智能电网中电动汽车充电站的谐波抑制方法研究

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电动汽车充电站谐波对电网安全的危害性及治理措施

电动汽车充电站谐波对电网安全的危害性及治理措施摘要：在一次能源加剧消耗，能源危机与环境污染程度持续加重的背景下，电动汽车作为一种新能源交通工具而备受重视。

电动汽车以电能为动力，在节约传统燃油、减轻一次能源危机等方面发挥出了作用。

但大规模的电动汽车接入电网充电，也会使电网安全受到影响。

本文运用文献法、调查法等对电动汽车充电站谐波对电网安全的危害性展开分析，并就如何减轻或消除谐波危害进行探究论述，以供借鉴参考。

关键词：电动汽车；谐波特性；危害；治理措施电动汽车是以电能为动力的一种新型交通工具，这类交通工具的产生与发展与现今能源资源枯竭、生态环境恶化有很大关系。

汽车方便了人们的出行，但以燃油为动力源的汽车在给人们带来便捷的同时也加重了能源危机与环境负担。

在此情况下，人们开始发展一种更绿色环保的交通工具--电动汽车。

近几年电动汽车生产规模持续扩大，数量不断增多，与此同时，电动汽车充电站建设数量也不断增加【1】。

在政策的引领、扶持及各方的努力下，我国政府与企业充电基础设施建设发展快速，但随之也出现了一些问题，具体分析如下。

1电动汽车充电站结构简述按系统功能划分，可将电动汽车充电站分为配电、充电、电池管理调度与监控这四个子系统。

按系统区域布局划分，可将电动汽车充电站划分为五个基本区域，分别是配电区域、监控区域、充电区域、电池更换与电池维护区域。

五个区域功能不同但彼此之间密切合作，为充电站的稳定运行提供保障。

电动汽车充电站的配电子系统主要负责保障充电站正常工作的用电。

充电子系统作为整个系统的核心构成，主要是为用户提供多种方式的充电服务，如有快速充电、阶段充电等。

电池调度子系统以电池相关参数为依据，对电池更换电管理做出调度，为电动汽车的正常应用提供保障。

监控子系统负责各项监控任务，包括对安全设备的监控、对充电系统的监控，对配电系统及电池调度系统的监控等。

监控子系统在保障电动汽车充电站稳定运行方面发挥着重要作用【2】。

电动汽车充电站谐波治理方案

电动汽车充电站谐波治理方案摘要：随着新能源汽车的发展，电动汽车充电站也在逐渐增多，而电动汽车充电站在为用户提供电能的同时，也会产生大量谐波污染。

因此，为保障用户的用电安全、降低谐波对电网的影响，对电动汽车充电站谐波治理是非常必要的。

基于此，本文就电动汽车充电站谐波治理方案展开分析，旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

关键词：电动汽车；充电桩；谐波治理引言：电动汽车充电站是电动汽车的充电基础设施，充电站内包含大量的充电桩，当电网发生三相不平衡、谐波、冲击性负荷等问题时，容易造成谐波的传播，产生高次谐波的问题。

由于电动汽车充电站内使用大量的大功率和高次谐波电能，以及电动汽车充电站内用电设备和充电机等都属于非线性负载，易引起谐波污染，严重时会造成电网的谐波污染，影响供电系统和用电设备的正常运行。

1电动汽车充电桩谐波治理的意义要想实现电动汽车的大范围普及，就必须要建设数量庞大的电动汽车充电站，而充电站的核心设备充电机是一种非线性负荷，也就是由整流器和功率变换器等构成的电力电子装置。

充电站在正常工作时，会在与其相连的并网端口处生成大量的高次谐波，这些高次谐波会流入到配电网中，引起电压波形失真，导致电力系统的功率因子下降，对城市电网带来谐波污染等。

为此，对充电机在充电时产生的谐波进行分析，制定科学合理的谐波治理方案，这对于有效地控制和治理电动汽车充电站谐波污染，保证配电网的供电质量等都有着十分重大的意义。

2谐波源分析从电动汽车充电站谐波来源来看，主要包括：①交流电源供电部分，如变压器、整流器、逆变器等；②直流侧电池充电部分，如逆变器、蓄电池、充电控制器、充电机等。

从谐波源的影响来看，主要包括：①谐波电流放大影响系统设备；②谐波电流增大会使电网损耗增加；③谐波电流增大影响系统运行效率。

3谐波治理目的谐波对电力系统的危害，主要表现在以下几个方面：①增加谐波源设备的额外损耗。

谐波会使发电机、变压器、电容器等电力设备发热，从而增加额外损耗。

电动汽车充电站的谐波问题及治理

（4）谐波对通信系统的影响
谐波通过电容耦合、电磁感应和电气传导会感应到通信线路上，在通信线路中产生干扰电压，影响通信线路通话的清晰度。
（5）谐波对继电保护和自动装置的影响
谐波对继电保护和自动装置产生干扰，造成误动和拒动，影响电网运行安全。
3．电动汽车充电站的谐波治理
3.1谐波电压的限值和谐波电流的允许值
GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》是现行电力系统谐波监督管理的国家标准。该标准除要求电网各级电压的谐波水平不超出国家标准限值外，还要求用户注入公用电网的谐波电流不超出国家标准允许值，否则应采取抑制谐波的措施。如表2所示。
表2公用电网谐波电压限值
3.2充电站谐波治理的措施
为了将电动汽车充电站的谐波电流和谐波电压限制在国家标准要求的限值范围内，在充电站内配置合理的滤波装置是最为行之有效的方法。
m——整流装置输出电压脉波数。
当m = 6，即采用6脉波整流结构时，存在5，7，11，13，17,19……次特征谐波。如果采用12脉波整流结构时，将整流变压器二次侧绕组构成星、角接线，使相位差30°，可使低次谐波含量大大减小，存在11，13，17,19……次特征谐波。
1.2控制角α对谐波的影响
桥式可控硅整流电路，在电阻负荷情况下，控制角α越大，电流的相位比电压的相位越滞后，谐波含量越大，功率因数越低。
电动汽车充电站的谐波问题及治理
【摘要】本文对电动汽车充电站谐波问题进行了简要分析，论述了谐波的危害性，并介绍了充电站谐波治理的措施。
【关键词】充电站；谐波；无源滤波器；有源滤波器；混合型有源滤波器
引言
电动汽车充电站作为电动汽车的配套设施，为电动汽车的运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统。充电站内采用将交流电源转化为直流电源的充电机，为电动汽车的车载蓄电池充电，在充电过程中产生大量的谐波，导致交流电网中的电压和电流波形严重失真，造成电网质量严重下降，降低供配电系统的可靠性，并危害其他用电设备的安全运行。

电动汽车充电站建模与谐波分析报告

【技术应用】电动汽车充电桩（站）建模与谐波分析（一）•电动汽车 (EV) 充电器是非线性负载，会产生谐波并污染电网。

在建设充电站之前，需要对接入电力系统的充电站的谐波进行模拟和预测，以决定是否配置谐波抑制和无功补偿设备。

本文利用某类充电机的参数建立充电机（站）的MATLAB仿真模型，然后利用快速傅里叶变换（FFT）对仿真数据进行谐波分析。

结果表明，所建充电（站）接入系统运行符合国家谐波标准。

该研究方法也适用于接入电力系统的其他类型和规模的充电器（站）的谐波分析。

关键词：电动汽车充电器[ 1 ]充电站[ 5 ]谐波分析[ 2 ]2006年以来，国际油价涨跌互现，总体呈上升趋势。

不可预测的政治因素对国际油价的影响越来越大。

因此，各国政府高度重视能源政策和战略，纷纷采取措施寻求和开发各种新能源和能源资源。

可再生能源，同时注重提高能源效率和节约能源，以保障国家能源安全。

节能环保、缓解能源危机、改善人类生存环境是汽车工业可持续发展面临的首要问题，也是其发展的方向。

传统汽车消耗大量优质稀缺的石油和天然气，这使得电动汽车成为解决我国石油能源短缺的根本途径。

以电动汽车为代表，大力推动其发展，有助于实现交通能源多元化，维护国家能源安全。

电动汽车需要通过充电器补充电能。

采用电力电子技术的充电器是一种非线性装置，会产生谐波电流，对公共电网是一种污染。

因此，在建设充电站前，需要对充电站注入电力系统的谐波进行模拟预测，判断其是否符合国家标准GB/T14549-93《公共电网电能质量谐波》的要求。

，并决定是否配置相应的谐波。

消波和无功补偿设备。

本文直接针对“电动汽车充电器（站）调节研究”的科研课题。

根据某型充电机的参数和西皇庄电动汽车站的运行数据，利用Matlab建立充电机（站）的仿真模型。

对接入电力系统的机（站）谐波进行仿真分析，为充电机（站）的建设提供参考。

1 充电器（站）仿真模型首先根据某类充电机建立单台充电机的仿真模型，然后在此基础上建立充电机（站）的MATLAB仿真模型。

电动汽车充电桩对电网谐波的影响与抑制

电动汽车充电桩对电网谐波的影响与抑制摘要：现阶段社会的发展过程中，由于生产力水平的提升，相关人员对于出行的需求也不断提升，电动汽车作为新式的出行工具，就成为交通工具的重要一种。

然而电动汽车作为以电力为能源的设备，使用过程中需要利用充电桩进行充电作业，对电力产生很大的需求。

在此背景下，电动汽车就会对电网产生影响，引发电网谐波问题，一定程度上影响电力配送的正常进行。

本文就从电动汽车充电桩入手，浅谈其对电网谐波的影响以及抑制手段。

关键词：电动汽车；充电桩；电网谐波；影响；治理策略随着科学技术的发展以及环保意识的增长，以电力为主要原材料的新能源电动汽车就成为汽车行业的发展方向。

相较于传统的以燃油为能源的汽车来说，新能源电动汽车使用较为清洁的电力进行作业，在满足出行需要的同时尽可能地降低污染排放，是汽车行业发展的重要一环。

然而实际的作业过程中，电动汽车需要利用充电桩进行充电作业，这一过程就会产生电网谐波，对电网的电力配送造成很大的影响。

在此基础上，就需要相关人员加强对电动汽车充电桩的研究，并且结合实际的电网运行进行电网谐波的治理，这样才能够保证电网的正常运行。

但是由于电动汽车充电桩充电形式较为多样，再加上电力网络承担功能较多，所以实际的治理过程中也具有一定的难度，需要相关人员加强对其的重视。

一、电动汽车充电桩以及电网谐波概述充电桩是电动汽车的能量补给装置，是指为电动汽车提供充电服务的充能设备，其主要分为落地式充电桩和挂壁式充电桩，主要采取计时、计电度、计金额的充电方式。

其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。

实际的发展过程中，随着电动汽车行业的快速发展，充电桩作为其电力补充设备也就快速发展，不仅需要满足消费者的电力补充需要，还需要实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给，并且充分考虑充电器对各种动力电池的适用性。

所以实际的发展过程中就具有很强的技术性，再加上其对电力的迫切需要，很容易就会产生电力谐波影响。

基于电动汽车充电机的谐波特性及抑制措施的分析

基于电动汽车充电机的谐波特性及抑制措施的分析摘要：由于纯电动汽车具有零排放和零污染特点，被政府大力推广。

针对电动汽车充电需求问题，国家出台了相应的政策。

目前，城市中的充电站主要建设在居住小区、大型购物中心、可停车的路边地、单位写字楼、公共停车场等。

充电机向电动汽车电池充电，需要使用非线性电力电子器件，在电力系统中作为非线性负载会带来相关的电能质量问题，其中谐波问题就是一个亟待解决的问题。

目前，国内外针对充电站的谐波问题研究主要集中在充电站谐波特性分析和充电站谐波抑制方法。

基于此，本文主要对电动汽车充电机谐波特性及抑制进行分析探讨。

关键词：电动汽车；充电机；谐波特性；抑制1、引言随着能源危机和环境污染的加剧，如何高效、清洁地利用能源变得尤为重要，电动汽车是新能源汽车工业发展的重要方向之一，作为电网与电动汽车接口的充电站是电动汽车的重要配套设施。

充电机是电动汽车充电站的重要组成部分，充电机为非线性设备，在充电过程中会产生大量的谐波电流，会严重影响电网的正常运行，增加输电线路电能损耗、影响功率因数、降低继电保护的可靠性、干扰控制系统稳定工作等。

因此，对充电机谐波特性及抑制方法的研究对今后大规模充电站的建设、提高电网质量等具有重要意义。

2、电动汽车充电机特性分析充电机的一般原理框图如图1所示。

图1充电电源原理图从变压器来的3相交流电压，经过3相整流桥整流和电容滤波变成直流电压，高频逆变桥在控制电路的控制下，根据设定电路的给定值，将此直流电压变换为宽度可变的高频方波，经高频变压器隔离变换后，由高频整流滤波器滤波，得到所需的直流电压。

输出电路采用LC滤波电路，在额定功率下，将输出电压纹波限制在允许范围内。

电动汽车充电机是一种非线性设备，工作时产生的谐波电流很高。

谐波对电力系统的影响可以归结为损耗增加、设备过热及寿命损失、对继电保护、控制和通信电路的干扰等，同时会造成电流畸变、电压畸变，进而影响公用电网中其他用电设备的正常运行。

基于智能算法的电力系统谐波检测与抑制研究

基于智能算法的电力系统谐波检测与抑制研究摘要：电力系统中的谐波问题已成为一个严重的技术挑战，并且对电力系统的可靠性和稳定性产生了负面影响。

近年来，基于智能算法的谐波检测与抑制研究取得了显著的进展。

本文综述了智能算法在电力系统谐波检测与抑制方面的应用，并对不同的智能算法进行了比较与评估。

进一步地，本文还提出了未来研究方向和展望。

1. 引言电力系统中的谐波引起的问题已成为一个全球性的挑战。

谐波不仅会导致电网设备的故障，还会对电力系统的负载和功率波动产生负面影响。

因此，对电力系统中的谐波问题进行准确的检测与抑制是非常重要的。

2. 智能算法在电力系统谐波检测方面的应用智能算法作为一种能够模拟人类智能及学习能力的计算方法，近年来在电力系统谐波检测上得到了广泛的应用。

其中，基于支持向量机（SVM）的方法能够通过构建合适的分类模型来识别电网信号的谐波成分。

此外，人工神经网络（ANN）也被广泛应用于电力系统谐波检测中，具有良好的非线性建模能力。

另外，遗传算法（GA）和粒子群优化算法（PSO）等智能优化算法也可以用于参数优化和信号分析。

3. 智能算法在电力系统谐波抑制方面的应用除了谐波检测，智能算法也被应用于谐波抑制中。

例如，自适应滤波器用于消除电力系统中的谐波噪声，其参数可以通过智能算法进行优化设计。

此外，采用自适应神经模糊控制（ANFIS）方法也可以实现电力系统谐波的在线抑制。

智能算法还可以用于优化电力系统的传输线路和变压器设计，以降低谐波的水平。

4. 智能算法的比较与评估本文对几种常用的智能算法进行了比较与评估。

从文献综述的角度出发，支持向量机、人工神经网络和遗传算法等算法在电力系统谐波检测与抑制方面展示了较好的性能。

然而，每种算法都有其优缺点，比如支持向量机对数据量较敏感，人工神经网络需要大量的训练数据。

因此，选择合适的智能算法需要考虑具体的应用需求和目标。

5. 未来研究方向和展望未来的研究可以从以下几个方面进行拓展：（1）进一步改进现有的智能算法，提高其谐波检测与抑制的精确性和实时性；（2）考虑不同电力系统运行状况下的谐波问题，进行算法的优化设计；（3）结合物联网和大数据等新兴技术，提升智能算法在谐波问题中的应用能力；（4）加强智能算法在多种电力系统故障诊断和恢复中的应用。

基于人工智能的电力系统谐波检测与抑制技术研究

基于人工智能的电力系统谐波检测与抑制技术研究人工智能（Artificial Intelligence, AI）已经成为电力系统领域中的重要技术，它具有强大的数据处理能力和智能化的决策能力，可以帮助电力系统实现谐波检测与抑制。

谐波是电力系统中常见的问题之一，它会导致电力设备的损坏和电能质量的下降。

因此，研究基于人工智能的电力系统谐波检测与抑制技术对于提高电能质量和保障电力系统稳定运行至关重要。

人工智能在电力系统谐波检测方面的应用主要包括两个方面：信号处理和特征提取。

在信号处理方面，人工智能可以通过深度学习算法对电力系统中的谐波进行识别和分离。

通过输入大量的电力系统数据，人工智能可以学习到电力系统中谐波的特征，从而实现对谐波的检测和分类。

在特征提取方面，人工智能可以自动提取电力系统中谐波的特征，如频率、振幅和相位等。

这些特征可以用于谐波的检测和分析，进一步为电力系统的维护和管理提供支持。

人工智能在电力系统谐波抑制方面的应用主要包括两个方面：控制策略优化和装置协同控制。

在控制策略优化方面，人工智能可以通过强化学习算法优化电力系统中的控制策略，减少电力系统中的谐波干扰。

通过学习电力系统的工作状态和谐波特征，人工智能可以调整控制策略，最大限度地减少谐波对电力系统的影响。

在装置协同控制方面，人工智能可以通过联合控制多个装置，实现对电力系统中的谐波进行抑制。

不同装置之间存在一定的协同关系，人工智能可以通过学习这种关系，实现对谐波的共同抑制，提高整个电力系统的稳定性和抗干扰能力。

人工智能在电力系统谐波检测与抑制技术研究中面临的挑战和困难主要包括数据获取、模型训练和系统实时响应等方面。

首先，人工智能需要大量的电力系统数据作为输入，但是电力系统数据的获取相对困难，涉及到数据采集和隐私保护等问题。

其次，模型训练是人工智能应用的核心，但是电力系统谐波的模型训练需要大量的计算资源和时间。

此外，电力系统是一个复杂的实时系统，人工智能在电力系统中的实时响应能力也是一个重要的挑战。

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为了满足电动汽车电池充电或更换的需要，电网部门必须建设广泛、方便、捷的电动汽车充电快
站。对电网而言，电站的充电机是一个非线性负充载，随着充电工作的进行，将给电网注人较大的谐波电流。谐波的出现会对电网的正常运行带来一系列的危害圄所以解决充电站的谐波问题，，对于电
匮叠
ＳｍａｔＧｒｒｉｄ
第２卷第２８期
２１年２０２月
电网与清洁能源
ＰｗｒＳｓｅａｄＣｌａｅｇｏｅｙｔｍｎｅｎＥｎｒｙ
Ｖ１８Ｎｏ２ｏ．２．Ｆｂ２１ｅ．０２
文章编号：６４３１（０２０ — ０１０１７ — ８４２１）２０１－５
中图分类号：Ｍ７１Ｍ１Ｔ１；７４Ｔ
文献标志码：Ａ
智能电网中电动汽车充电站的谐波抑制方法研究
李璨・，杭乃善－。陈光会ｚ，卢珊ｔ，吴昕・
（．１广西大学电气工程学院，广西南宁５００；．３０４２广西水利电力职业技术学院，广西南宁５０２）３０３
ａｅａｌ，ｉａａｙｅｈｉｕｔｈｒｎｃｏｈｏｅｎｘｍｐｅｔｎｚｓｔｅｃｒｉａｍｏｉｓｎｔｅｐｗｒｌｃｄＳｓｄｔｅｐｎｉｌａｓｖｌｒｂｅｙｉｔｏｕｅ． ’ ｉｅｗｉｔｒｃｐｅｏｐｓｉｅｆｔｒｆｎｒｄｃｄｈｈｉｆｉｅｉｌＦｎｌ，ｔｒｕｈｅｔ，ｃｍｐｒｓｎｅｉａｙｈｏｇｔｓｓｏａｉｏｓａｍａｅｅｗｅｎｔｅｌｒｄｂｔｅ６ｈ
ｉｕｓｎｅｔｙｎｔｎｆｒｒｔｅｉｕｓｏｒｃｉｉｇｍｐｌｉｒｃｉｉｇｒｓｍｅ，ｈ６ｍｐｌｉｎｅｔｙｎｏｆａｏｆ
波抑制：一是采取措施减少电力电子设备自身产生的谐波。多脉动整流技术就是典型的通过改进电力
动汽车的推广有重大意义。目前，在电力系统中通常采用２方法进行谐种
ｃｕｄｆｃｖｌｅｄｃｈｒｎｃｉｕｉｈｃａｇｇｏｌｅｅｔｅｒｕｅａｉｙｍｏｉｒｉｎｅｈｒｎｃｃｔｔｉ
ｓａｉｎｈｓｐｐｒｉｔｏｌ，ａａｙｅｈａｖｎａｅｄｔｔ．Ｔｉａｅ，ｆｆａｌｎｌｚｓｔｅｄａｔｇｓａｏｓｒｎ
（．ｏｅｅｆｌｃｃｌｎｉｅｒｇＧａｇｉｎｖｒｔ，ａｎｎ３０４ＧａｇｉＣｉａ２Ｇａｇｉｔｒｏｓｒｎｙａｄ１ＣｌｇｅｔａＥｇｎｅｎ，ｕｘＵｉｓｙＮｎｉｇ５００，ｕｘ，ｈｎ；．ｕｎｘＷａｅｎｅｖｃｎｌｏＥｒｉｉｎｅｉｎＣａＥｅｔｃＰｗｒｅｈｉｏｅｅＮｎｉｇ５０２，ｕｎｘＣｉａ１ｒｏｅｃｎｃＣ１ｇ，ａｎｎ３０３Ｇａｇｉｈｎ）ｅｉＴｌａ１，
ｄｓｄａｔｇｓｏｅｅｉｉｇ６ｉｕｓｎｒｃｉｉｇｔｎｆｒｅ．ｉｖｎａｅｔｘｓｎｍｐｌｉｅｔｙｎｒｓｏａｆｈｔｏｆａｍｒ
ｈｎａｉｇｔｅｓ１，ｔｋｎｅｓｒｅ２ｉｕｓｎｒｃｉｉｇｔｎｆｒｅｓｈｉｏｆａｍｒａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｈｒｐｄｄｖｌｐｎｏｅｅｔｃｖｈｃｅＴｅａｉｅｅｏｍｅｔｆｌｃｒｅｉｌｓｉｒｓｌｎｗｄｏｓｒｃｉｎｏｈｈｒｉｇｓａｉｎｏｌｃｒｅｕｔｉｉｅｃｎｔｔｔｅｃａｇｎｔｔｓｆｒｅｅｔｃｓｕｏｆｏｉｖｈｃｅ；ｈｗｅｅ，ａｌｒｅｎｍｂｒｏｈｒｉｇｍａｈｎｓｕｅｉｌｓｏｖｒａｇｕｅｃａｇｎｃｉｅｐｔｆｉｔｐｒｔｎｗｕｄｇｎｒｔｓｓｖｒａｏｉｓｔｈｏｒｎｏｏｅａｉｏｌｅｅａｅｅｅｅｈｒｎｃｏｔｅｐｗｅｏｍｇｉ．Ａｐｌａｉｎｆｈ１ｉｕｓｏｒｃｉｉｇｔａｓｏｍｅｒｄｐｉｔｏｔｅ２ｍｐｌｎｅｔｙｎｒｎｆｒｒｃｏｉｆ