供配电工程设计中充电桩的谐波治理分析

供配电工程设计中充电桩的谐波治理分析

徐俊

广州智慧能源与城市照明技术有限公司 广东广州 510000

摘要：伴随着时代背景的持续变迁和社会生活环境的逐渐变化，指向电动汽车充电桩设施提出的供配电设计需求数量，正在呈现出持续增加的变化趋势，但是行业内部围绕电动车充电桩形成的基本认知却存在分歧。有研究人员证实，电动车充电桩设施在具体运行使用过程中，通常会形成谐波电流技术现象，继而针对电网技术系统实际输送的电能质量状态施加影响改变作用，需要引入配置专用化的滤波技术装置，针对具体发生的谐波电流信号展开治理技术环节。源于滤波技术装置的工程造价成本相对处在较高水平，在工程项目总投资数额中占据的数量比例相对较大，客观上在具体开展设计工作环节过程中，应当严格遵循契合技术规范、安全与可靠性良好，以及经济适用性充分的指导控制原则。文章将会围绕供配电工程设计中充电桩的谐波治理，展开简要的阐释分析。

关键词：供配电工程设计；充电桩；谐波治理；研究分析

伴随着我国城市化建设事业的快速稳定持续推进，围绕电动汽车产品充电桩应用设施提出的供配电设计需求数量呈现出逐渐增加的变化趋势，在充电桩技术设施具体运行使用过程中，通常会形成谐波电流信号，部分研究人员认为应当采取适当措施针对具体产生的谐波电流信号展开治理技术过程。在围绕电动车充电桩设施推进开展配电工程设计工作环节过程中，是否需要引入设置专门性的滤波技术装置，是所有设计工作人员需要面对和考量的重要选择问题，是设计方案内容体系中需要关注的重点方面，且其还针对工程项目推进过程中的总体性经济成本水平发挥着深刻影响，需要引起广泛密切重视。围绕电动汽车产品充电桩设施推进开展设计工作环节，不仅要遵从相关性设计指导规范，还要控制确保其满足安全可靠性控制原则和经济合理性控制原则。为优质且有效地推进完成指向电动汽车产品充电桩应用设施设计工作环节，应当在全面系统深入研究分析相关性设计规范指导文件前提下，围绕充电桩设施，以及谐波电流的相关知识理念形成全面深入认知。

一、谐波概述

谐波属于物理学概念范畴，其具备着振荡传送技术特性和周期性波动技术特性。无线电波通常也属于电磁波的具体表现形式之一。

本文中提及的谐波，指涉的是基于工频交流电网技术系统内部，受复杂多样的内外部因素作用而引致出现波形，其通常存留在频率技术参数项目为50.00Hz的正弦交流电波形之中。从现有的研究视野可以知晓，如果将频率技术参数项目为50.00Hz的正弦交流电波形界定成基波，则谐波技术现象的频率技术参数项目通常应当以基波频率技术参数项目的整倍数存在。比如图1中展示呈现的3次谐波技术现象和5次谐波技术现象。

图1：3次谐波技术现象与5次谐波技术现象图示

非线性负载因素是引致谐波技术现象产生的主要原因，此项结论在专业领域内部已经获取到广大学者的普遍接纳。上述围绕谐波技术现象基本特性展开的描述，事实上构成围绕谐波技术现象的狭义化定义，然而，存在分布于电网技术系统内部的种类多样的波形事实上都可以被称作谐波（广义化定义），但是此类波形实际引致出现的谐波电流技术现象强度相对较小，其针对电能输送技术环节推进质量施加的影响程度相对较小，因此不属于本篇文章需要讨论分析的范围，本篇文章仅关注与工频交流电基波基于频率技术参数方面构成整倍数关系的谐波电流技术现象。

源于具体涉及的非线性负载具备显著差异，谐波电流技术现象的具体生成过程需要遵循“6N±1”基本规律，其实际产生的谐波电流技术现象，具体涉及5次谐波电流技术现象、7次谐波电流技术现象、11次谐波电流技术现象、13次谐波电流技术现象、17次谐波电流技术现象，以及19次谐波电流技术现象等，部分特殊技术设备在运行过程中会产生23次谐波电流技术现象等。

对于非线性负载而言，其不仅会引致产生奇次谐波电流技术现象，还会同时引致产生偶次谐波电流技术现象，然而，源于实际安装配置的是电网三相对称技术系统，通常不会包含偶次谐波电流技术现象，以及3的整数倍谐波电流技术现象，客观上导致能够针对电网技术系统施加较大影响作用的谐波电流技术现象，主要是介于5.00-19.00次之间的谐波电流技术现象，而充电整流技术装置在运行过程中，通常会产生5次谐波电流技术现象、7次谐波电流技术现象，以及9次谐波电流技术现象，高次谐波电流技术现象基于电网技术系统内部出现的数量相对较少，且处在越高次的谐波电流技术现象，其衰减过程的推进速度就越快，而其出现数量越少，则实际出现的谐波电流技术现象强度就越小。

二、充电桩

充电桩属于能够针对电动汽车产品车载电池发挥充电技术作用的装置，通常可以被划分成直流型充电桩和交流型充电桩两种具体表现类型。

交流型充电桩设施在具体运行使用过程中，仅能针对电动汽车产品的直流充电机设备创设提供交流输入接口技术结构，且同时推进完成计费计量技术环节，且在其本体结构之上不需要配置整流技术设备，不会形成谐波电流技术现象，继而也不需要安装设置滤波技术模块。然而，在实际化的技术应用活动推进开展过程中，不能完全剔除因电动汽车车载直流充电机设备发挥作用，传播3次谐波电流技术现象，以及偶次谐波电流技术现象的可能性，客观上在具体推进开展针对供配电交流充电桩设计工作环节过程中，需要关注重视电缆线路技术组件与电缆分接箱技术组件之间的相互连接关系，在选择确定中性线技术组件过程中，要确保其与相线技术组件在截面位置具备相互一致性，继而控制规避因偶次谐波电流作用，引致中性线技术组件在电流强度过大条件下，诱导出现超温技术故障。

当前历史发展阶段，基于直流充电桩设施内部普遍性地选择配置运用有源滤波技术模块，以及PWM整流器充电功率技术模块，其主要特点在于不需要安装配置工频变压器技术组件，其功率因素相对较高，其电网侧电流谐波相对较小，实际注入电网技术系统内部的谐波电流技术现象的总畸变率通常小于5.00%，且围绕电动汽车产品充电桩设施推进开展供配电设计选型工作环节过程中，要注重做好针对相关因素的优化选择控制。

对照而言，电压型PWM整流器技术组件相较电流型整流器技术组件具备着更加简单的结构配置状态，其基于电网技术系统内部产生的谐波电流技术现象强度更小。

三、PWM整流技术形态与PFC功率因素校正技术形态

PWM整流技术形态选择运用脉宽调制控制技术方法，借由利用微处理技术组件发挥的控制技术作用，将交流电转换成直流电，其主要特点在于取消规避针对工频变压器技术组件安装配置环节，促进体积显著变小，控制降低谐波电流技术信号的具体输出过程。

充电功率技术模块选择采用的主要技术元器件在于IGBT技术模块（绝缘栅双极型晶体管技术组件）。

在PFC技术形态具体运用过程中，主要支持完成针对功率因素的校正处理环节，且目前存在的直流充电功率模块电路技术结构中，普遍性地已经完成整合技术环节。

四、结束语

    综合梳理现有研究成果可以知晓，借由针对谐波电流相关知识的学习，围绕整流技术发展进程的分析，在全面综合学习了解相关性设计工作方法前提下，能支持围绕中小规模电动车产品充电桩设施开展的设计工作环节顺利获取较好效果。

参考文献：

[1]杨文科.简析内插法在电力配电工程设计费计算中的应用[J].国网技术学院学报,2020,23(04):42-45.

[2]苏麟,朱鹏飞,闫安心,马亚林,何梦雪,梅军,王冰冰,范光耀.苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证[J].中国电力,2021,54(01):78-88.

[3]张晟昊,齐丹丹.浅谈供配电系统中无功补偿的意义及工程设计[J].上海节能,2019(11):913-916.

[4]宋晓莉.港口电气工程设计中存在的常见问题和解决措施[J].珠江水运,2019(14):71-72.

[5]何骞.住宅供配电工程建设与维护问题分析[J].决策探索(中),2019(05):70-71.

[6]高阳,陈小妮.关于公路特大桥交通工程设计关键方案探讨[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(03):218-221.