器在弱电网下的自适应能力。

2.使用权利要求1所述装置实现电动汽车单相双向DC/AC变换器自适应控制的方法，基本步骤如下：

(1)通过在电动汽车双向DC/AC变换器的电流控制环的给定输入处周期性地叠加一个PRBS扰动序列，以测量电网阻抗，其具体过程如下：

步骤一，在电动汽车双向DC/AC变换器电流环控制器的电流给定输入端叠加周期性的PRBS扰动信号；其中，PRBS扰动信号的频率设定为电网基频50Hz，比特位数N可自定义在5-11之间的任意整数，可以根据测量精度的要求自行选择；PRBS扰动信号的幅值选择电动汽车双向DC/AC变换器额定输出电流的10％以下；

步骤二，电动汽车双向DC/AC变换器电流给定输入端叠加PRBS扰动信号的周期为0.1s，即本装置在并网并进行电网阻抗测量过程中，会有0.1s的时长进行PRBS扰动信号注入，接着0.1s的时长停止PRBS扰动信号的注入，使得电动汽车双向DC/AC变换器会周期地处于含扰动与无扰动的两个状态；

步骤三，分别采样在含扰动与无扰动时PCC点的输出电压和输出电流，并进行离散傅里叶分析取得电压和电流的频域序列，对频域序列进行矢量差值运算，取得各频率下的PRBS激励扰动和利用求得该时段各频率下的电网阻抗值；步骤四，该装置内置程序将步骤二和步骤三周期进行，不断实时地更新测量得到的电网阻抗频率特性，完成电网阻抗的在线辨识；

(2)利用谐波线性化方法建立电动汽车双向DC/AC变换器的小信号阻抗模型Z_k，然后根据实时测量的电网阻抗Z_g计算Z_g/Z_k＝1处的截止频率及对应的相位裕度，若相位裕度满足要求(45°-60°)，则无需进行相角补偿操作；否则根据最小相位补偿原则，计算出需要补偿的相位角的大小。

(3)根据计算得到的所需补偿相位角的大小和截止频率，设计电压前馈补偿函数，以实现自适应动态补偿电动汽车双向DC/AC变换器阻抗模型在截止频率处的相位；

(4)采集电动汽车双向DC/AC变换器的网侧电流i_g和并网点PCC电压u₀，网侧电流i_g经过锁相环之后与给定电流i_ref相减，再经过控制环G_i(s)后得到信号u_ic，信号u_ic再与并网口电压u₀经过电压前馈参数K_f(s)之后形成的电压信号u_f相加减，相加减之后得到的载波信号e，载波信号e再与三角波比较得到双向变换桥的SPWM开关信号，从而形成闭环控制，动态补偿电动汽车双向DC/AC变换器电流控制环的相位裕度。