全球石油资源紧缺与环境污染严重等问题越来越得到各国的重视,电动汽车由于其节能、环保、经济,以及低噪音、低耗能、易保养等优点,已成为了汽车发展的必然趋势。随着电动汽车技术的快速发展,充电桩、充电站等非线性充电设备的建设不断增加。由于电动汽车充电在时间和空间上具有不确定性,大量电动汽车接入电网充电时,对配电网的电能质量产生影响,轻则增加电网的能量损耗、降低配电变压器的使用寿命,重则引起设备与保护误操作、产生电压波形畸变等问题,直接影响系统运行的可靠性。因此,针对大量电动汽车充电,进行谐波分析与治理策略的研究,具有重要的现实意义。现有的谐波治理手段,主要分为电网侧和用户侧的治理。电网侧治理是从电网建设入手,采用谐波隔离装置,或减小非线性设备与电源间的电气距离等方法,但是,会加大电网建设的投资成本,且规划困难。而用户侧治理多采用加装滤波装置来消除谐波分量,然而,目前组成滤波器的功率电子器件造价较高,限制了器件的容量和电压的大小,若采用大量的器件来满足滤波器对大容量和高电压的需求,无疑会增加建设成本。如果能引导电动汽车有序接入配电网,合理的控制其充电行为,必然能够在不加装补偿装置的前提下,起到消减谐波含量的作用。因此,本文以规模化电动汽车充电为研究对象,围绕其产生的谐波特性进行分析,并控制其充电行为以达到谐波治理的效果。首先,建立了可以实现连续充电模式的车载充电机仿真模型,并入配电网模型中,为后续谐波的分析提供了模型基础;然后,研究了电动汽车动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)与谐波电流的相关性;最后,为了在不增加额外设备的情况下治理谐波,从控制电动汽车动力电池的SOC入手,研究了电动汽车有序充电优化模型。本文具体的研究内容,可概括为以下几个方面:(1)建立了含电动汽车的配电网仿真模型。针对现有研究中把电动汽车车载充电机模型的充电过程等效离散的问题,本文从电动汽车动力电池的充电方式入手,采用DC/DC变换器来实现车载充电机的功率变换部分,设计了动力电池的恒流恒压充电控制策略,建立了可以模拟电动汽车连续充电过程的车载充电机模型。然后,在Matlab/Simulink平台上搭建了含电动汽车的配电网仿真模型,分析了影响电动汽车充电谐波注入的几个主要因素,得出对谐波影响最小情况下的相关模型参数。(2)分析了电动汽车动力电池初始SOC对谐波电流的影响。针对电动汽车初始SOC状态与谐波电流的关系的问题,本文通过对电网中谐波电流产生原理的分析,建立了电动汽车动力电池SOC影响谐波电流的相关性模型,以此为依据,对单台和多台初始SOC不同的电动汽车充电进行仿真实验,并比较分析其产生的谐波特性,得到多台电动汽车充电时产生的同次谐波会部分相互抵消,且充电过程产生的谐波电流是随着电动汽车SOC不断变换的,基于此结论,提出了可以利用多台电动汽车间同次谐波消减的原理,对待充电的电动汽车的初始SOC进行控制,得到可以强化充电过程中电动汽车同次谐波消减现象的分析依据。(3)建立了电动汽车有序充电的优化模型。为了消减电动汽车充电产生的谐波电流,本文制定了电动汽车有序充电控制策略,根据单台电动汽车充电的仿真数据,拟合出了谐波电流与电动汽车动力电池SOC的关系模型,利用多谐波源叠加原理,建立了多台电动汽车充电产生的谐波电流模型,以整个充电过程中产生的谐波电流值最小化为目标函数,建立了电动汽车有序接入的充电组合优化模型。然后,采用PSO(Particle Swarm Optimization,PSO)算法,求解出对电网谐波影响最小的优化充电组合,得到多台电动汽车的最优起始SOC状态。利用仿真实验,把结果与无序充电时的情况进行比较,验证了充电组合优化模型的有效性,并得出优化模型对规模化电动汽车更加适用的结论。