电动汽车的规模化普及和发展，给传统电网带来了诸多挑战。电动汽车充电设施中存在大量电力电子换流器及非线性负载，对配电网谐波产生了不可忽视的影响，同时电动汽车充电过程中也可以支撑电网电压频率。因此，随着电动汽车以及充电设施数据互联互通性的逐步完善，采用实测数据挖掘电动汽车充电过程的电能质量特性规律对于车网友好发展具有重要的意义。
　　本文以电动汽车充电站为主要研究对象，基于实测数据，重点从充电站对电网的谐波影响特性和充电站对电网的调频调压支撑特性两个方面开展研究。
　　首先，研究电动汽车充电站仿真建模与谐波特性，参照实测充电站接线方式，建立了三种典型直流充电桩的谐波测量模型，仿真对比三种充电桩的谐波特性。进一步，在常用的典型不控整流充电桩模型基础上建立站级仿真模型，得到不同数量充电桩之间的谐波迭加相消程度，为后续针对实测数据充电站的谐波特性研究奠定理论基础。
　　其次，论文根据实测数据对充电站电能质量进行了深入研究。分析了实测充电站的配置与数据预处理方案，接着结合实测数据分析和对比了两类典型充电站(综合站和公交站)的各项电能质量指标，并参考相关国家标准定量评估两站电能质量的优劣。结合实测数据深入挖掘影响充电站谐波特性的关联因素，包括充电桩拓扑、电动汽车入断事件、负荷组合等与充电站谐波特性之间的关系，实测数据有效验证了仿真所得谐波迭加相消结论。
　　然后，建立了电动汽车充电站四桥臂有源滤波器模型，并对控制系统的检测部分和补偿部分进行了设计改进。针对电流谐波检测模块采用了基于正弦幅值积分器的谐波电流检测方法，针对指令电流跟踪模块采用了基于比例谐振控制器的指令电流跟踪方法。最后将实测数据作为有源滤波器检测端输入信号，通过仿真实验验证了所设计有源滤波器模型对谐波治理的改善效果，表明了所提方案的有效性和可行性。
　　最后，为提高电动汽车充电站的频率及电压质量，研究基于虚拟同步控制的站级频率电压协调控制策略，在传统同步电机的建模与控制的理论基础上，建立了基于负荷侧虚拟同步机的电动汽车充电站模型，并通过加入频率控制、电压控制、虚拟阻抗控制与电压电流双环控制，设计了完整的站级负荷侧虚拟同步控制策略。仿真结果表明，所提控制策略能够有效为电网频率和电压提供支撑作用，在一定程度上改善了电网的频率和电压质量。