臺達有源無功補償器SVG2000系列在新能源汽車充電站的應用
http://www.debgrams.com 2016-03-11 09:08 來源：中達電通股份有限公司
據相關部門統計，2015年11月份，我國新能源汽車生產和消費分別同比增長2.7倍和2.9倍，發展相當迅速。大量新能源汽車快速、大規模普及，將對電網的正常運行產生一系列的影響，主要表現在電動汽車充電引起的電能質量問題。近期，臺達對國內已投入運行的電動汽車充電站進行了現場電能質量測試，并對充電站的諧波、無功補償、三相電壓不平衡以及電壓偏差等問題進行深入分析，提出采用臺達有源無功補償器SVG2000系列作為治理方案，并在充電站大量應用，取得了顯著效果。
電動汽車充電站的主要負荷為充電機，充電站配電系統主要為充電機供電。目前在建的充電站大多是為公共汽車充電，而大功率純電動汽車充電機的功率一般為30kW、60kW、120kW。大功率純電動汽車充電機的一般工作原理圖如圖1所示，三相電網輸入交流電，經過三相橋式不可控整流電路整流變成直流電，濾波后提供給高頻DC-DC功率變換器，功率變換器經過直直變換輸出需要的直流，再次濾波后為純電動汽車動力蓄電池充電。
圖1 充電機原理圖
從充電機原理圖可以清晰看出，充電機是一種非線性設備，前級為不可控整流，產生的諧波主要是6k±1次諧波，典型工況下電流畸變率30%，這些可從臺達對相關充電站的測試數據看出，如圖2：
圖2 某充電站充電機諧波電流含量柱狀圖
如果諧波不加治理，將導致電網損耗增加、設備過熱及壽命損失、控制和通信電路干擾等問題，同時會造成電壓畸變、功率因數下降、影響電網中其它設備的正常運行等問題。
隨著用戶對電能質量的重視，部分充電機廠商也不斷改善其產品并入電網后的電能質量。通過在充電機前端增加濾波回路，可以部分濾除充電機產生的諧波電流，進而改善電網電能質量。佛山某客戶在充電站配電系統中配置了一臺1250kVA的變壓器，主要負載為帶濾波回路的充電機。增設濾波回路的充電機雖然諧波有所下降，但由于充電機內部濾波回路LC導致充電機在上電后呈容性負荷，對配電系統倒送無功，功率因數從充電機待機到工作時在-0.03~-0.97之間波動，對系統造成過補償，不僅導致能耗的巨大浪費，還面臨著供電部門的罰款。同時傳統的無功補償FC只能補償感性無功，對于容性無功倒送沒有相應的解決辦法。
通過對客戶問題的分析，臺達技術人員在配電系統中添加了臺達有源無功補償器SVG2000進行電能質量治理，使得配電系統系統功率因數始終保持在+0.95以上。下圖是為充電站配置臺達有源無功補償器SVG2000系列的配電系統架構。
圖3 充電站配電系統圖
圖4 臺達有源無功補償器SVG2000應用現場
項目成功實施以后，采用美國FLUKE公司專門的電能質量測試儀FLUKE435進行使用前后的對比測試：
SVG投入前后的實時數據對比
通過FLUKE測試，顯示充電機工作時，SVG2000投入前功率因數為-0.97，表明充電機上電后無論充電與否都會向配電系統倒送無功，投入后功率因數達到1.0。
臺達有源無功補償器SVG2000系列在新能源汽車充電站的應用，再次證明臺達有源無功補償器SVG2000系列不僅能在快速變化負載的配電系統中高效應用，同時還可自動對配電系統的容性和感性無功功率進行識別并追蹤補償，從而提高變壓器的利用率，降低配電系統的無功損耗、傳輸線路損耗、變壓器的損耗等，實現節能減排，同時也忠實踐行著臺達“環保 節能 愛地球”的經營使命。
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臺達創立于1971年，為電源管理與散熱解決方案的領導廠商，并在多項產品領域居世界級重要地位。面對日益嚴重的氣候變遷議題，臺達秉持“環保 節能 愛地球”的經營使命，運用電力電子核心技術，整合全球資源與創新研發，深耕三大業務范疇，包含“電源及元器件”、“能源管理”與“智能綠生活”。同時，臺達積極發展品牌，持續提供高效率且可靠的節能整體解決方案。臺達運營網點遍布全球，在中國大陸、臺灣地區、美國、泰國、日本、新加坡、墨西哥、印度、巴西以及歐洲等地設有研發中心和生產基地。
近年來，臺達陸續榮獲多項國際榮耀與肯定。自2011年起，連續五年入選道瓊斯可持續發展指數(Dow Jones Sustainability Indexes, 簡稱DJSI) 的“世界指數(DJSI World)”， 2015年總體評分躍居全球電子設備產業之首，并連續三年蟬聯“新興市場指數”(DJSI-Emerging Markets)”； 2014年CDP(國際碳信息披露項目)年度評比結果揭曉，臺達從全球近2,000家參與CDP評比的上市企業中脫穎而出，不僅獲得最高等級A級評價，更是大中華區唯一入選氣候績效領導指數 (Climate Performance Leadership Index, CPLI) 的企業。
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