AHF برای ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی: هارمونیک‌ها و عدم تعادل فاز

خلاصه. یک فیلتر هارمونیک فعال برای ایستگاه شارژ خودروی برقی مشکلی را حل می کند که تصحیح ضریب توان معمولی قادر به حل آن نیست: بار به طور همزمان اعوجاج دار، نامتعادل و متناوب است. شارژرهای سریع DC جریان غیرخطی را از طریق رکتفایر های شش پالس یا فرانت اند فعال می کشند، شارژرهای AC در تغذیه تک فاز جریان خنثی و عدم تعادل فاز ایجاد می کنند، و بار سایت در عرض چند دقیقه از نزدیک صفر به ظرفیت کامل نوسان می کند. این راهنما توضیح می دهد که چگونه توپولوژی های شارژ طیف هارمونیک را شکل می دهند، چرا عدم تعادل و سوسو زدن به اندازه THDi اهمیت دارند، چگونه جبران را در یک هاب با غرفه های مختلط AC و DC اندازه گیری کنیم، و اینکه تاسیسات در حال حاضر در تغذیه کننده شارژر چه انتظاری دارند. این با یک جدول اندازه گیری و چک لیست راه اندازی برای اپراتورهای هاب و پیمانکاران EPC به پایان می رسد.

هاب شارژ خودروی برقی واقعاً چه اعوجاجی تولید می کند؟

تجهیزات شارژ به دو خانواده با امضاهای متفاوت تقسیم می شوند. شارژرهای AC اساساً پریزهای کنترل شده هستند: شارژر داخلی خودرو تبدیل AC به DC را انجام می دهد، بنابراین جریان هارمونیک به خودرو بستگی دارد تا شارژر، و واحدهای تک فاز در منبع سه فاز عدم تعادل فاز و جریان خنثی ایجاد می کنند. شارژرهای سریع DC در داخل کابین تبدیل می شوند، معمولاً از طریق یک رکتفایر شش پالس با فیلتر پسیو یا یک مرحله فرانت اند فعال، و یک طیف هارمونیک را ارائه می دهند که توسط مرتبه های 5، 7، 11 و 13 غالب است، با ریپل سوئیچینگ در فرکانس های بالاتر.

چرخه وظیفه دومین ویژگی است. یک هاب با هشت غرفه ممکن است در طول شب 5 درصد ظرفیت و در اواسط روز 90 درصد ظرفیت را بکشد، و غرفه های جداگانه با اتصال وسایل نقلیه روشن و خاموش می شوند. بنابراین جریان هارمونیک به جای تغییر صاف، پله ای می شود، و هر دستگاه جبران کننده باید در عرض میلی ثانیه پاسخ دهد تا مرتبط باشد. یک بانک خازنی ثابت که برای شرایط متوسط ​​طراحی شده است، در هر دو انتهای محدوده اشتباه خواهد بود.

سومین ویژگی تعامل با منبع است. هاب های شارژ اغلب بزرگترین بار ترانسفورماتور توزیع هستند و اغلب در شبکه هایی نصب می شوند که برای استفاده تجاری یا مسکونی طراحی شده اند. ترکیب جریان هارمونیک بالا، عدم تعادل فاز و پله های بار سریع، سوسو زدن ولتاژ را تولید می کند که مشتریان همسایه متوجه آن می شوند، به همین دلیل تاسیسات به طور فزاینده ای الزامات کیفیت توان را در تغذیه کننده شارژر به جای ورودی سایت مشخص می کنند.

در نهایت، رفتار چهار سیمه مهم است. یک هاب با شارژرهای AC تک فاز، روشنایی و ترمینال های پرداخت می تواند جریان خنثی بزرگتر از هر جریان فاز را حمل کند. فیلترهای هارمونیک سه سیمه نمی توانند آن مسیر را جبران کنند، بنابراین مشخصات باید از ابتدا پیکربندی سیم کشی را بیان کند.

ویژگی های تغذیه کننده مشکل را تقویت یا جذب می کنند. یک هاب در انتهای یک تغذیه کننده طولانی، امپدانس منبع بالاتری را می بیند، بنابراین همان جریان هارمونیک، اعوجاج ولتاژ و سوسو زدن قابل مشاهده تری تولید می کند. یک هاب با اتصال کوتاه و سفت و سخت ممکن است کیفیت ولتاژ قابل قبولی را نشان دهد در حالی که هنوز محدودیت های جریان هارمونیک را در توافق نامه اتصال نقض می کند. هر دو کمیت باید ارزیابی شوند، زیرا راه حل متفاوت است: مشکلات ولتاژ ممکن است به پشتیبانی راکتیو یا فیلتر بزرگتر نیاز داشته باشند، در حالی که مشکلات جریان با جبران جریان حل می شوند.

چرا جبران در سایت های شارژ مدرن اختیاری نیست

1. ظرفیت ترانسفورماتور آزاد می شود. یک ترانسفورماتور 630 کیلو ولت آمپر که به هاب خدمات می دهد می تواند سهم قابل توجهی از ظرفیت قابل استفاده را به گرمایش هارمونیک از دست بدهد. فیلتر کردن جریان آن ظرفیت را بازیابی می کند، که اغلب ارتقاء ترانسفورماتور را که در غیر این صورت سایت را به تاخیر می اندازد، به تعویق می اندازد.

2. انطباق با تاسیسات اکنون در تغذیه کننده اعمال می شود. اپراتورها شرایط اتصال را دریافت می کنند که محدودیت های انتشار هارمونیک، ضریب توان و سوسو زدن را مشخص می کند. یک AHF ایستگاه شارژ ابزار لازم برای برآورده کردن آنها را فراهم می کند و با ثبت، شواهدی برای اثبات آن ارائه می دهد.

3. شکایات سوسو زدن اجتناب می شود. پله های بار سریع در یک هاب نوسانات ولتاژ را تولید می کنند که بر املاک مجاور تأثیر می گذارد. جبران سریع اثر قابل مشاهده را کاهش می دهد و مجوز بهره برداری اپراتور را محافظت می کند.

4. تلفات کابل و کلیدزنی کاهش می یابد. جریان هارمونیک از طریق هر هادی بین شارژر و ترانسفورماتور جریان می یابد. جبران نزدیک به شارژرها تلفات I²R را در سراسر تاسیسات کاهش می دهد، که هر ماه در قبض برق ظاهر می شود.

5. عدم تعادل فاز تصحیح می شود، نه فقط اندازه گیری. یک دستگاه چهار سیمه با قابلیت تعادل، جریان را بین فازها توزیع می کند، بار خنثی را کاهش می دهد و تعادل ولتاژ را در غرفه ها بهبود می بخشد. این همچنین در دسترس بودن شارژر را بهبود می بخشد، زیرا برخی واحدها در عدم تعادل ولتاژ کاهش می یابند.

6. سایت قابل توسعه باقی می ماند. هاب ها به صورت فاز ساخته می شوند. یک قاب مدولار مانند AHF دیواری 50 آمپر 480 ولت می تواند با اضافه شدن غرفه ها به صورت موازی قرار گیرد، بنابراین جبران با درآمد رشد می کند نه قبل از آن.

7. هزینه های تقاضا و ساختار تعرفه از بهره برداری تمیز پاداش می دهند. بسیاری از تعرفه های تجاری برای حداکثر تقاضا و در برخی بازارها برای توان راکتیو هزینه می گیرند. جریان نامتعادل و اعوجاج دار تقاضای ظاهری را برای همان انرژی تحویل داده شده افزایش می دهد. تصحیح هر دو تقاضای صورتحساب را کاهش می دهد و در بازارهایی با هزینه راکتیو، جریمه ای را که در غیر این صورت با استفاده از سایت افزایش می یابد، حذف می کند.

چگونه جبران را برای یک هاب شارژ اندازه گیری و پیکربندی کنیم

مرحله 1 - قبل از محاسبه هر چیزی، شارژرها را طبقه بندی کنید. تعداد غرفه های AC و DC، رتبه بندی توان آنها، اینکه آیا واحدهای DC از رکتفایر های شش پالس یا فرانت اند فعال استفاده می کنند، و چگونه کنترل کننده سایت آنها را توالی می دهد، ثبت کنید. یک هاب با شش شارژر DC 120 کیلوواتی بسیار متفاوت از دوازده واحد AC 22 کیلوواتی رفتار می کند.

مرحله 2 - در یک دوره شلوغ، نه در زمان راه اندازی، نظرسنجی کنید. طیف را در حالی که چندین وسیله نقلیه در حال شارژ هستند اندازه گیری کنید. نظرسنجی های راه اندازی که با یک وسیله نقلیه متصل انجام می شوند، هم جریان هارمونیک و هم عدم تعادل را کمتر از حد واقعی نشان می دهند، و اندازه گیری حاصل از ابتدا در اولین شنبه شلوغ به طور پنهانی ناکافی است.

مرحله 3 - بر اساس تقاضای همزمان اندازه گیری کنید. شارژرها به ندرت همه با حداکثر توان نامی به طور همزمان کار می کنند، اما کنترل کننده های سایت می توانند اوج های نزدیک به هم ایجاد کنند. بر اساس حداکثر جریان هارمونیک همزمان اندازه گیری شده اندازه گیری کنید و 25 درصد فضای اضافی برای رشد غرفه و کاهش محیط اضافه کنید.

مرحله 4 - جبران را متناسب با طرح بندی قرار دهید. یک واحد مرکزی واحد در تابلو برق LV ساده ترین برای نگهداری است؛ ماژول های توزیع شده نزدیک به گروه های شارژر تلفات را کاهش می دهند. بسیاری از هاب ها از یک کابینت 75 آمپر در تابلوی اصلی و یک ماژول 30 آمپر در یک نقطه توزیع ثانویه استفاده می کنند.

مرحله 5 - با کنترل کننده سایت و هرگونه خورشیدی هماهنگ کنید. توالی شارژر، مدیریت بار و اینورترهای PV همگی شکل موج جریان را تغییر می دهند. تأیید کنید که زمان پاسخ فیلتر سریعتر از حلقه کنترل سایت است، و اینورتر و فیلتر هر دو سعی در تنظیم یک کمیت ندارند.

مرحله 6 - در اوج تأیید کنید و مستند کنید. یک اندازه گیری تأیید را در یک دوره شلوغ اجرا کنید، THDi، عدم تعادل، PF و جریان خنثی را ثبت کنید، و گزارش را برای تاسیسات و برای اهداف گارانتی نگه دارید.

یک ملاحظه عملی برای اپراتورهای هاب: جبران باید در طراحی الکتریکی اصلی گنجانده شود، نه اینکه پس از اولین شکایت سوسو زدن اضافه شود. نصب مجدد فیلتر در یک هاب تکمیل شده بیشتر از مشخص کردن آن در طول ساخت هزینه دارد و ممکن است نیاز به خاموشی داشته باشد که با درآمد شارژ در تضاد است. قبل از سفارش تابلو برق، کل محدوده AHF را در برابر طرح بندی سایت بررسی کنید و ترتیب اندازه گیری را با تاسیسات تأیید کنید تا نقطه انطباق و محل فیلتر همزمان باشند.

چه چیزی را در مشخصات EPC بنویسیم. نقطه انطباق و محدودیت ها، کلاس زمان پاسخ مورد نیاز، پیکربندی سیم کشی و رتبه بندی خنثی، مرتبه های هارمونیک که باید جبران شوند، پروتکل نظارت، و رویه تأیید شامل وضعیت بار در آزمون را بیان کنید. این شش مورد تقریباً تمام ابهاماتی را که در غیر این صورت در زمان تحویل ظاهر می شود، حذف می کند، زمانی که سایت شلوغ است و هیچ کس نمی خواهد یک نظرسنجی تکراری برنامه ریزی کند.

سه اشتباهی که در پروژه های شارژ تکرار می شوند. اندازه گیری از نام پلاک THDi شارژر بدون ضریب همزمانی، واحدی بیش از حد بزرگ تولید می کند که هرگز بیش از نیم بار کار نمی کند. اندازه گیری از یک نظرسنجی راه اندازی با یک وسیله نقلیه متصل، برعکس را تولید می کند. و مشخص کردن یک واحد سه سیمه برای هاب با غرفه های AC تک فاز، جریان خنثی را دست نخورده باقی می گذارد، که رایج ترین دلیل گزارش اپراتور مبنی بر اینکه فیلتر "مشکل را حل نکرد" است.

منحنی کاهش شارژر را در نظر بگیرید. برخی از شارژرهای DC در هنگام اعوجاج یا عدم تعادل ولتاژ ورودی، خروجی را کاهش می دهند، که مستقیماً درآمد هر غرفه را کاهش می دهد. اپراتورها به ندرت این دو را به هم مرتبط می کنند، اما یک هاب با کیفیت توان پایین می تواند ده تا پانزده درصد انرژی کمتری در ساعت نسبت به یک سایت مشابه با منبع تمیز تحویل دهد. ابزار دقیق کردن یک گروه غرفه قبل و بعد از جبران، راهی ساده برای کمی سازی سود بر حسب شرایط تجاری به جای شرایط مهندسی است.

اندازه گیری را برای عملیات قابل مشاهده نگه دارید. فیلتری که ثبت می کند اما فقط در حسابرسی سالانه خوانده می شود، کمک کمی می کند. مقادیر کلیدی - THDi، PF، جریان خنثی، وضعیت ماژول - را در داشبورد موجود اپراتور نمایش دهید، و یک هشدار برای افزایش جریان خنثی تنظیم کنید، که اولین نشانگر بار تک فاز جدید یا ماژول معیوب است.

قبل از برق رسانی با تاسیسات هماهنگ کنید. در جایی که توافق نامه اتصال شامل محدودیت های هارمونیک یا سوسو زدن است، تاسیسات را از جبران پیشنهادی و آزمون راه اندازی مورد نظر مطلع کنید. برخی از شبکه ها نیاز به حضور شاهد در آزمون دارند، و دانستن این موضوع از قبل از بازدید دوم جلوگیری می کند. همچنین به اپراتور یک مخاطب نامدار برای اولین آخر هفته شلوغ می دهد، زمانی که سوالات مربوط به سوسو زدن یا شکایات ولتاژ به احتمال زیاد مطرح می شود.

برای اندازه گیری مجدد پس از دوازده ماه بودجه بندی کنید. سایت های شارژ سریعتر از کارخانه های صنعتی تغییر می کنند: غرفه ها اضافه می شوند، ترکیب خودرو تغییر می کند، و کنترل کننده های سایت به روز رسانی های میان افزار را دریافت می کنند که رفتار همزمانی را تغییر می دهد. یک اندازه گیری سالانه هزینه بسیار کمی دارد و به اپراتور می گوید که آیا اندازه گیری اصلی هنوز مناسب است یا خیر، یا اینکه آیا باید قبل از اوج تابستان بعدی ماژول دیگری اضافه شود.

سوالات متداول

آیا شارژرهای AC به فیلتر هارمونیک نیاز دارند؟

آنها می توانند، به خصوص در تعداد زیاد. شارژر داخلی طیف را تعیین می کند، و واحدهای تک فاز جریان خنثی و عدم تعادل ایجاد می کنند. یک هاب با بسیاری از غرفه های AC اغلب به جبران چهار سیمه نیاز دارد حتی اگر هر شارژر به تنهایی بی ضرر به نظر برسد.

هاب شارژ به چه زمان پاسخی نیاز دارد؟

پاسخ سریع مهم است زیرا غرفه ها در عرض چند ثانیه روشن می شوند. یک واحد در کلاس 5 میلی ثانیه پله ها را دنبال می کند، در حالی که دستگاه های کندتر فقط میانگین را تصحیح می کنند و اعوجاج گذرا را باقی می گذارند که به صورت سوسو زدن در نقطه اتصال ظاهر می شود.

آیا یک AHF می تواند هم شارژرهای AC و هم DC را سرویس دهد؟

بله، اگر قابلیت چهار سیمه داشته باشد و بر اساس جریان هارمونیک همزمان ترکیبی اندازه گیری شود. در جایی که گروه های AC و DC از تابلوهای جداگانه تغذیه می شوند، ماژول های توزیع شده معمولاً نتایج بهتری نسبت به یک واحد مرکزی واحد ارائه می دهند.

چگونه می توانم جریان هارمونیک را قبل از وجود سایت تخمین بزنم؟

از ارقام THDi برگه های داده شارژر ضرب در جریان ورودی نامی استفاده کنید، به صورت RMS در غرفه ها با ضریب همزمانی از مشخصات کنترل کننده سایت جمع کنید، سپس 25 درصد فضای اضافی اضافه کنید. در زمان راه اندازی تأیید کنید و تنظیم کنید.

آیا سایبان خورشیدی نیاز را تغییر می دهد؟

این جهت جریان را تغییر می دهد و هارمونیک های اینورتر را در طول روز اضافه می کند. فیلتر باید هنگام صادرات سایت پایدار بماند، و تنظیمات راکتیو باید از مبارزه با کنترل ولتاژ خود اینورتر اجتناب کنند.

اگر تاسیسات محدودیت ها را در ترانسفورماتور، نه در تابلو برق مشخص کند چه؟

در این صورت نقطه انطباق در بالادست شارژرها و هر بار غیر جبران شده قرار می گیرد. CT ها را برای اندازه گیری همه چیز در آن مرز قرار دهید، یا بپذیرید که جبران محلی در هاب ممکن است اندازه گیری انجام شده در ثانویه ترانسفورماتور را برآورده نکند.

نتیجه گیری

هاب های شارژ سه مشکل را ترکیب می کنند که تجهیزات جبران استاندارد به سختی با آنها کنار می آیند: پله های سریع، عدم تعادل فاز و یک خنثی که جریان سه گانه را حمل می کند. یک فیلتر چهار سیمه با پاسخ سریع که بر اساس تقاضای همزمان با فضای رشد اندازه گیری شده است، مشخص کنید، در دوره شلوغ به جای زمان راه اندازی نظرسنجی کنید، و نتیجه را برای تاسیسات مستند کنید. گنجاندن جبران در طراحی اصلی به طور قابل توجهی ارزان تر از نصب مجدد پس از اولین شکایت است.

طراحی هاب یا نصب مجدد سایت موجود؟برنامه شارژر، نمودار تک خطی و منطق کنترل کننده سایت را برای ما ارسال کنید، و ما جبران را اندازه گیری می کنیم، پیکربندی سیم کشی را تأیید می کنیم و ترتیب اندازه گیری را پیشنهاد می دهیم که با نقطه انطباق تاسیسات مطابقت داشته باشد. برای بررسی طراحی هاب با ما تماس بگیرید.