近年电动汽车和充电站起势迅猛,各地加大了新能源汽车充电站的建设力度;但由于电动汽车蓄电池充电是属非线性负荷,在充电过程中一定会有谐波产生。谐波产生后将传导至公共电网中,必然会引起线路发热量增加,变压器损耗增大;而且在充电站内部,对其他用电器也会造成影响,比如计量系统不准确(谐波分量也会按照电量计量)电子设备工作不正常等等。
从充电站工作原理来看,谐波主要来自充电机的整流模块,非车载充电机主回路主要由四部分组成,整流模块、DC/DC 功率变换模块、输出滤波模块和功率因数矫正模块,所以充电站的谐波主要是整流模块产生的。
惠州某大型商住综合体安装了大量慢充和20台柜式双枪大功率快充,每当中午时分充电高峰期时,配电房部分回路空开随机跳闸,后经机电维护组简单测量确定商用充电站运行时产生谐波,急需治理并将功率因数提高到0.95以上:
单机试运行解决方案:
序号 |
安装点 |
设备 |
滤波补偿类型 |
型号 |
设计容量 |
柜体尺寸 【宽*深*高】 |
Ⅰ |
充电桩输入端 |
最大电流220A,电流谐波总畸变率30%左右 |
设备级滤波器成套装置 |
Arted/4FL 100A |
220A |
特殊制定 |
测试仪器及执行标准
1、测试地点:220A充电桩设备的进线端及滤波器的进线端。
执行标准:
电能质量 公用电网谐波 GB/T 14549
电能质量 电压波动和闪变 GB/T 12326
电能质量 供电电压允许偏差 GB/T 12325
电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 15543
1、 设备级滤波器与充电桩进线端的电流对比

图表 1:各相平均电流有效值为175A(充电桩的进线端)
图表 2:各相平均电流有效值为165A(滤波装置的进线端)
由图表1可以看出在充电桩装置在正常运行状态下各相平均电流有效值为175A;由图表2可以看出滤波装置正常运行状态下各相平均电流有效值为165A,运行时的电流明显降低。
2、 滤波装置进线端与充电桩进线端的各相谐波电流含量对比
图表 3:各相谐波电流含量约为31.4%(充电桩的进线端)
图表 4:各相谐波电流含量约为4.5%(滤波装置进线端)
由图表3可以看出在充电桩装置在正常运行状态下各相谐波电流含量为31.4%;由图表4可以看出滤波装置在正常运行状态下各相谐波电流含量为4.5%,谐波电流含量有明显的降低。
3、 滤波装置进线端与充电桩进线端的各相功率因数对比
图表 5:各相平均功率因数为0.91(充电桩的进线端)

图表 6:各相平均功率因数为0.97(滤波装置进线端)
由图表5可以看出在充电桩装置在正常运行状态下各相功率因数为0.91;由图表6可以看出滤波装置在正常运行状态下各相功率因数为0.97,功率因数有明显的提高。
项目总结:
1) 滤波装置未运行时,电流为 175 A ,滤波装置运行后,电流为 165 A ;
2) 滤波装置投运后谐波电流含量有明显的降低,总平均谐波电流含量由装置运行前的 31.4% 降低到装置运行后的 4.5% ;
3) 滤波装置运行后对平均的功率因数提高有明显的效果,装置在运行前平均功率因数为 0.91 ;滤波装置运行后,平均功率因数为 0.97 ;
4) 滤波装置投运后,功率因数有明显的提高,降低了对客户变压器所需的损耗;而谐波电流含量大幅度减少,降低了充电桩产生的谐波及其对其他设备的影响,另一方面也提高了充电桩的安全运行系数。
综合评述:由测试数据对比可以看出,我方提供的设备级滤波器明显改善了需方设备的用电电能质量,符合客户的要求。