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赤果果的实例,为你揭露电能质量问题对充电站变压器设计带来的冲击!

 昵称2472300 2016-03-25


       电动汽车充电作为未来几年热门的电力建设行业,国务院在2015年发布需在2020年电动汽车充电设施满足500万辆充电需求。

       电动汽车充电站为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车所必须的重要配套基础设施。由于电动汽车充电站运营时需要高功率的电力供应支撑,因此在进行充电站布局规划时,要充分考虑电动汽车密度和充电需求。

       在这个过程中,电气设计就至关重要,特别是设计合适的变压器的容量,影响着整个充电站的正常运行。
        在此小编给大家普及个知识▼
充电站运行特点以及对配电网的影响
       由于电动汽车充电时间和充电量不可准确预测,因此,电动汽车在快速充电的过程中具有瞬时功率大、充电行为随机和间歇性的特点,大量电动汽车的出现势必将导致充电负荷的增加,影响电网中的负荷平衡。

       同时由于充电设备几乎都是非线性负载,在运行中会产生严重的电能质量问题,常规电网可能无法满足。

充电站有电能质量问题怎么办?

请戳→建充电站无法绕开的痛点——在最流行的电动汽车产业谈PQ

       当大量电动车出现同时充电的情况时,由于上述充电过程中会发生的各种不确定因素,导致配电网各种保护定值与机理也将随之发生变化,继而继电保护的设计也将因此变得较为复杂。如果电气系统设计不合理,配合不好将会导致保护误动,降低可靠性。
       因此充电站的建设需要架设专用的网络,而这就涉及到整个配电网改造的问题。
       今天小编将分享一个在建站过程中,变压器容量设计不合理而导致超负荷运行的真实案例。会导致什么不良后果?且看小编一一细数▼
项目背景:

P充电站的情况如下:
P充电站建站是计划配容量为1000KVA的变压器。
变压器的最佳工作点在75%到85%之间。
因此,通常设计师们会将充电站的充电桩总工作功率建议设计在800kW左右。
P站点选当时配了H公司的17台30kW一体式充电机,Z公司的2台60kW一体化充电机,以及S公司的2台60kW充电机,总功率即 17*30 2*60 2*60=750kW
从上面的计算结果来看750kW完全满足变压器支持的容量,计算结果堪称完美!
然而理想很丰满,现实却很骨感!
为啥骨感?且听小编一一道来:
1
市面上充电桩产品性能良莠不齐
由于目前正处于电动汽车爆发增长阶段,大量充电桩设备制造商涌入行业。在同一个充电站点中,运营商及建站方会选择不止一家厂商的充电设备,不同品牌的充电设备性能和指标各不相同。
2
行业里普遍充电设备的效率不高
好的充电桩要从多方面来评判,一款好的充电桩需具备高效率、高性能、低故障率和安全稳定运行的条件,而这对厂家的研发技术实力有着极高的要求。
但,进入充电设备行业的技术门槛并不高,导致充电桩品质良莠不齐,在这种情况下,行业内充电桩整机效率平均在90%左右。
在上述的现实条件下,开始进行计算:
STEP 1
在电站建设前我们当然一定要考虑最差运行环境的可能性,而电网电压正负波动一般在15%以内,因此我们取当电网欠压15%时的特别恶劣情况作为前提。
STEP 2
由于各厂家充电桩设计的规格及性能参差不齐,部分厂家设备谐波含量高达百分之三十,功率因数可能在0.88,我们取COSΦ=0.9。
STEP 3

整个站需要的功率为P=750kW,然而在上述情况下,实际真正要求的变压器输出的视在功率(S=P/COSΦ)为S=750kW/0.85/(1-15%)/0.9=1245.67KVA


1245.67KVA远超标于1000KVA,远远超标于设计时的建议带载功率800kW。

建设方悲催的发现,爆表了!!肿么办,再加一个变压器?不划算啊!
爆表的情况下,电网系统会采取各种保护措施,跳闸,中断充电行为等等,给充电站正常运行带来隐患。
但如果电站没有了电能质量问题,没有了谐波和无功。即使在最恶劣的电网电压条件下,视在功率的计算结果会变成S=750/0.9/(1-15%)=980KVA<1000KVA
综合上述情况:由于充电设备厂家技术性能不一致,性能较差的充电设备会严重影响电网质量,并影响变压器容量。导致充电站可能会出现超负荷运行,过载,过流,过热,跳闸,损坏电器设备,甚至起火等情况发生。
小编想了想,对于一个充电站,应该也没有比超出变压器容量更悲催的事了。
怎么解决这个问题呢?
在文章末尾出现什么,你懂的!
往下拉可以看到盛弘各业务线与电动汽车产业紧密相连,在新能源时代创造更大的价值。
   盛弘SEV智能一体化充电桩
盛弘SEV智能一体化充电桩 ,模块的PFC 采用三相三电平维也纳拓扑,DC-DC采用三相三电平LLC电路,功率因数可达0.99以上,THDi<5%。能改善电能质量,降低线路损耗,无须额外配置无功补偿和消谐装置。

盛弘SEV智能一体化充电桩安全等级为IP54,运行效率高达95%。

适用于国内任何型号电动汽车,充电功率范围覆盖60~360kW,并有一机一枪/两枪/四枪可选,支持并柜双充。

而针对大量的电动汽车应用和不同的充电需求,提供多种智能充电解决方案,快充、慢充、轮充、均充、群充、自动转换、无极调速各种充都妥妥儿的??合理分配各电动汽车充电功率及减少电动汽车充电排队时间,大幅度提高充电站的充电效率。


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当然已经安装好充电桩的站长们也不要发愁,如果发现充电站有电能质量问题,盛弘APF可为您一站式解决电能质量问题:
盛弘有源滤波器APF
盛弘APF系列产品具有谐波补偿、功率因数补偿和三相不平衡补偿等多种补偿功能,滤除2-61次任意次谐波同时改善电网功率因数,是治理电能质量问题完美解决方案。
产品系列:
400V APF系列:模块15/25/35/50/60/100/150A,系统200A~750A
480V APF系列:75A 150A 225A300A

690V APF系列:75A 150A 225A300A


盛弘静止无功发生器SVG
盛弘SVG系列产品用于补偿电网中低压侧无功功率,能够对电网所需的容性和感性无功功率进行快速跟踪补偿,有效减低电网线损提高设备使用效率。
产品系列:
400V SVG系列:30 kVar 、50kVar、100kVar
690V SVG系列:090kVar、180kVar、270kVar、360kVar

面对电动汽车呈爆发式增长,充电网络建设热潮兴起,盛弘各业务线与电动汽车产业紧密相连,践行能源互联网,在新能源时代创造更大的价值。


光储业务线
光储充一体化解决方案
30-500kW储能变流器、MW光伏逆变器、30~360kW智能充电桩
充电站储能即通过储能装置,在大量电动车同时驶来排队充电时,可调度储能集装箱拖车增加充电站的充电容量。另外,将太阳能和电网结合起来,储能装置将光伏发的电储存起来,电网负荷不够的时候,由储能装置对电动汽车进行充电。这样能很大程度解决过多电动车充电,对电网造成的过度负荷问题。
电池化成与检测业务线
动力电池检测设备
充电站配套设施:充电桩检测设备、V2G充放电一体设备
电动汽车的特殊安全性几乎全部与动力电池有关,对动力电池单体、模块以及系统的要求至关重要,电池检测是不可或缺的环节。
在充电站的配套领域,盛弘实现了为充电设备提供检测,提高充电站运行的安全系数。
另外,大规模的电动汽车的使用必将形成巨大的充电需求,V2G技术的一个特点是,能够将电池的充放电进行统一部署,利用“在用电波谷时段充电,波峰时段售电”这一高效的充放电策略,使电动汽车用户、电网企业以及汽车企业共享利益。


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