В связи с быстрым развитием технологий возобновляемых источников энергии и электромобилей, область применения двунаправленного инверторного зарядного устройства ( Двунаправленное инверторное зарядное устройство ) как ключевого устройства, соединяющего источник питания и нагрузку, постоянно расширяется. Однако постепенно возникла возникшая проблема гармоник, создающая серьезные проблемы для стабильности энергосистемы и надежности оборудования.
Определение и причина гармоник
Гармоники относятся к формам сигналов тока или напряжения в энергосистеме с частотами, кратными основной частоте, обычно 50 Гц или 60 Гц. К гармоническим составляющим относятся различные частоты, превышающие основную частоту, например в 2 раза (100 Гц или 120 Гц), в 3 раза (150 Гц или 180 Гц) и т. д. Генерация гармоник тесно связана с рабочими характеристиками нелинейных нагрузок и коммутационных устройств. В процессе двунаправленного инверторного зарядного устройства, преобразующего постоянный ток в переменный ток, из-за особенностей его переключения часто возникают гармоники, что влияет на общую производительность системы.
Влияние гармоник на оборудование
Перегрев оборудования. Гармоники могут вызвать дополнительный нагрев внутри оборудования, особенно в таком оборудовании, как трансформаторы и двигатели. Увеличение гармонических составляющих приведет к увеличению действующего значения тока, в результате чего оборудование будет выделять больше тепла, чем обычно, во время работы, что не только сокращает срок службы оборудования, но также может создать угрозу безопасности.
Увеличение потерь мощности: дополнительный ток, вызванный гармониками, увеличит нагрев провода, что приведет к неэффективной передаче энергии и дополнительным потерям. Это явление не только снижает общую эффективность системы, но также может вызвать значительное увеличение затрат на электроэнергию, создавая экономическое бремя для предприятий.
Отказ электрооборудования. Гармоники высокого порядка могут привести к сбоям в электрооборудовании, особенно в ключевом оборудовании, таком как двигатели и трансформаторы. Наличие гармоник вызовет вибрацию и шум в оборудовании, увеличит механический износ и может вызвать преждевременный выход оборудования из строя, что приведет к ненужным затратам на простой в работе предприятия.
Сокращение срока службы батареи. В двунаправленных инверторных зарядных устройствах система управления батареями (BMS) должна эффективно обрабатывать гармоники во время зарядки и разрядки. Если уровень гармоник слишком высок, процесс зарядки и разрядки аккумулятора станет нестабильным, что повлияет на срок службы аккумулятора и его общую производительность.
Влияние гармоник на качество электроэнергии
Искажение формы сигнала напряжения. Наличие гармоник приведет к искажению формы сигнала напряжения, что повлияет на качество электроэнергии. Искажение формы волны напряжения может привести к неправильной работе оборудования, особенно чувствительного оборудования (например, компьютеров, медицинского оборудования и т. д.), что может привести к потере данных или выходу оборудования из строя.
Суммарные гармонические искажения (THD). Наличие гармоник приводит к увеличению индекса общих гармонических искажений (THD). THD является важным параметром для измерения искажения формы сигнала напряжения или тока. Слишком высокие значения THD не только повлияют на качество электроэнергии, но и могут помешать нормальной работе оборудования.
Стабильность сети: Увеличение гармоник может оказать негативное влияние на стабильность сети. Гармоники могут вызывать колебания в сети и даже вызывать сбои в работе сети и перебои в подаче электроэнергии. В случае крупномасштабного подключения к сети влияние гармоник особенно очевидно, что может снизить общую безопасность системы.
