EV 충전소용 AHF: 하모닉 및 단계 불균형

요약.EV 충전소용 능동형 고조파 필터는 기존 역률 보정으로는 해결할 수 없는 문제, 즉 부하가 동시에 왜곡되고 불균형하며 간헐적으로 발생하는 문제를 해결합니다. DC 고속 충전기는 6펄스 또는 능동 프런트엔드 정류기를 통해 비선형 전류를 끌어오고, 단상 피드의 AC 충전기는 중성 전류 및 위상 불균형을 생성하며, 사이트 부하는 몇 분 내에 거의 0에서 최대 용량까지 변동됩니다. 이 가이드에서는 충전 토폴로지가 고조파 스펙트럼을 형성하는 방법, 불균형과 깜박임이 THDi만큼 중요한 이유, AC 및 DC 정지가 혼합된 허브 전체에서 보상 크기를 조정하는 방법, 현재 충전기 피더에서 기대하는 유틸리티에 대해 설명합니다. 허브 운영자 및 EPC 계약자를 위한 크기 조정 테이블과 시운전 체크리스트로 마무리됩니다.

EV 충전 허브는 실제로 어떤 왜곡을 생성합니까?

충전 장비는 서로 다른 서명을 지닌 두 가지 제품군으로 분류됩니다. AC 충전기는 본질적으로 제어되는 콘센트입니다. 차량의 온보드 충전기는 AC-DC 변환을 수행하므로 고조파 전류는 충전기가 아닌 차량에 따라 달라지며 3상 공급 장치의 단상 장치는 위상 불균형과 중성 전류를 생성합니다. DC 고속 충전기는 일반적으로 패시브 필터 또는 액티브 프런트 엔드 스테이지가 있는 6펄스 정류기를 통해 캐비닛 내부를 변환하고 더 높은 주파수에서 스위칭 리플과 함께 5차, 7차, 11차 및 13차가 지배하는 고조파 스펙트럼을 제공합니다.

듀티 사이클은 두 번째 특성입니다. 8개의 칸막이가 있는 허브는 밤새 5%, 정오에 90%의 용량을 사용할 수 있으며, 차량이 연결되면 개별 칸막이가 켜지거나 꺼집니다. 따라서 고조파 전류는 원활하게 변화하지 않고 단계적으로 진행되며 모든 보상 장치는 관련성을 위해 밀리초 이내에 응답해야 합니다. 평균 조건에 맞게 설계된 고정 커패시터 뱅크는 범위의 양쪽 끝에서 모두 잘못됩니다.

세 번째 특징은 공급과의 상호작용이다. 충전 허브는 배전 변압기에서 가장 큰 부하인 경우가 많으며 상업용 또는 주거용으로 설계된 네트워크에 설치되는 경우가 많습니다. 높은 고조파 전류, 위상 불균형 및 빠른 부하 단계의 조합으로 인해 주변 고객이 인지할 수 있는 전압 깜박임이 발생합니다. 이는 유틸리티 업체가 사이트 수신 장치가 아닌 충전기 공급 장치에서 전력 품질 요구 사항을 점점 더 지정하는 이유입니다.

마지막으로 4와이어 동작이 중요합니다. 단상 AC 충전기, 조명 및 결제 단말기가 있는 허브는 모든 상 전류보다 큰 중성 전류를 전달할 수 있습니다. 3선 고조파 필터는 해당 경로를 보상할 수 없으므로 사양에는 처음부터 배선 구성을 명시해야 합니다.

피더 특성은 문제를 증폭시키거나 흡수합니다.긴 피더 끝에 있는 허브는 더 높은 소스 임피던스를 확인하므로 동일한 고조파 전류가 더 많은 전압 왜곡과 눈에 띄는 깜박임을 생성합니다. 짧고 견고한 연결을 사용하는 허브는 연결 계약의 고조파 전류 제한을 충족하지 못하면서도 허용 가능한 전압 품질을 나타낼 수 있습니다. 해결 방법이 다르기 때문에 두 가지 수량을 모두 평가해야 합니다. 전압 문제에는 반응성 지원이나 더 큰 필터가 필요할 수 있지만 현재 문제는 전류 보상으로 해결됩니다.

현대 충전소에서 보상이 선택 사항이 아닌 이유

1. 변압기 용량이 공개되었습니다.허브를 제공하는 630kVA 변압기는 고조파 가열로 인해 사용 가능한 용량의 상당 부분을 잃을 수 있습니다. 전류를 필터링하면 해당 용량이 복원되며, 이로 인해 사이트 운영이 지연될 수 있는 변압기 업그레이드가 지연되는 경우가 많습니다.

2. 이제 공급 장치에서 유틸리티 규정 준수가 시행됩니다.운영자는 고조파 방출, 역률 및 깜박임 제한을 지정하는 연결 조건을 받습니다. 에이충전소 AHF이를 충족할 수 있는 수단을 제공하고, 로깅을 통해 이를 입증할 증거를 제공합니다.

3. 깜박임 불만을 피합니다.허브의 빠른 부하 단계는 인접한 건물에 영향을 미치는 전압 변동을 생성합니다. 빠른 보상은 가시적인 효과를 줄이고 운영자의 작동 허가를 보호합니다.

4. 케이블 및 스위치기어 손실이 감소합니다.고조파 전류는 충전기와 변압기 사이의 모든 도체를 통해 흐릅니다. 충전기 근처에서 보상하면 설치 전반에 걸쳐 I²R 손실이 줄어들며, 이는 매달 전기 요금에 표시됩니다.

5. 단순히 측정만 하는 것이 아니라 위상 불균형을 교정합니다.밸런싱 기능이 있는 4선 장치는 위상 간 전류를 재분배하여 중성 부하를 줄이고 정지 시 전압 균형을 향상시킵니다. 이는 또한 일부 장치가 전압 불균형을 감소시키기 때문에 충전기 가용성을 향상시킵니다.

6. 사이트는 확장 가능한 상태로 유지됩니다.허브는 단계적으로 구축됩니다. 다음과 같은 모듈식 프레임50A 480V 벽걸이형 AHF노점이 추가됨에 따라 병렬화될 수 있으므로 보상은 수익에 앞서기보다는 수익에 따라 증가합니다.

7. 수요 요금과 관세 구조는 깨끗한 운영을 보상합니다.많은 상업 요금은 최대 수요에 대해 요금을 부과하며, 일부 시장에서는 무효 전력에 대해 요금을 부과합니다. 불균형하고 왜곡된 전류는 동일한 전달 에너지에 대한 명백한 수요를 증가시킵니다. 두 가지를 모두 수정하면 청구 수요가 줄어들고, 반응 요금이 부과되는 시장에서는 사이트 활용도에 따라 증가하는 페널티가 제거됩니다.

충전 허브에 대한 보상 크기 조정 및 구성 방법

1단계 - 계산하기 전에 충전기를 분류합니다.AC 및 DC 정지 수, 전력 등급, DC 장치가 6펄스 또는 활성 프런트 엔드 정류기를 사용하는지 여부, 사이트 컨트롤러가 이를 순서 지정하는 방식을 기록합니다. 6개의 120kW DC 충전기가 있는 허브는 12개의 22kW AC 장치와 매우 다르게 작동합니다.

2단계 - 시운전 때가 아닌 바쁜 시간에 조사합니다.여러 대의 차량이 충전되는 동안 스펙트럼을 측정합니다. 한 대의 차량을 연결하여 실시한 시운전 조사에서는 고조파 전류와 불균형이 모두 과소평가되었으며, 바쁜 첫 번째 토요일부터 그 결과 크기가 조용히 부적절했습니다.

3단계 — 동시 수요에 따른 규모.충전기가 모두 정격 전력으로 동시에 실행되는 경우는 거의 없지만 사이트 컨트롤러는 거의 일치하는 피크를 생성할 수 있습니다. 측정된 최대 동시 고조파 전류 크기를 조정하고 실속 증가 및 주변 부하 감소를 위해 25% 헤드룸을 추가합니다.

4단계 - 레이아웃에 맞게 보정을 배치합니다.LV 보드의 단일 중앙 장치는 유지 관리가 가장 간단합니다. 충전기 그룹 근처에 분산된 모듈은 손실을 줄입니다. 많은 허브가75A 캐비닛메인보드와30A 모듈보조 배포 지점에서.

5단계 - 현장 통제관 및 태양광 발전과 협력합니다.충전기 시퀀싱, 부하 관리 및 PV 인버터는 모두 전류 파형을 변경합니다. 필터의 응답 시간이 현장 제어 루프보다 빠르며 인버터와 필터가 모두 동일한 양을 조절하려고 시도하지 않는지 확인하십시오.

6단계 - 최고점을 확인하고 문서화합니다.바쁜 기간 동안 검증 측정을 실행하고 THDi, 불균형, PF 및 중성 전류를 기록하고 유틸리티 및 보증 목적으로 보고서를 보관하십시오.

허브 운영자를 위한 한 가지 실질적인 고려 사항: 보상은 최초의 깜박임 불만 이후에 추가되지 않고 원래 전기 설계에 포함되어야 합니다. 완성된 허브에 필터를 장착하는 것은 건설 중에 필터를 지정하는 것보다 비용이 더 많이 들고 충전 수익과 충돌하여 종료가 필요할 수 있습니다. 전체 내용을 검토하세요AHF 범위배전반을 주문하기 전에 현장 레이아웃에 대해 확인하고 준수 지점과 필터 위치가 일치하도록 유틸리티와 계량 배열을 확인하십시오.

EPC 사양에 무엇을 써야 할까요?적합성 포인트 및 한계, 필요한 응답 시간 등급, 배선 구성 및 중성 정격, 보상할 고조파 차수, 모니터링 프로토콜, 테스트 시 부하 조건을 포함한 검증 절차를 명시합니다. 이 6개 항목은 사이트가 바쁘고 누구도 반복 조사 일정을 잡고 싶어하지 않을 때 인계 시 나타나는 모호성을 거의 모두 제거합니다.

충전 프로젝트에서 반복되는 세 가지 실수.우연 요인 없이 충전기 명판 THDi에서 크기를 조정하면 절반 부하 이상으로 실행되지 않는 대형 장치가 생성됩니다. 한 대의 차량을 부착한 상태에서 시운전 조사를 통해 크기를 결정하면 그 반대 결과가 나옵니다. 그리고 단상 AC 정지가 있는 허브에 3선 장치를 지정하면 중성 전류가 그대로 유지되는데, 이는 운영자가 필터가 "문제를 해결하지 못했다"고 보고하는 가장 일반적인 이유입니다.

충전기 경감 곡선을 고려하십시오.일부 DC 충전기는 입력 전압이 왜곡되거나 불균형할 때 출력을 줄여 실속당 수익을 직접적으로 줄입니다. 운영자는 두 가지를 거의 연결하지 않지만 전력 품질이 낮은 허브는 깨끗한 공급을 제공하는 동일한 사이트보다 시간당 10~15% 더 적은 에너지를 제공할 수 있습니다. 보상 전후에 하나의 정지 그룹을 계측하는 것은 엔지니어링 측면이 아닌 상업적 측면에서 이점을 정량화하는 간단한 방법입니다.

측정을 작업에 계속 표시합니다.로그를 기록하지만 연간 감사 시에만 읽기만 하는 필터는 거의 기여하지 않습니다. 운영자의 기존 대시보드에 주요 값인 THDi, PF, 중성 전류, 모듈 상태를 노출하고, 신규 단상 부하 또는 모듈 불량의 가장 빠른 지표인 중성 전류 상승에 대한 알람을 설정합니다.

전원을 공급하기 전에 유틸리티와 조정하십시오.연결 계약에 고조파 또는 깜박임 제한이 포함된 경우 제안된 보상 및 예정된 시운전 테스트를 회사에 알리십시오. 일부 네트워크에서는 테스트를 목격해야 하며 이를 미리 알면 두 번째 방문을 피할 수 있습니다. 또한 깜박임이나 전압 불만 사항에 대한 질문이 가장 많이 발생할 가능성이 높은 바쁜 첫 주말에 운영자에게 지정된 연락처를 제공합니다.

12개월 후 재측정을 위한 예산입니다.충전소는 산업 공장보다 빠르게 변화합니다. 충전소가 추가되고, 차량 구성이 바뀌며, 현장 컨트롤러는 우연한 행동을 변경하는 펌웨어 업데이트를 받습니다. 연간 측정 비용은 매우 적으며 운영자에게 원래 크기가 여전히 맞는지 또는 다음 여름 피크 전에 다른 모듈을 추가해야 하는지 여부를 알려줍니다.

FAQ

AC 충전기에 고조파 필터링이 필요합니까?

특히 숫자에 있어서 그럴 수 있습니다. 온보드 충전기는 스펙트럼을 결정하고 단상 장치는 중성 전류와 불균형을 생성합니다. AC 정지가 많은 허브에는 개별 충전기가 괜찮아 보이더라도 4선 보상이 필요한 경우가 많습니다.

충전 허브에는 어느 정도의 응답 시간이 필요합니까?

스톨은 몇 초 만에 전환되므로 빠른 응답이 중요합니다. 5ms 클래스의 장치는 단계를 따르는 반면, 느린 장치는 평균만 수정하고 연결 지점에서 깜박임으로 나타나는 일시적인 왜곡을 남깁니다.

하나의 AHF가 AC 및 DC 충전기를 모두 제공할 수 있습니까?

예, 4와이어가 가능하고 결합된 동시 고조파 전류에 따라 크기가 조정된다면 가능합니다. AC 및 DC 그룹이 별도의 보드에서 공급되는 경우 분산 모듈은 일반적으로 단일 중앙 장치보다 더 나은 결과를 제공합니다.

사이트가 존재하기 전에 고조파 전류를 어떻게 추정합니까?

충전기 데이터시트의 THDi 수치에 정격 입력 전류를 곱하고, 사이트 컨트롤러 사양의 일치 요인을 사용하여 실속 전체의 RMS 합계를 계산한 다음 25%의 헤드룸을 추가합니다. 시운전 시 확인하고 조정하십시오.

태양 캐노피로 인해 요구 사항이 변경됩니까?

이는 전류 방향을 변경하고 낮 동안 인버터 고조파를 추가합니다. 필터는 사이트를 내보낼 때 안정적으로 유지되어야 하며 반응 설정은 인버터 자체 전압 제어와 충돌하지 않도록 해야 합니다.

유틸리티가 보드가 아닌 변압기에 제한을 지정하면 어떻게 됩니까?

그런 다음 규정 준수 지점은 충전기 및 보상되지 않은 부하의 업스트림에 위치합니다. 해당 경계에서 모든 것을 측정하기 위해 CT를 배치하거나 허브의 로컬 보상이 변압기 2차측에서 수행된 측정을 충족하지 못할 수 있다는 점을 수용하십시오.

결론

충전 허브는 표준 보상 장비가 잘못 처리하는 세 가지 문제, 즉 빠른 단계, 위상 불균형, 3배의 전류를 전달하는 중성 문제를 결합합니다. 성장 헤드룸과 일치하는 수요에 따라 크기가 조정된 4선, 빠른 응답 필터를 지정하고, 시운전이 아닌 바쁜 기간 동안 조사하고, 유틸리티에 대한 결과를 문서화합니다. 원래 설계에 보상을 포함시키는 것은 첫 번째 불만 사항 이후에 개조하는 것보다 실질적으로 저렴합니다.

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