新能源汽车充电桩电能治理治理-谐波消除

 电动汽车是绿色交通的一个方向，电动汽车充电机（站）将像加油站一样布满大地，充电站是充电站主要负责源。

       典型负载
       照明设备：由于汽车充电站内部使用大量的节能荧光灯具，因此会产生大量的谐波电流，荧光灯接成三相四线负载时，中线上就会流过很大的三次谐波电流。
       充电机(桩）：由于充电机内部用到了许多整流环节，即充电机中采用了大量的三相整流装置，这对于电网而言是一种大功率电力电子非线性负载，会产生大量的谐波。谐波的存在，导致了充电站电力系统中的电压和电流的波形严重畸变，大大恶化了供电质量。

       产生危害
       谐波的危害具体表现在以下几个方面。
       1)变压器
       谐波电流和谐波电压将增加变压器铜损和铁损，结果使变压器温度上升，影响绝缘能力，造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。
       2)对电费计量系统
       系统有可能将谐波电流计为有功电流，造成用户多支出电费，
       3)计量仪表
       计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转矩，引起误差，降低精度，甚至烧毁线圈。
       4)发电机和电动机
       机械振动会受到谐波电流和基波频率磁场的影响，如果机械谐振频率与电气励磁频率重合，可发生共振进而产生很高的机械应力。
       5)电子设备和继电保护
       导致电子式保护式低压断路器之固态跳脱装置不正常跳闸。电网上一般的谐波很可能对由序分量过滤器组成启动元件的保护及自动装置产生干扰。较高的谐波可导致控制设备误动作进而造成生产或运行中断。

       治理方案
       1、利用SVG实现无功补偿
       提高充电站供电可靠性和电能质量的传统做法是加设晶闸管投切电容、晶闸管控制电抗器和磁控电抗器等无功补偿设备,并采用LC滤波器减小谐波畸变的影响,与传统的无功补偿装置相比,基于大功率电力电子技术的SVG拥有相当的优势，SVG能够跟踪快速变化的负载进行时刻动态补偿，并具有无级调节等优势。
       SVG选型：SVG的补偿容量一般按照变压器容量的30%来选择。
       2、利用APF实现谐波治理
       电动汽车充电机（站）采用的大功率高频充电机，由三相桥式不可控整流电路对输入三相交流电进行整流，这对于电网而言是一种大功率电力电子非线性负载，会产生大量的谐波。谐波的存在，导致了充电站电力系统中的电压和电流的波形严重畸变，大大恶化了供电质量。
       针对充电站电网谐波现状,治理谐波的最佳解决方案是采用有源滤波技术,一般而言,有源滤波器(受控电流源)与一个产生谐波的负荷并联连接,该受控电流源产生与负荷的谐波电流大小相同相位相反的补偿电流,以此来消除负荷产生的谐波对配电网的影响。
       APF选型：
       有源滤波器的设计容量=运行电流*电流畸变率
       注：为了补偿效果更佳，一般留有裕量，因此一般在计算容量乘以1.2作为最后的配置容量。

       项目配置方案

       小结：本装置投入使用后不仅可以保证配电系统的谐波电流下降幅度非常明显而且可以提高现场的功率因数，在容量足够的情况下，现场的电流畸变率将会由23%下降至5%左右。