电动汽车充电站谐波分析与充放电系统仿真研究

摘要

当今世界，能源和环境问题日益受到重视，电动汽车成为汽车工业发展的必然趋势。然而由于非线性设备的存在，电动汽车充电过程会产生大量的谐波电流，可能会对电网造成很大的危害，对充电站内谐波特点进行分析，并根据谐波特点制定合理的谐波抑制方案显得尤为重要，对于保障良好的电能质量，维持电网的安全稳定运行具有重要意义。电动汽车可以成为电网的蓄电池，在电网负荷低谷时段从电网吸收电能，在负荷高峰时段将一部分电能反馈回电网，实现电网削峰填谷，提高电网运行的经济性。考虑到实验系统的复杂性，常采用建模的方法研究充放电的运行及控制问题，因此，对电动汽车充放电系统及其控制策略进行仿真研究很具有重要的现实意义。
　　 本文首先根据充电机的结构与充电时的特点，利用SIMULINK仿真软件建立充电机、充电站仿真模型，分析充电过程中产生的电压谐波与电流谐波特点，以确定充电过程所产生谐波是否超过国家标准，从而有针对性的制定谐波治理的措施。其次，结合充电站谐波特点提出几种谐波抑制的措施，详细分析无源滤波器的设计方法，在充电站模型基础上加入单调谐与高通无源滤波器，取得良好的滤波效果。然后，通过建立仿真模型对电动汽车充放电系统及其控制策略进行研究，其中充电过程为一整流过程，利用电流和电压双闭环控制，维持直流侧的电压稳定并且使系统运行于单位功率因数；放电过程为一逆变过程，采用PQ控制策略，通过建立锁相环软件实现电动汽车蓄电池并网运行。