电动汽车充电对电网电能质量的影响

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电动汽车的广泛投入使用可以有效缓解我国的能源危机和环境污染问题。然而,电动汽车充电由于采用了大量六脉冲整流充电机等非线性电力电子装备,不可避免会造成大量的谐波污染,引起电力系统电能质量的下降。因此研究电动汽车充电对电网电能质量的影响,从而便于做出合理的规划设计,减小谐波带来的危害,具有非常重要的意义。  针对电动汽车并网引起的谐波问题,现有的研究在结合电网进行分析的方面还有所欠缺,给出的结果不够直观、具体。本文的研究工作主要按以下思路展开:确定电动汽车充电引起谐波的特征,量化谐波对电网的具体影响,分析谐波引起谐振的可能,最终,提出具体的谐波治理方案,以减小电动汽车并网给电能质量带来的不利影响。  本文首先从数学理论分析和MAT LAB模块仿真两个角度分析了电动汽车常用六脉冲充电机产生的谐波频率以及各次谐波含量,研究表明电动汽车充电主要向电网注入6k±1(k=1,2,3…)次谐波,且随着谐波源的容量增大,谐波污染变大。然后,将电动汽车充电站作为谐波源接入具体电网,利用精确性高,直观性强的时域仿真方法进行了谐波潮流分析。分析表明,谐波源的容量、投入位置、投入方式等因素会对谐波分布造成不同的影响,通过优化可有效减小电动汽车并网带来的影响。然后,进一步利用频率扫描法分析了电动汽车充电可能引起的谐波谐振问题,分析表明电网中的无功补偿器等容性设备极有可能引起谐波谐振。最后,根据前文的研究,提出了采用无源滤波器和电抗器的的具体谐波治理方案,并进行了仿真验证。
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