随着世界工业的飞速发展,社会经济、环境与能源三者间的矛盾显得日益突出,成为影响人类社会可持续发展的主要因素。光伏发电和电动汽车的可再生特点优势和环境经济效益明显,未来随着储能技术的进步、电网智能水平以及电动汽车保有量的大幅提高,研究建设新型(光储式)电动汽车充电站是具有重要意义。本文主要针对新型光储式电动汽车充电站进行结构设计和仿真分析研究,包括充电站的基本构建、DC/DC和AC/DC变换器的结构与控制、充电站的设计及其协调控制和改进下垂控制。具体研究内容如下:首先,介绍了光伏发电系统、磷酸铁锂电池和飞轮储能系统,对它们的数学原理进行了分析,并分别进行了仿真建模。其中:光伏电池MPPT采用扰动观察法控制;磷酸铁锂电池基于Thevenin和指数曲线机理两种建模方式进行了对比分析;飞轮控制设置自由储放功率和空闲储备充放电两种运行模式,均能实现预期效果。其次,介绍了DC/DC和AC/DC变换器的拓扑结构、数学模型和控制策略。对于DC/DC,结合蓄电池的充放电策略,设计阶段式恒流充电控制和限流放电控制;设计CVC稳压控制策略,实现对光伏变换输出电压的稳定控制。对于AC/DC,对其工作于逆变器模式的PQ控制、U/f控制和Droop控制共3种控制策略进行了阐述,并进行仿真实现。然后,设计了本文光储式电动汽车充电站的基本结构,介绍了系统各部分的作用。提出了以飞轮和蓄电池混合储能作为系统的储能形式,在储能作为母线电压支撑时,飞轮平滑高频功率波动和部分低频功率,蓄电池平衡基准功率并维持母线电压平滑稳定。设计了基于5层的直流母线电压分层协调控制,实现充电站优化运行,又介绍了充电站中央控制结构。搭建了充电站仿真系统,在不同工况下进行了仿真验证。最后,针对光储式电动汽车充电站以DG形式接入微电网的情况,提出了一种基于SOC的改进型功率耦合下垂控制,在系统孤岛运行时,能根据充电站储能系统SOC的变化,改善充电站与其他DG之间的功率分配;在微电网并网/孤岛双模式切换时,结合相应的PQ并网输出功率的改变和预同步控制,来实现双模式切换的平滑过渡。在逆变器的双环控制中,电压外环采用准PR控制,电流内环采用比例P控制,实现对参考信号的快速跟踪和无差控制。并进行了仿真对比。