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    新能源之汽車充電站電能質量特點

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           電動汽車是綠色交通的一個方向,電動汽車充電機(站)將像加油站一樣布滿大地,充電站是充電站主要負責源。

           典型負載
           照明設備:由于汽車充電站內部使用大量的節能熒光燈具,因此會產生大量的諧波電流,熒光燈接成三相四線負載時,中線上就會流過很大的三次諧波電流。
           充電機(樁):由于充電機內部用到了許多整流環節,即充電機中采用了大量的三相整流裝置,這對于電網而言是一種大功率電力電子非線性負載,會產生大量的諧波。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,大大惡化了供電質量。

           產生危害
           諧波的危害具體表現在以下幾個方面。
           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,造成用戶多支出電費,
           3)計量儀表
           計量儀表因為諧波會造成感應盤產生額外轉矩,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線圈。
           4)發電機和電動機
           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,可發生共振進而產生很高的機械應力。
           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跳脫裝置不正常跳閘。電網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及自動裝置產生干擾。較高的諧波可導致控制設備誤動作進而造成生產或運行中斷。

           治理方案
           1、利用SVG實現無功補償
           提高充電站供電可靠性和電能質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,與傳統的無功補償裝置相比,基于大功率電力電子技術的SVG擁有相當的優勢,SVG能夠跟蹤快速變化的負載進行時刻動態補償,并具有無級調節等優勢。
           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行整流,這對于電網而言是一種大功率電力電子非線性負載,會產生大量的諧波。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,大大惡化了供電質量。
           針對充電站電網諧波現狀,治理諧波的最佳解決方案是采用有源濾波技術,一般而言,有源濾波器(受控電流源)與一個產生諧波的負荷并聯連接,該受控電流源產生與負荷的諧波電流大小相同相位相反的補償電流,以此來消除負荷產生的諧波對配電網的影響。
           APF選型:
           有源濾波器的設計容量=運行電流*電流畸變率
           注:為了補償效果更佳,一般留有裕量,因此一般在計算容量乘以1.2作為最后的配置容量。

           項目配置方案

    設備名稱 安裝位置 治理方式 解決問題
    靜止無功發生器SVG 負載進線斷路器下端 就地治理 提高功率因數,穩定系統電壓,降低線路損耗。
    有源濾波器 負載進線斷路器下端 就地治理 濾除諧波電流,提高供電系統可靠性。

           小結:本裝置投入使用后不僅可以保證配電系統的諧波電流下降幅度非常明顯而且可以提高現場的功率因數,在容量足夠的情況下,現場的電流畸變率將會由23%下降至5%左右。

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