光储式电动汽车充电站入网电能质量研究

王来辉

【摘 要】本文对光储式电动汽车充电站入网电能质量进行了全方位的分析，首先简要概述了光储充电站建设模式，其次论述了光储充电站入网电压偏差，接着阐释了光储充电站入网谐波分析，最后笔者在结合自身多年专业理论知识与实践操作经验的基础上提出了几点建设性的有效策略。希望本文可以在一定程度上为相关的专业学者提供参考与借鉴，如有不足之处，还望批评指正。

【关键词】光储式；电动汽车；充电站；入网电能质量；探究分析

1 光储充电站建设模式

1.1 光储充电站结构功能

近年来，电动汽车在我国步入了迅猛发展的黄金周，它已经逐步演变成为了人类所有交通工具中的最佳选择，它不仅能够使得资源利用率达到均衡与无污染，还有利于取得显著的环境及经济效益，光储充电站微网系统涵盖了双向电能计量系统、蓄电池储能单元、光伏并网发电单元，在阳光充足时，光储站为站用负荷供电且同时为储电池储能。另外，光储充电站控制系统结构采用的是集中控制层、就地控制层以及配电网调度层三层控制解决方案，光储充电站光伏发电系统综合考虑各种因素，设计选用分散型并网发电系统，它可以实现微网系统的故障快速保护以及防孤岛保护和功率调节，通过集中控制器实现对整个系统的集中控制，也可以在大电网故障或需要时与大电网断开孤网运行，将光伏组件产生的直流电直接变成交流电，进而并入配电网。

1.2 光储充电站管控模式

所谓的光储充电站管控模式不仅有利于提高光储充电站的运行与管理水平，还有利于提高工作效率的同时降低工作人员的劳动强度，管控系统是光储充电站安全运行的保障系统，整个管控系统包括安全管控、配电管控、计量计费管控、充电管控以及光伏管控系统，它主要采集充电蓄电池的工作状态信息及系统参数。此外，充电站的配电系统需要安装滤波装置来避免产生谐波污染，实时采集和记录配电系统的工作信息，通过对配电系统其他电气设备的监测来便利于数据的统一管理与共享，而安全管控系统能记录详细的事件信息，可以在发生异常情况时发出声光报警，在充电站通过充电机给电动汽车充电时，可以将用户消费的电量传回区域智能管控系统的结算中心。

2 光储充电站入网电压偏差分析

2.1 充电站入网后潮流及稳态电压

光储充电站在接入电网前应按照相关规定通过相关参数与实际情况来进行电压偏差仿真计算，它有利于保证光储充电站入网后电力系统的安全稳定运行，而其中的仿真模型可以进行电力系统稳态分析、故障分析以及机电暂态分析等各种繁琐复杂的分析计算，无论系统是大负荷还是小负荷运行情况下，由于光伏电站的接入可以改变系统潮流。此外，如果充电站是在正常工作运行时，它是不会对电网的稳态电压产生较大的影响的，因而光储式电动汽车充电站入网电能具有绿色环保的典型优势。

2.2 光储充电站最大容量估算

光伏电站的最大容量估算只考虑系统大负荷的情况即可，即使是系统小负荷时光伏电站的接入依据可以确保系统的高效正常运行，一般情况下，充电站只能通过充电机进行工作，而且变压器的传输功率不应该超过变压器额定容量的百分之八十，但是实际的母线电压偏差要比仿真所得到的母线电压偏差稍大些。另外，光储充电站最大容量估算要优先选用快速平滑、连续自动跟踪调节的滤波装置，还需要考虑同时加装无功补偿装置，进而从根本上改善系统的电能质量，变压器、变电机等吸收无功功率的设备也需要安装无功补偿，为了实现大中型光伏电站可以优先选择性能较优的SVG。

3 光储充电站入网谐波分析

3.1 光伏电站以及充电站入网谐波分析

一方面，光伏电站的并网逆变器为电流型逆变器，电流型逆变器的特征就是直流侧采用电感进行直流储能，从而使直流侧呈现高阻抗的电流源特性，该电流型逆变器使用的电子电子器件为IGBT，其控制信号由SPWM调制产生，光伏电站单独接入系统，平均出力在百分之五十左右，小于《电能质量公用电网谐波》规定的百分之五限值。另一方面，充电站入网谐波是由桥式MOSFET模块对三相交流电进行整流以实现为电动汽车蓄电池充电，充电机共装有12组MOSFET模块并联工作，具有强大的容错性，某个模块故障时不影响整机使用，谐波测取时充电机采用55A的充电电流对电动客车进行充电。

3.2 谐波治理

针对光储式电动汽车充电站入网电能质量中的谐波治理来讲，为了尽可能的减少供电电网的谐波问题，通常采用无源滤波装置或者是有源滤波装置，还可以增加换流设备的脉动数来在短时期内有效的消除幅值较大的低频项，进而将谐波电流的有效值控制在合理的范围之内。另外，采用动态无功补偿装置，在可行的情况下，可以在谐波源处装设动态无功补偿装置、静止无功补偿装置或者静止同步补偿装置，充电机是时变负荷，负荷特性变化快，滤波、无功补偿、调压要求有时难以协调，无源滤波难以满足各项要求，综合分析技术性、经济性等各方面因素，充电站采用有源滤波装置，有源滤波装置在启动后能连续自动运行，在系统谐波电流较小的情况下自动转入监控状态，而在系统谐波电流超过标准值时，自动转入补偿工作状态。

4 光储式电动汽车充电站入网电能质量的展望

随着我国科学技术水平的日新月异以及经济实力的迅猛提升，我国光伏发电系统以及电动汽车充电站的大规模广泛普及，光储式电动汽车充电站入网电能在我国有着广阔的市场前景，它在未来更倾向于研究光储充电站的最优化运行模式，规范光储充电站入网的运行条件逐步实现对光储充电站各个组成部分的能量流动进行科学管理。另外，在未来还会加装电压谐波抑制装置与无功补偿装置，促进电网朝着更加安全稳定、便捷高效的方向发展转化，深入的探究光伏发电站入网防孤岛效应，研究和制定光储充电站相关标准，进而促进电动汽车的改革创新与优化升级，实现经济的可持续发展。

5 结束语

综上所述，本文对光储式电动汽车充电站入网电能质量进行探究分析具有重要的现实性意义，近年来，随着我国经济实力的迅猛发展与城市化工业化进程的显著加快，虽然取得了丰厚的经济利润，但却是以牺牲环境质量为代价的，我国的能源耗竭日益严重且空气污染愈加恶劣，这在客观程度上要求实施生态环保与节能减排，光储式电动汽车充电站入网电能就是在此大的时代背景下应运而生的，它是以PSASP仿真软件为主要研究工具，，并对电压偏差进行仿真评估并进行实际数据的对比分析，旨在保护生态资源环境的同时促进社会经济的协调稳定可持续发展进步。

【参考文献】

[1]徐明宇.电动汽车充电站对配电网电能质量影响研究[J].沈阳工程学院，2016，（13）：247-249.

[2]趙传利.光储式电动汽车充电站入网电能质量研究[J].华北电力大学，2017，（6）：173-175.endprint