电动汽车充电站对电力系统的谐波影响及谐波抑制方法研究

摘要

传统化石能源的大量使用造成严重的环境污染，各国出台相应政策鼓励使用无污染的新能源，电动车在我国内获得了突飞猛进的发展。纯电动汽车由于自身不排放任何气体，并且具有调峰填谷的特性，提高了能源的利用率，受到了高度的重视。纯电动汽车近几年在政府的政策鼓励下推广的非常快，各大省市都相应推出了电动汽车推广的鼓励方案。电动汽车数量的暴增，随之而来电动汽车充电就成为一个首要解决的关键问题，国家对此也出台相关政策支持建设大量的充电站。充电站进行充电会对电力系统产生谐波影响，与之而来的就是如何抑制谐波影响。
　　本文首先叙述了充电站结构、运行方式，并对目前充电站充电桩的分类和充电模式进行整体介绍。分析了充电机的谐波电流特性，利用蒙卡罗特方法求解充电站的谐波期望问题。根据文中对充电机的分类及其理论分析，对非车载以及车载充电机分别在PSCAD平台上建模仿真，非车载充电机以6脉波整流充电机为例研究了单台充电机的谐波特性，并研究了充电站谐波含量与充电机台数的关系。同时仿真分析了常用含有缘功率因数矫正APFC的车载充电机的谐波影响。在研究了充电站谐波电流的基础上，从主动治理以及被动治理的不同角度研究了增加脉动数、采用PWM整流方式、加入无源滤波以及加入有源滤波的谐波抑制方法。经过对充电机的谐波源特性分析，充电机更接近于电流型谐波源。再对比分析了串联型和并联型有源滤波器对电流型谐波源进行补偿时的区别，最终选取并联型有源滤波器进行治理。并联有源滤波器仿真采用了不同电流控制策略-滞环控制以及空间矢量控制，对不同控制策略下的补偿性能进行行了比较，并进行了模拟实验的测试。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 充电站产生的谐波及其危害

1.3 充电站谐波研究发展现状

1.4 论文的结构安排

第2章 电动汽车充电站及充电方式介绍

2.1 电动汽车充电站结构

2.2 电动汽车充电站运行方式

2.3 电动汽车充电站充电桩分类

2.4 电动汽车充电模式

2.5 本章小结

第3章 充电站谐波理论分析

3.1 谐波的定义及主要参数

3.2 不同类型充电机工作方式

3.3 充电机谐波电流特性理论分析

3.4 充电站谐波含量理论估计方法

3.5 本章小结

第4章 充电站谐波建模分析

4.1 建模仿真软件介绍

4.2 非车载充电机的建模

4.3 车载充电机（含APFC）建模

4.4 充电站建模

4.5 本章小结

第5章 充电站谐波治理

5.1 增加脉动数方法仿真

5.2 采用PWM整流方法仿真方法实现

5.3 无源滤波方法仿真

5.4 有源滤波方法仿真

5.5 有源滤波方法模拟实测

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果