一种基于采集电网信息的直流充电机控制系统及方法与流程

本发明属于新能源汽车，具体是一种基于采集电网信息的直流充电机控制系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车发展，直流充电桩也随着发展。直流充电机内部需要将输入的交流电转换为直流电，最终给新能源汽车充电。各地区电网情况不尽相同，而且用户接入电网的线路也不相同，因此直流充电机面临对不同地区的输入电网的适应性问题。

2、目前各直流充电机厂家为了适应不同电网会在实验室环境下对电网进行模拟测试，保证充电机能正常工作或者在某些情况下降功率运行。然而，实际上现有技术在实验室环境下很难全面地模拟出不同电网的运行情况，导致出现直流充电机无法适应电网的运行情况，出现保护故障或者损坏，造成充电机的可靠性和稳定性差；另外，直流充电机如果在用户端因为电网适应性问题而出现保护的情况，需要安排工程师去现场进行匹配调试，针对该用户端进行软件升级，导致售后维护成本的增加。特别在产品刚进入市场情况下，由于电网适应性问题很容易会出现，需要大量的售后人员去现场去匹配调试。

3、本发明提出一种基于采集电网信息的直流充电机控制系统及方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于采集电网信息的直流充电机控制系统及方法，用于解决现有技术在实验室环境下很难全面地模拟出不同电网的运行情况，造成充电机的可靠性和稳定性差，充电机出现问题需要去现场调试升级，导致售后维护成本的增加的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于采集电网信息的直流充电机控制系统，包括：用户端充电机节点以及与之相连的实验室端节点；

3、所述用户端充电机节点：包括充电机控制模块，以及与其相连接的输入电压采集模块、数据存储模块和远程模块；

4、所述充电机控制模块用于控制充电机工作以及电网电压的采集分析；

5、所述输入电压采集模块用于实时采集电网输入电压；

6、所述数据存储模块用于存储采集到的电网输入电压数据、频谱信息数组以及与频谱信息数组对应的控制参数；

7、所述远程模块用于将采集到的电网输入电压数据发送给实验室端节点的云平台监控后台；

8、所述实验室端节点：包括云平台监控后台、电网模拟设备和实验充电机；

9、所述云平台监控后台与电网模拟设备连接，且云平台监控后台用于接收用户端充电机节点的远程模块发送的电网输入电压数据并进行fft分析得到实际电网的频谱信息数组，所述云平台监控后台将实际电网的频谱信息数组发送给电网模拟设备；

10、所述电网模拟设备与实验室充电机连接，电网模拟设备根据实际电网的频谱信息数组给实验充电机进行供电；

11、所述实验室充电机用于修改调试得到最优控制参数；

12、所述远程模块与云平台监控后台通信连接。

13、本发明通过输入电压采集模块对电网电压进行采集并存储，一方面通过远程模块发送给云平台监控后台，再经过云平台监控后台分析后，通过电网模拟设备对电网电压进行模拟，可实现远程测试和验证匹配，另外一方面采集的电网信息可以与本地存储中的电网信息进行特征匹配，从而获取得到该特征情况下的最优控制参数，使得充电机能够稳定可靠地运行，有利于降低充电机的故障率。

14、本发明的第二方面提供了一种基于采集电网信息的直流充电机控制方法，包括以下步骤：

15、s1：设置输入电压采集模块的采样频率，基于输入电压采集模块的采样频率和电网频率设置采样点数，根据采样点数创建采样数据数组；

16、s2：采集电网输入电压值并存入采样数据数组，同时将采样数据数组的指针加一；其中，采样数据数组位于数据存储模块中；

17、s3：判断采样数据数组的指针是否指向数组最后位置；

18、是，则对采样数据数组内的所有数据进行fft分析得到当前频谱信息数组；其中，fft分析是指快速傅里叶变换分析；

19、否，则跳转至s2；

20、s4：提取所有原有频谱信息数组，判断原有频谱信息数组与当前频谱信息数组的频谱信息是否一致；其中，原有频谱信息数组为当前频谱信息数组保存在数据存储模块之前就已经存在的频谱信息数组；

21、是，则获取原有频谱信息数组对应的控制参数，根据控制参数对当前输入电压工作的控制；

22、否，则将采样到的电网输入电压数据通过远程模块发送至云平台监控后台，同时取与当前频谱信息数组频谱信息差异最小的原有频谱信息数组对应的控制参数，根据控制参数对当前输入电压工作的控制；其中，频谱信息差异最小为与采样的数据频谱中50hz对应的频谱信息相差最小的数组；

23、s5：云平台监控后台接收到输入电压数据后进行fft分析，得到其频谱信息数组px；

24、s6：根据频谱信息数组px，设置并启动电网模拟设备为实验充电机供电；

25、s7：通过对实验充电机进行控制参数的修改调试，得到最优控制参数；

26、s8：将最优控制参数和与最优控制参数对应的频谱信息数组px回传给用户端充电机节点，充电机控制模块启用最优控制参数，并将最优控制参数和对应的频谱信息数组保存到数据存储模块。

27、优选的，所述设置输入电压采集模块的采样频率大于5khz。

28、优选的，所述基于输入电压采集模块的采样频率设置采样点数，包括：

29、提取输入电压采集模块的采样频率和电网频率，根据不等式point>f1/f2获取采样点数的取值范围；选择取值范围中的任意值并标记为采样点数；其中，point为采样点数，f1为输入电压采集模块的采样频率，f2为电网频率；

30、需要说明的是，不等式point>f1/f2根据后续的fft分析要求输入电压数据不能少于一个周期得到。

31、优选的，所述判断是否有原有频谱信息数组与当前频谱信息数组的频谱信息一致，包括：

32、提取当前频谱信息数组和原有频谱信息数组中的前n个频谱信息，判断当前频谱信息数组的频谱信息与原有频谱信息数组的频谱信息的差异范围是否在x％以内；是，将两个频谱信息数组的信息标记为信息一致；否，将两个频谱信息数组的信息标记为差异信息；其中，n为正整数且小于采样点数，x的取值范围为0<x<100。

33、优选的，所述通过对实验充电机进行控制参数的修改调试，包括：

34、提取输入电流的谐波和充电机的功率因数，判断输入电流的谐波是否为最小值并且充电机的功率因数为最大值；是，则停止调试并将此时的实验充电机的控制参数标记为最优控制参数；否，则继续修改调试实验充电机的控制参数。

35、优选的，所述将最优控制参数和与最优控制参数对应的频谱信息数组px回传给用户端充电机节点，包括：

36、通过云平台监控后台将最优控制参数和与最优控制参数对应的频谱信息数组发送给用户端充电机节点，用户端充电机节点中的远程模块接收最优控制参数和频谱信息数组后发送给用户端充电机节点的控制模块。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1.本发明通过实时采集用户端充电机节点的电网电压数据并发送到实验室端节点，实验室端节点模拟实际电网的运行情况，通过调试得到最优控制参数，有利于更全面的测试出充电机在实际电网的运行情况，从而方便工作人员对充电机的控制参数进行调试，提高了充电机可靠性、稳定性以及对不同电网的适应性。

39、2.本发明通过实验室端节点调试得到最优控制参数，同时将最优控制参数发送给用户端充电机节点，用户端充电机节点中的充电机控制模块保存并使用该最优控制参数，不需要去现场对充电机进行调试，从而降低了充电机的售后维护成本。