本技术提出了一种T型三电平双向无线充电系统的控制策略,旨在简化现有系统中复杂的冗余开关模态控制。核心步骤包括设定直流电压参考值,优化控制流程,降低系统复杂性。
背景技术
传统的无线电能传输(WPT)技术主要关注单向能量传递,但随着应用场景的多样化,由于其能够实现设备间能量的灵活交换,双向无线电能传输(BWPT)技术变得尤为重要。近年来,WPT技术快速发展,其应用已扩展到电动汽车(EVs)、医疗设备和水下装备等多个领域。
随着EVs数量的迅速增长,充电需求随之增加,这对电网提出了新的挑战,可能导致配电网负荷过载甚至影响电网的稳定性。EVs并网技术通过实现电网与EVs之间的双向无线电能流动,既支持从电网向EVs供电(G2V),也允许从EVs向电网供电(V2G)。这种技术使车载电池能够在电网负荷高峰期提供辅助电力,在低谷期吸收过剩电力,从而提高充电的便利性、减轻电网负担、改善电网质量,并增强电网的稳定性。
典型的BWPT系统包括车载电池、双向变换器、谐振网络、耦合装置、双向变换器和电网。在电网与直流电池储能系统之间进行双向功率传输的情况下,通常电网被视为系统的原边,而直流电池储能系统则作为副边。当系统进行正向功率传输时,能量从电网流向车载电池;而在反向传输模式下,能量车载电池回流至电网。
连接电网与谐振网络的双向变换器是系统的关键组件,负责能量的双向流动及并网操作。鉴于其与电网直接相连,必须满足严格的谐波和同步标准,三电平电路因其低谐波含量、高质量输出电压波形和较低的电磁干扰等特点成为理想选择。在文献“基于SVPWM补偿优化的三电平NPC并网逆变器容错控制”中提出一种基于空间矢量脉宽调制的优化补偿型低共模电压容错控制策略,能够实现三电平NPC并网逆变器单相桥臂故障后并网系统的稳定可靠运行,NPC电路其拥有开关管损耗低的优点,但其损耗分布不均;文献“基于新型VLMZVM的ANPC型三电平并网逆变器环流抑制方法”中采用有源箝位型(ANPC)三电平电路,建立多机ANPC型三电平并网逆变器零序环流模型,通过检测零序环流状态,实时选择虚拟大矢量或实际大矢量合成方法来抑制零序环流问题,ANPC电路的开关管承受电压低、损耗低,但其开关器件多,冗余开关模态多,控制较为复杂。
实现思路