电动汽车充电机(站)谐波问题的研究

北京交通大学

硕士学位论文

电动汽车充电机（站）谐波问题的研究

姓名：黄少芳

申请学位级别：硕士

专业：电力系统及其自动化

指导教师：黄梅

20080601

北京交通大学硕士学位论文中文摘要

中文摘要

能源与环境已成为当前全球最为关注的问题，能源是经济的基础，而环境是制约经济和社会发展的重要因素。节能和环保促使汽车朝电动汽车方向发展，这也是汽车行业出于自身可持续发展的需要。

本文的整个研究工作是紧密结合国家“８６３”电动汽车重大专项相关内容，针对“电动汽车充电机（站）规范研究＂展开的。电动汽车的发展和普及离不开充电站的建设，而充电站中的充电机为非线性负荷，会产生谐波，对电网是一种污染。因此，对充电站谐波问题的研究具有实际意义。课题以Ｍａｔｌａｂ作为编程和仿真的工具，着重于充电站谐波问题的研究。课题工作属于电动汽车充电站接入系统前设计阶段所需要做的工作，内容包括：

１．设计电动汽车充电站的配电系统。对电动汽车发展的国内外现状进行了研究，阐述了电动汽车充电站的功能和总体布局，并设计了充电站配电系统的典型方案。最后，根据上海沪西、沪南供电所和北京奥运会充电站的充电需求，给出了相应充电站的配电系统实例。

２．结合实际工程，研究充电机（站）的谐波问题。首先从理论入手，推导分析了充电机（站）的谐波特点；利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建充电机（站）的仿真模型，这是本文的创新所在。通过实测和理论验证该仿真模型适于工程应用。

３．研究影响充电机（站）谐波大小的因素。利用所建的充电机（站）仿真模型，改变模型中的相应参数，研究谐波大小的变化规律，为充电机功率的选择和充电站的工程建设提供理论依据和技术支持。

４．提出一种简化的充电机（站）谐波工程算法——谐波变化及最大值算法。在课题研究的过程中，通过对仿真数据的分析，提出一种可减少计算量的谐波工程算法，并验证了该算法可以工程应用。这也是本文的一个创新点。

５．给出充电站的谐波治理方案。首先研究了一般的电力系统谐波抑制技术，结合充电机（站）谐波的特点，提出了充电机（站）电能质量改善的几种方法，最后给出了北京奥运会充电站的谐波治理方案。

论文的研究方法和仿真模型同样适用于其他规模充电站的谐波分析。

关键词：谐波分析；算法；计算机仿真；充电机（站）；Ｍａｔｌａｂ；建模

分类号：ＴＭ７４３：ＴＭ９３５图４０幅，表１７个，参考文献４４篇。

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

ＡＢＳ。Ｉ’ＲＡＣ’Ｉ。：

Ｅｎｅｒｇｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｈａｓｃｕｒｒｅｎｔｌｙｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍｏｓｔｃｏｎｃｅｒｎｅｄｇｌｏｂａｌｉｓｓｕｅｓ．Ｅｎｅｒｇｙｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｃｏｎｓｔｒａｉｎｓｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓｏｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ，ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇａｎｄｅｃｏ－ｆｒｉｅｎｄｌｙＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｓ）ｉｓｉｎｔｈｅａｓｃｅｎｄａｎｔ．

ｏｎＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｎｔｉｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｗｈｉｃｈｆｏｃｕｓｅｓｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙ

ＥＶｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｉｓｃｌｏｓｅｌｙａｒｏｕｎｄｔｈｅ”８６３Ｐｒｏｇｒａｍ”．Ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ（ＥＶ）ｃｈａｒｇｅｒｓａｒｅｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｌｏａｄｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｙｐｒｅｓｅｎｔ

ｉｎｔｈｅｆｏｒｍｓｏｆｈａｒｍｏｎｉｃａｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｒｏｂｌｅｍｔｏｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｃｕｒｒｅｎｔｓａｎｄ

ｏｎｐｏｏｒｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ．ＴｈｕｓｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏａａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＥＶｃｈａｒｇｅｒｓｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｂｅｆｏｒｅｂｕｉｌｄｉｎｇｃｈａｒｇｉｎｇ

ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ

ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ＳＯｔｈｅｒｅｉｓ

Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ

ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａＣａｎｎｏｔｂｅｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆＥＶｃｈａｒｇｅｒｓ．ａｎｄｇｅｎｅｒａｌｌａｙｏｕｔｏｆＥＶｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎａｒｅｅｘｐａｔｉａｔｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｙｓｔｅｍｏｆｓｔａｔｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅ．

Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈａｒｇｅｒｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｆｉｒｓｔｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎ，ｂｙｕｓｉｎｇ

ａＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋａｓａｓｉｍｕｌｍｉｏｎｔｏｏｌ，ｍｏｄｅｌｓｆｏｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒｇｅｒｓａｎｄｆｏｒ

ｏｎｃｈａｒｇｉｎｇ

ｕｓｅｆｕｌｔｏｓｔａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｓｅｔｕｐｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｂｕｓｅｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｃｈａｒｇｅｒｐｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ

ｓｕｐｐｏｒｔ．ｏｆｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｗｉｔｈａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ

ＡｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｆｏｒＥＶ

ｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｉｎｔｈｉｓ

ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｐｏｗｅｒｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｉｓｐｕｔｓｔａｔｉｏｎｐａｐｅｒ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｃａｌｌ’ｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｍｅｅｔｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｔｈａｔｔｈｅ

ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒｇｅｒｓａｎｄｆｏｒ

ｓｔａｔｉｏｎｃｈａｒｇｉｎｇＣａｎａｌｓｏｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｓ．

Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ａｎａｖａｉｌａｂｌｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒＥＶｃｈａｒｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ２００８Ｏｌｙｍｐｉｃｓ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＨａｒｍｏｎｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ；Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ；Ｃｏｍｐｕｔｅｒ

Ｍａｔｌａ …… 此处隐藏：10177字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……