電動(dòng)汽車(chē)充電站電能質(zhì)量解決方案
隨著(zhù)新能源電動(dòng)汽車(chē)的普及,其相應的配套設置電動(dòng)汽車(chē)充電站也在緊鑼密鼓的建設,而由此產(chǎn)生了系列的諧波問(wèn)題。
充電站典型負載
照明設備:由于汽車(chē)充電站內部使用大量的節能熒光燈具,因此會(huì )產(chǎn)生大量的諧波電流,熒光燈接成三相四線(xiàn)負載時(shí),中線(xiàn)上就會(huì )流過(guò)很大的三次諧波電流.
充電機(樁):由于充電機內部用到了許多整流環(huán)節,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(xiàn)性負載,會(huì )產(chǎn)生大量的諧波。諧波的存在,導致了充電站電力系統中的電壓和電流的波形嚴重畸變,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在以下幾個(gè)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
系統有可能將諧波電流計為有功電流,造成用戶(hù)多支出電費,
3)計量?jì)x表
計量?jì)x表因為諧波會(huì )造成感應盤(pán)產(chǎn)生額外轉矩,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線(xiàn)圈。
4)發(fā)電機和電動(dòng)機
機械振動(dòng)會(huì )受到諧波電流和基波頻率磁場(chǎng)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)生很高的機械應力。
5)電子設備和繼電保護
導致電子式保護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(guò)濾器組成啟動(dòng)元件的保護及自動(dòng)裝置產(chǎn)生干擾。較高的諧波可導致控制設備誤動(dòng)作進(jìn)而造成生產(chǎn)或運行中斷。
治理方案
1利用SVG實(shí)現無(wú)功補償
提高充電站供電可靠性和電能質(zhì)量的傳統做法是加設晶閘管投切電容、晶閘管控制電抗器和磁控電抗器等無(wú)功補償設備,并采用LC濾波器減小諧波畸變的影響,與傳統的無(wú)功補償裝置相比,基于大功率電力電子技術(shù)的SVG擁有相當的優(yōu)勢,SVG能夠跟蹤快速變化的負載進(jìn)行時(shí)刻動(dòng)態(tài)補償,并具有無(wú)級調節等優(yōu)勢。
SVG選型:SVG的補償容量一般按照變壓器容量的30%來(lái)選擇。
2利用APF實(shí)現諧波治理
電動(dòng)汽車(chē)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(xiàn)性負載,會(huì )產(chǎn)生大量的諧波。諧波的存在,導致了充電站電力系統中的電壓和電流的波形嚴重畸變,大大惡化了供電質(zhì)量。
針對充電站電網(wǎng)諧波現狀,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(gè)產(chǎn)生諧波的負荷并聯(lián)連接,該受控電流源產(chǎn)生與負荷的諧波電流大小相同相位相反的補償電流,以此來(lái)消除負荷產(chǎn)生的諧波對配電網(wǎng)的影響。
APF選型:有源濾波器的設計容量=運行電流*電流畸變率