电动汽车充电站的谐波分析与治理

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进入21世纪以来,能源安全与气候变化成为国际社会关注的焦点。为保障能源安全和发展低碳经济,国内外普遍认为推广节能环保的电动汽车是解决此问题的重要途径之一。然而电动汽车充电机属于大功率非线性电力电子装置,具有谐波源的共性,在电动汽车充电过程中会产生大量的奇次低频谐波电流,而谐波电流会在公用电网公共连接点(PCC)注入公用电网,并引起公用电网电压、电流发生畸变,甚至由此导致谐振现象,严重威胁电力系统的可靠运行和运营人员的人身安全,对电力系统的影响不言而喻。  本文首先根据国内外电动汽车及电动汽车充电站的研究现状,以高频充电机为研究对象分析其功率需求模型,在此基础上利用MATLAB/Simulink仿真软件平台搭建了含有一台充电机的电动汽车充电站仿真模型,对其在充电过程中产生的谐波电流进行了分析,并总结出高频充电机工作时谐波电流的特点和规律。然后搭建了含有多台充电机的电动汽车充电站的仿真模型,并根据仿真结果分析了谐波电流和电流总谐波畸变率的特点,指出采取谐波治理措施的必要性。  为了解决充电站负荷产生的谐波对电力系统的影响,结合充电站负荷产生的谐波特点,本文采用安装滤波装置,即在充电站母线上加入5、7次单调谐滤波器和高通滤波器进行滤波。通过对滤波前后的结果进行对比分析,表明本文采用的这种滤波方案对谐波的治理效果明显,能够使电动汽车充电站对电网电能质量的影响明显减小。
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