本发明涉及电动汽车充放电系统，尤其是涉及多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法。
背景技术：
1、随着电动汽车的普及，汽车到电网的双向功率互动(v2g)这一技术概念应运而生。其核心内容就是将新能源电动汽车的电池单元用作为电网的大规模分布式能量存储单元，并且参与电力系统的运行实现电网与车辆的能量的双向互动，目的是改善电力系统用电负荷曲线，减轻电网实际运行压力。具体来说，v2g可平衡电力系统的负荷，基于分时电价，在夜间谷电时段向电动汽车充电，而在日间峰电时刻根据需求向电网回馈能量，实现移峰填谷。
2、一方面，电动汽车与电网之间的v2g双向充放电虽然在一系列国家项目中完成了成功的示范运行，但是推广应用上就遇到了严重的经济性瓶颈。具体来说，将车长期挂在桩上进行移峰填谷充放电，对于使用大功率快充桩的用户而言是不可容忍的，他们都需要在充电等待时间上接近传统车快速加油的体验。而且较之于昂贵的电池成本，v2g造成的电池的充放电循环寿命的折旧成本无法通过峰谷价差来回收。这两大经济性瓶颈严重限制了v2g的真正推广。因此，车网互动需要v2g以外的其他的实用形式及相应的技术。
3、另一方面，在现有的城市台区应急供电方案中，柴油发电机或者移动电力应急车最为常用。在停电发生后，通常是由相应的电力工作人员将配电柜中供电台区与市电的连接开关断开，之后再起动柴油发电机或者通知移动电力应急车作为后备电源继续为供电台区的负荷供电。柴油发电机或者移动电力应急车在恢复供电上所需时间一般比较长，且配置柴油发电机占用面积较大，除发电机组外，还需考虑控制、配电、油箱等附属设备间，对平面和空间要求较高，加上储油间本身是一个火灾隐患，所以还需对其进行防火处理。因此，较之于v2g，把双向充电桩复用为应急电源使用来取代柴油发电机则具有更大的发展前景。
4、但是，在将双向充电桩复用为应急电源使用的基础上，一方面，为了保证台区长时间应急供电的持续不间断，需要调度补充电量充足的电动汽车来替换电量即将耗尽的电动汽车，即实现电动汽车及其连接的双向充电桩从构网系统中无缝“热拔”。另一方面，在多桩多机对应的多机构网的条件下，要实现双向充电桩车桩单元从所在的构网系统中退出，就要考虑到应急供电负荷功率在剩下的多车多桩构网系统中的重新动态分配以及在此暂态过程中剧烈的功率振荡与频率振荡。因此，需要一种“热拔”过程的全新控制方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法。
2、为了实现上述目的，本发明提供了多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，所述方法包括如下步骤：构建把双向充电桩车桩单元复用为台区应急电源的拓扑与控制架构；电网停电时，基于所述拓扑与控制架构，多个所述双向充电桩车桩单元采用多车多桩构网控制策略完成构网；在已经为台区负荷提供应急供电的稳态条件下，当所述双向充电桩车桩单元的电量将要耗尽时，控制所述双向充电桩车桩单元的网侧和桩侧的功率变换器停机，然后断开双向充电桩与电动汽车之间的主继电器，最后拔出充电枪以实现所述双向充电桩车桩单元从所述拓扑与控制架构中的无缝热拔；在实现所述无缝热拔的同时，使用频率前馈阻尼控制策略抑制所述拓扑与控制架构在热拔条件下的暂态振荡。本发明能够实现车桩单元从多车多桩构网中的无缝热拔，并能抑制无缝热拔时应急供电负荷在剩余车桩单元重新分配造成的功率与频率振荡，为双向充电桩的台区应急供电新场景工程实施奠定了基础。
3、可选地，所述构建把双向充电桩车桩单元复用为台区应急电源的拓扑与控制架构包括如下步骤：
4、构建双向充电桩的级联功率变换系统；
5、构建用于连接所述级联功率变换系统、所述电网与所述台区负荷的供电电路；
6、使用所述供电电路使所述级联功率变换系统、所述电网与所述台区负荷之间相互连接，形成所述拓扑与控制架构。
7、可选地，所述级联功率变换系统包括各个所述双向充电桩车桩单元的网侧逆变器和桩侧变换器。
8、可选地，所述供电电路包括三线ac母线、隔离变压器、负荷开关、切换开关、四线ac母线、网侧开关和负荷母线。
9、可选地，所述网侧逆变器和所述桩侧变换器通过公共直流母线级联；
10、多个所述网侧逆变器的三相交流侧并联，并连接在所述隔离变压器的三角形一侧；
11、所述网侧开关和所述负荷开关均为三相四线，所述网侧开关的两端分别连接所述电网和所述负荷母线，所述负荷开关的两端分别连接所述负荷母线和所述隔离变压器的星型侧的三相四线；
12、所述切换开关为三相三线，所述切换开关的两端分别连接所述隔离变压器的三角形一侧和所述负荷母线。
13、可选地，所述电网停电时，基于所述拓扑与控制架构，多个所述双向充电桩车桩单元采用多车多桩构网控制策略完成构网包括如下步骤：
14、在所述电网停电时，对输入所述隔离变压器的电流和所述网侧逆变器的输出滤波电容电压进行采样；
15、基于采样结果，使用瞬时功率计算模块计算得到瞬时有功功率和瞬时无功功率；
16、把所述瞬时有功功率和所述瞬时无功功率输入构网控制模块，所述构网控制模块输出电压幅值和角度信号至电压生成模块；
17、使用所述电压生成模块生成d-q轴电压控制指令，并将所述d-q轴电压控制指令与所述输出滤波电容电压的d-q坐标系变换结果作差后输入至电压电流内环；
18、所述电压电流内环生成所述网侧逆变器的输出电压d-q坐标轴指令，再通过坐标系变换转换为三相坐标系的输出电压指令；
19、将所述输出电压指令输入pwm调制模块以生成所述网侧逆变器的高频开关信号。
20、可选地，所述频率前馈阻尼控制策略为在所述多车多桩构网控制策略中引入频率前馈阻尼。
21、可选地，在所述多车多桩构网控制策略中引入所述频率前馈阻尼后，所述构网控制模块输出的角度信号与所述瞬时有功功率之间满足如下关系：
22、
23、其中，θi为第i台双向充电桩车桩单元电压矢量的相角，s为拉普拉斯算子，pouti为第i台双向充电桩车桩单元对应的所述瞬时有功功率，j0i为第i台双向充电桩车桩单元的频率时间常数，ω0为额定角频率，di为第i台双向充电桩车桩单元的阻尼系数，gsi为第i台双向充电桩车桩单元对应的频率前馈阻尼，i＝1,2,3,...,n，n为双向充电桩车桩单元的总数。
24、可选地，所述频率前馈阻尼满足如下关系：
25、
26、其中，gs为所述频率前馈阻尼，s为拉普拉斯算子，为比例前馈系数，为积分前馈系数。
27、可选地，引入所述频率前馈阻尼后所述多车多桩构网控制策略的开环传递函数满足如下关系：
28、
29、其中，gop表示引入所述频率前馈阻尼后所述多车多桩构网控制策略的开环传递函数，s为拉普拉斯算子，为所述频率前馈阻尼，为所述例前馈系数，kp为同步功率系数，j0为双向充电桩车桩单元的频率时间常数，ω0为额定角频率，d为双向充电桩车桩单元的阻尼系数。
30、综上所述，本发明构建了把双向充电桩复用为台区应急电源的拓扑与控制架构，将双向充电桩转变为提供应急供电的多功能复用设备，在台区停电时调集电动车连接双向充电桩进行台区应急供电，从而提升城市供电台区的防灾保供能力。同时，本发明提出拓扑与控制架构的基础上提出了实际运行时双向充电桩车桩单元退出构网系统的热拔方法，并进一步提出了双向充电桩车桩单元从所在的构网系统中退出时，应急供电负荷功率在剩余多机系统重新动态分配所造成的剧烈功率与频率的振荡的抑制方法，进而为双向充电桩的台区应急供电新场景工程实施奠定了基础。
1.多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，所述构建把双向充电桩车桩单元复用为台区应急电源的拓扑与控制架构包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，所述电网停电时，基于所述拓扑与控制架构，多个所述双向充电桩车桩单元采用多车多桩构网控制策略完成构网包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，在所述多车多桩构网控制策略中引入所述频率前馈阻尼后，所述构网控制模块输出的角度信号与所述瞬时有功功率之间满足如下关系：
9.根据权利要求8所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，所述频率前馈阻尼满足如下关系：
10.根据权利要求9所述的多车桩单元构网下台区应急供电的热拔控制方法，其特征在于，引入所述频率前馈阻尼后所述多车多桩构网控制策略的开环传递函数满足如下关系：
