光伏充電站模型與諧波研究

羅為,姚希(1.南京理工大學 紫金學院，江蘇 南京　210046; 2.上海電氣集團，上海　200245)

0　引　言

光伏充電站指含有太陽能光伏電源與充電站負荷的微電網系統。太陽能光伏發電作為一種前沿的電能生產技術，以其特有的污染小、噪音低、維護簡單等優點日益得到人們的關注[1]。由于電動汽車對環境影響相對傳統汽車較小，其前景也被廣泛看好。由于光伏電源以及充電樁都是非線性設備，所以當它們各自進行或組合運轉時，都可能會產生大量的諧波從而影響電能質量。

目前，國內外的研究已經關注光伏發電與電動汽車充電樁對電能質量產生的影響[2-4]，而對光伏電源與充電樁組合系統的電能質量分析與綜合治理的研究較少。本文除了研究二者各自影響，還通過建模對二者的組合系統即光伏充電站的電能質量問題及諧波治理措施進行探討。

1　光伏發電系統模型與仿真

光伏發電系統是指利用半導體的光生伏特效應進行光電轉換的過程。光伏發電系統包括將太陽能轉化為電能的光伏陣列模塊、含最大功率跟蹤(MPPT)功能的DC/DC升壓模塊、逆變器模塊[5-6]。根據各個模塊的結構建立MATLAB仿真模型分別如圖1～圖3所示。

將光伏發電系統接入負載，模型如圖4所示，電網電壓仿真結果如圖5所示。

從圖5可以看出，此時諧波率較高，波形有比較明顯的失真。

2　充電站模型與仿真

根據充電樁等效電路圖[7-8]建立MATLAB模型如圖6所示，將五臺相同的充電樁組成充電站，接入電網模型如圖7所示。……