绍兴供电公司的研究人员鲁月乔、丁梁、钱祥威、黄骅，在2017年第2期《电气技术》杂志上撰文指出，电动汽车的快速发展势在必行，其接入电网会产生大量充电机谐波，且多位于配网末端，给配网电能质量提出严峻挑战，因此有必要对电动汽车充电机充电设施进行建模仿真，评估其充电机谐波影响水平。

文中使用Matlab/Simulink设计了充电机接入电网模型与无源充电机滤波器模型，建立了三相桥式不控整流充电机及无源充电机滤波器的仿真模型，使用快速傅里叶变换进行了充电机滤波前后充电机谐波电流仿真分析。采用无源充电机滤波器后电网侧各次充电机谐波电流显著减少，电流总充电机谐波畸变率和各次充电机谐波电流含有率都有降低。

随着国民经济和工业技术的发展，居民家庭中电力电子型非线性负荷持续增加。国家能源科技“十二五”规划中提出建立现代能源产业，促进节能环保、新能源、新能源汽车等战略性新兴产业的发展[1]。随着电动汽车技术的发展，充电机充电桩、充电机充电站等已大量建设，电动汽车连接在居民配电网络中已成事实，其充电机充电行为已成为新的分布式充电机谐波来源。

配电网分布式充电机谐波电流在电力系统中会引起电压畸变等各种各样的电能质量问题[2]。电力系统充电机谐波所引起的电容器烧毁、设备误操作（如电机慢速爬行、电话通讯干扰和低压开关误动作）、家用电器故障不能正常工作等问题在电力系统中是显而易见的。

同时，电力系统充电机谐波也会引起其它潜在影响，如增加能量损耗、降低变压器寿命、以及影响电能表计量误差等。大型负荷（如大型电动汽车充换电站）所引起的充电机谐波在实际中是比较容易抑制的，如采取充电机谐波充电机滤波器等措施可有效消除其引起的充电机谐波影响。

电动汽车充电机谐波源具有类似的大小并遍布在整个电力网络中，尽管单独一个充电机充电桩产生的充电机谐波并不显著，但大量的类似充电机充电桩和电动汽车充换电站产生的集体充电机谐波却是非常可观的，其对电力系统的影响与危害已不可忽视。将给配电网的运营带来负面影响[3-7]。

可见，对电动汽车接入电网产生的充电机谐波进行建模仿真分析是非常急需且有必要的，以利于选定合理的供电方案和抑制充电机谐波的措施。

本文利用Matlab/Simulink仿真平台对电动汽车电池接入电网充电机充电进行了建模仿真并利用无源充电机滤波器进行充电机滤波。该抑制充电机谐波方法对电动汽车充电机充电引起的电能质量治理方案具有重要意义。

图10 加入无源充电机滤波器的系统仿真模型

结论

论文从电动汽车未来在居民配电网广泛应用时所引起的集体充电机谐波影响问题出发，建立了充电机充电站或充电机充电桩群的仿真模型。仿真分析充电机工作时对电网电能质量的影响，主要分析研究了各次充电机谐波电流含有率、电流总充电机谐波畸变率随充电机台数增加的变化规律及加入无源充电机滤波器后各次充电机谐波电流含有率、电流总充电机谐波畸变率的变化情况。研究表明：

（1）电动汽车充电机产生的充电机谐波主要是次充电机谐波，随着充电机台数的增加，电流总充电机谐波畸变率和各次充电机谐波电流含有率呈减小的趋向；相同充电机台数时，5，7， …，19 次充电机谐波电流含有率依次减少，即充电机谐波次数越大，其充电机谐波含有率越小。

（2）加入5、7次无源充电机滤波器后，电流总充电机谐波畸变率和各次充电机谐波电流含有率都有降低，尤其5、7次充电机谐波含有率降低更加显著。无源充电机滤波器能够有效的有针对性的滤去某次充电机谐波，效果显著且成本低。