淺談充電樁系統對電能質量的影響

北極星輸配電網訊:據,國家規劃今年將建設90萬個充電樁。據不完全統計，全國已有15個省份及45個城市出台了支持充電設施建設的政策，充電站的火熱缺給電網帶來了新的問題。

據《電動汽車科技發展十二五專項規劃》，到2015年底建成40萬個充電樁、2000個充換電站。可截至2014年底，全國僅建成了2.8萬個充電樁和723座充電站，新能源汽車與充電樁兩者之比約為4:1，遠未達到1:1的標配。國家制定的「十三五」規劃，又加大了充電樁和充電站的建設規模，到2020年，充電樁要達到450萬個，充換電站要發展到1.2萬座。

在如此高速發展的行業，國家有必要出台新的標準規範這個行業，提高資源利用，以達到高效發展。

2015年12月28日，質檢總局、國家標準委聯合國家能源局、工信部、科技部等部門，在京發布新修訂的電動汽車充電介面及通信協議5項國家標準，新標準已經在2016年1月1日起實施，但新標準的實施真的就完全解決充電樁行業的問題了嗎?

在安全性方面，新標準增加了充電介面溫度監控、電子鎖、絕緣監測和泄放電路等功能，細化了直流充電車端介面安全防護措施，明確禁止不安全的充電模式應用，能夠有效避免發生人員觸電、設備燃燒等事故，保證充電時對電動汽車以及使用者的安全。

在兼容性方面，交直流充電介面型式及結構與原有標準兼容，新標準修改了部分觸頭和機械鎖尺寸，但新舊插頭插座能夠相互配合，直流充電介面增加的電子鎖止裝置，不影響新舊產品間的電氣連接，用戶僅需更新通信協議版本，即可實現新供電設備和電動汽車能夠保障基本的充電功能。

首先看下充電樁系統的原理示意圖：

充電樁系統是由變電與配電設備系統、充電設備系統、戶外設備系統、監控層設備系統5大系統構成。電網傳輸過來的高壓電壓通過高壓配電和變壓器降壓為低壓電壓，經過低壓開關傳輸到充電樁，再由充電櫃將電流整流、濾波、放大，讓電壓和電流達到了要求值。

新標準只是將行業更加規範化、標準化和統一化，但這主要是針對戶外設備系統，即充電樁介面等方面，沒有對電能質量做一個要求，所以充電樁行業常常遺漏了電能質量方面的問題，比如常見的不平衡、閃變、波動、諧波等，但諧波污染首當其中。

諧波污染汽車蓄電池生產過程中一般採用可控硅構成的三相橋式整流裝置作為化成設備，但這些設備對電網造成了大功率電力電子非線性負載，從而引發電網產生大量的諧波污染。諧波問題對充電行業諧波危害更為直接：

1、 對於電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾，特別容易造成費用計算錯誤，導致費用偏離實際。

2、 諧波可引起電力系統局部並聯諧振或串聯諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。

3、 諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現混亂。

4、 諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、並使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

充電樁行業如何解決諧波問題呢?主要從以下4個方面處理：

1、 增裝動態無功補償裝置，提高供電系統承受諧波的能力。

2、 加裝濾波裝置(包括無源濾波和有源濾波裝置)。

3、 統一充電樁標準,選用抗干擾能力的核心控制模塊。

4、 按照國家標準加強諧波管理，加裝在線式電能質量監測裝置。

如何選擇在線式電能質量監測裝置?在線式電能質量監測裝置必須按照DL/T1227-2013電能質量裝置技術規範和GBT 19862-2005 電能質量監測設備通用要求規範去設計與生產，並需要通過權威認證的產品方可能保證設備的可靠性和通用性。

ZLG致遠電子E8000系列在線式電能質量監測裝置，通過了開普實驗室型式試驗認證和IEC61850 規約一致性實驗認證，精度完全符合IEC61000-4-30A 級標準，能夠完全應對電能質量常見的諧波、閃變、波動、不平衡等問題，目前已通過廣東、廣西等地電科院的入網檢測，廣泛應用於全國各地各級變電站、高耗能企業、光伏行業、充電樁行業等行業現場電能質量的監測與分析。

充電樁的話題一直在持續進行中，您對充電樁市場還有哪些期許、建議，可以參加2017年7月20-21日由北極星電力網主辦的「2017第二屆電動汽車及充電基礎設施建設運營高峰論壇」,這是一場思維碰撞的盛會，希望這次會議給您帶來無限的商機。

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