光儲式電動汽車充電站入網電能質量研究

王來輝

【摘 要】本文對光儲式電動汽車充電站入網電能質量進行了全方位的分析，首先簡要概述了光儲充電站建設模式，其次論述了光儲充電站入網電壓偏差，接著闡釋了光儲充電站入網諧波分析，最后筆者在結合自身多年專業理論知識與實踐操作經驗的基礎上提出了幾點建設性的有效策略。希望本文可以在一定程度上為相關的專業學者提供參考與借鑒，如有不足之處，還望批評指正。

【關鍵詞】光儲式；電動汽車；充電站；入網電能質量；探究分析

1 光儲充電站建設模式

1.1 光儲充電站結構功能

近年來，電動汽車在我國步入了迅猛發展的黃金周，它已經逐步演變成為了人類所有交通工具中的最佳選擇，它不僅能夠使得資源利用率達到均衡與無污染，還有利于取得顯著的環境及經濟效益，光儲充電站微網系統涵蓋了雙向電能計量系統、蓄電池儲能單元、光伏并網發電單元，在陽光充足時，光儲站為站用負荷供電且同時為儲電池儲能。另外，光儲充電站控制系統結構采用的是集中控制層、就地控制層以及配電網調度層三層控制解決方案，光儲充電站光伏發電系統綜合考慮各種因素，設計選用分散型并網發電系統，它可以實現微網系統的故障快速保護以及防孤島保護和功率調節，通過集中控制器實現對整個系統的集中控制，也可以在大電網故障或需要時與大電網斷開孤網運行，將光伏組件產生的直流電直接變成交流電，進而并入配電網。

1.2 光儲充電站管控模式

所謂的光儲充電站管控模式不僅有利于提高光儲充電站的運行與管理水平，還有利于提高工作效率的同時降低工作人員的勞動強度，管控系統是光儲充電站安全運行的保障系統，整個管控系統包括安全管控、配電管控、計量計費管控、充電管控以及光伏管控系統，它主要采集充電蓄電池的工作狀態信息及系統參數。此外，充電站的配電系統需要安裝濾波裝置來避免產生諧波污染，實時采集和記錄配電系統的工作信息，通過對配電系統其他電氣設備的監測來便利于數據的統一管理與共享，而安全管控系統能記錄詳細的事件信息，可以在發生異常情況時發出聲光報警，在充電站通過充電機給電動汽車充電時，可以將用戶消費的電量傳回區域智能管控系統的結算中心。

2 光儲充電站入網電壓偏差分析

2.1 充電站入網后潮流及穩態電壓

光儲充電站在接入電網前應按照相關規定通過相關參數與實際情況來進行電壓偏差仿真計算，它有利于保證光儲充電站入網后電力系統的安全穩定運行，而其中的仿真模型可以進行電力系統穩態分析、故障分析以及機電暫態分析等各種繁瑣復雜的分析計算，無論系統是大負荷還是小負荷運行情況下，由于光伏電站的接入可以改變系統潮流。此外，如果充電站是在正常工作運行時，它是不會對電網的穩態電壓產生較大的影響的，因而光儲式電動汽車充電站入網電能具有綠色環保的典型優勢。

2.2 光儲充電站最大容量估算

光伏電站的最大容量估算只考慮系統大負荷的情況即可，即使是系統小負荷時光伏電站的接入依據可以確保系統的高效正常運行，一般情況下，充電站只能通過充電機進行工作，而且變壓器的傳輸功率不應該超過變壓器額定容量的百分之八十，但是實際的母線電壓偏差要比仿真所得到的母線電壓偏差稍大些。另外，光儲充電站最大容量估算要優先選用快速平滑、連續自動跟蹤調節的濾波裝置，還需要考慮同時加裝無功補償裝置，進而從根本上改善系統的電能質量，變壓器、變電機等吸收無功功率的設備也需要安裝無功補償，為了實現大中型光伏電站可以優先選擇性能較優的SVG。

3 光儲充電站入網諧波分析

3.1 光伏電站以及充電站入網諧波分析

一方面，光伏電站的并網逆變器為電流型逆變器，電流型逆變器的特征就是直流側采用電感進行直流儲能，從而使直流側呈現高阻抗的電流源特性，該電流型逆變器使用的電子電子器件為IGBT，其控制信號由SPWM調制產生，光伏電站單獨接入系統，平均出力在百分之五十左右，小于《電能質量公用電網諧波》規定的百分之五限值。另一方面，充電站入網諧波是由橋式MOSFET模塊對三相交流電進行整流以實現為電動汽車蓄電池充電，充電機共裝有12組MOSFET模塊并聯工作，具有強大的容錯性，某個模塊故障時不影響整機使用，諧波測取時充電機采用55A的充電電流對電動客車進行充電。

3.2 諧波治理

針對光儲式電動汽車充電站入網電能質量中的諧波治理來講，為了盡可能的減少供電電網的諧波問題，通常采用無源濾波裝置或者是有源濾波裝置，還可以增加換流設備的脈動數來在短時期內有效的消除幅值較大的低頻項，進而將諧波電流的有效值控制在合理的范圍之內。另外，采用動態無功補償裝置，在可行的情況下，可以在諧波源處裝設動態無功補償裝置、靜止無功補償裝置或者靜止同步補償裝置，充電機是時變負荷，負荷特性變化快，濾波、無功補償、調壓要求有時難以協調，無源濾波難以滿足各項要求，綜合分析技術性、經濟性等各方面因素，充電站采用有源濾波裝置，有源濾波裝置在啟動后能連續自動運行，在系統諧波電流較小的情況下自動轉入監控狀態，而在系統諧波電流超過標準值時，自動轉入補償工作狀態。

4 光儲式電動汽車充電站入網電能質量的展望

隨著我國科學技術水平的日新月異以及經濟實力的迅猛提升，我國光伏發電系統以及電動汽車充電站的大規模廣泛普及，光儲式電動汽車充電站入網電能在我國有著廣闊的市場前景，它在未來更傾向于研究光儲充電站的最優化運行模式，規范光儲充電站入網的運行條件逐步實現對光儲充電站各個組成部分的能量流動進行科學管理。另外，在未來還會加裝電壓諧波抑制裝置與無功補償裝置，促進電網朝著更加安全穩定、便捷高效的方向發展轉化，深入的探究光伏發電站入網防孤島效應，研究和制定光儲充電站相關標準，進而促進電動汽車的改革創新與優化升級，實現經濟的可持續發展。

5 結束語

綜上所述，本文對光儲式電動汽車充電站入網電能質量進行探究分析具有重要的現實性意義，近年來，隨著我國經濟實力的迅猛發展與城市化工業化進程的顯著加快，雖然取得了豐厚的經濟利潤，但卻是以犧牲環境質量為代價的，我國的能源耗竭日益嚴重且空氣污染愈加惡劣，這在客觀程度上要求實施生態環保與節能減排，光儲式電動汽車充電站入網電能就是在此大的時代背景下應運而生的，它是以PSASP仿真軟件為主要研究工具，，并對電壓偏差進行仿真評估并進行實際數據的對比分析，旨在保護生態資源環境的同時促進社會經濟的協調穩定可持續發展進步。

【參考文獻】

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