基于规模化电动汽车充电的谐波问题研究

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1、分类号学号M201171076学校代码10487密级硕士学位论文基于规模化电动汽车充电的谐波问题研究学位申请人：张纯永学科专业：电力系统及其自动化指导教师：苗世洪教授答辩日期：2014年1月5日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAStudyontheHarmonicBasedonLarge-scaleElectricVehicleChargerCandida

2、te：ZhangChunyongMajor：PowerSystemanditsAutomationSupervisor：Prof.MiaoShihongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaJanuary，2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□本论文属于，在_____年解密后适用本授权不保密□书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者

4、签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要电动汽车有污染小、能耗低、噪音低等优点，其对环境、能源和电网意义重大，电动汽车发展的推进势在必行。由于充电机含有大量电力电子器件，并且其工作时呈现出非线性特性，在配电网中产生谐波污染，使得功率因数下降，电网的电能质量受到影响，因此对电动汽车充电的谐波问题的研究具有现实意义。本文利用Matlab/Simulink搭建了充电机(站)的仿真模型，分析充电机(站)的谐波特性，进而比较不同情况下的仿真结果，对谐波电流和功率因数进行相

5、应的量化处理；在此基础上，给出了约束条件和相应目标函数，建立电动汽车充电组合的优化模型；求出满足目标函数和约束条件的充电组合，最后对优化的充电组合进行验证。首先，介绍了充电机的充电模式、充电机的种类，从理论方面分析电动汽车充电机的谐波特性，并分析了谐波对电力系统的影响。依据充电机的原理，利用电力系统仿真软件Matlab/Simulink，建立6脉波不控整流充电机的模型。在此基础上，研究各次谐波电流、各次谐波含有率、总畸变率的变化规律。主要分析各次谐波电流随电动汽车充电台数的变化规律，以及电动汽车以不同

6、起始电量混合充电情况下，各次谐波电流变化规律。根据对电动汽车充电站的仿真数据，分析各次谐波和功率因数随不同充电时段的变化关系，将谐波电流和功率因数进行相应的量化处理；给出约束条件和相应的目标函数，建立电动汽车充电组合的优化模型。进而求出满足目标函数和约束条件的充电组合。本文采用两种方法验证充电组合的有效性。其一，通过利用Matlab/Simulink所搭建的仿真模型，进行仿真分析，比较谐波电流和功率因数的变化情况；其二，利用所建立的数学模型进行分析比较。此模型的建立为规模化电动汽车充电的控制策略提供了

7、支持。关键词：电动汽车充电；谐波特性；充电机(站)模型；数学模型；充电组合I万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTElectricVehicleshavetheadvantagesoflesspollution,lowerenergyconsumptionandlowernoisethanthetraditionalcars,itisofgreatsignificancetotheenvironment,energyandpowersystem.SothepromotionofElectri

8、cVehiclesisimperative.However,Thepowerqualityisimpactedbyharmonicsgeneratedbythechargingmachine,becausethechargingmachinecontainsalotofpowerelectronicdevices,whichpresentsnonlinearcharacteristics.Itwillproduceharmonicpollutionint