電動汽車充電站電能質(zhì)量解決方案
隨著新能源電動汽車的普及,其相應(yīng)的配套設(shè)置電動汽車充電站也在緊鑼密鼓的建設(shè),而由此產(chǎn)生了系列的諧波問題。
充電站典型負(fù)載
照明設(shè)備:由于汽車充電站內(nèi)部使用大量的節(jié)能熒光燈具,因此會產(chǎn)生大量的諧波電流,熒光燈接成三相四線負(fù)載時,中線上就會流過很大的三次諧波電流.
充電機(樁):由于充電機內(nèi)部用到了許多整流環(huán)節(jié),即充電機中采用了大量的三相整流裝置,這對于電網(wǎng)而言是一種大功率電力電子非線性負(fù)載,會產(chǎn)生大量的諧波。諧波的存在,導(dǎo)致了充電站電力系統(tǒng)中的電壓和電流的波形嚴(yán)重畸變,大大惡化了供電質(zhì)量。
諧波產(chǎn)生的危害
諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
1)變壓器
諧波電流和諧波電壓將增加變壓器銅損和鐵損,結(jié)果使變壓器溫度上升,影響絕緣能力,造成容量裕度減小。諧波還能產(chǎn)生共振及噪聲。
2)對電費計量系統(tǒng)
系統(tǒng)有可能將諧波電流計為有功電流,造成用戶多支出電費,
3)計量儀表
計量儀表因為諧波會造成感應(yīng)盤產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)矩,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線圈。
4)發(fā)電機和電動機
機械振動會受到諧波電流和基波頻率磁場的影響,如果機械諧振頻率與電氣勵磁頻率重合,可發(fā)生共振進(jìn)而產(chǎn)生很高的機械應(yīng)力。
5)電子設(shè)備和繼電保護(hù)
導(dǎo)致電子式保護(hù)式低壓斷路器之固態(tài)跳脫裝置不正常跳閘。電網(wǎng)上一般的諧波很可能對由序分量過濾器組成啟動元件的保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生干擾。較高的諧波可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動作進(jìn)而造成生產(chǎn)或運行中斷。
治理方案
1利用SVG實現(xiàn)無功補償
提高充電站供電可靠性和電能質(zhì)量的傳統(tǒng)做法是加設(shè)晶閘管投切電容、晶閘管控制電抗器和磁控電抗器等無功補償設(shè)備,并采用LC濾波器減小諧波畸變的影響,與傳統(tǒng)的無功補償裝置相比,基于大功率電力電子技術(shù)的SVG擁有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢,SVG能夠跟蹤快速變化的負(fù)載進(jìn)行時刻動態(tài)補償,并具有無級調(diào)節(jié)等優(yōu)勢。
SVG選型:SVG的補償容量一般按照變壓器容量的30%來選擇。
2利用APF實現(xiàn)諧波治理
電動汽車充電機(站)采用的大功率高頻充電機,由三相橋式不可控整流電路對輸入三相交流電進(jìn)行整流,這對于電網(wǎng)而言是一種大功率電力電子非線性負(fù)載,會產(chǎn)生大量的諧波。諧波的存在,導(dǎo)致了充電站電力系統(tǒng)中的電壓和電流的波形嚴(yán)重畸變,大大惡化了供電質(zhì)量。
針對充電站電網(wǎng)諧波現(xiàn)狀,治理諧波的最佳解決方案是采用有源濾波技術(shù),一般而言,有源濾波器(受控電流源)與一個產(chǎn)生諧波的負(fù)荷并聯(lián)連接,該受控電流源產(chǎn)生與負(fù)荷的諧波電流大小相同相位相反的補償電流,以此來消除負(fù)荷產(chǎn)生的諧波對配電網(wǎng)的影響。
APF選型:有源濾波器的設(shè)計容量=運行電流*電流畸變率