浅谈充电桩系统对电能质量的影响

据相关报道,国家规划今年将建设90万个充电桩。据不完全统计，全国已有15个省份及45个城市出台了支持充电设施建设的政策，充电站的火热缺给电网带来了新的问题。

据《电动汽车科技发展十二五专项规划》，到2015年底建成40万个充电桩、2000个充换电站。可截至2014年底，全国仅建成了2.8万个充电桩和723座充电站，新能源汽车与充电桩两者之比约为4:1，远未达到1:1的标配。国家制定的“十三五”规划，又加大了充电桩和充电站的建设规模，到2020年，充电桩要达到450万个，充换电站要发展到1.2万座。

充电桩图

在如此高速发展的行业，国家有必要出台新的标准规范这个行业，提高资源利用，以达到高效发展。

2015年12月28日，质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门，在京发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准，新标准已经在2016年1月1日起实施，但新标准的实施真的就完全解决充电桩行业的问题了吗?

在安全性方面，新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能，细化了直流充电车端接口安全防护措施，明确禁止不安全的充电模式应用，能够有效避免发生人员触电、设备燃烧等事故，保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。

在兼容性方面，交直流充电接口型式及结构与原有标准兼容，新标准修改了部分触头和机械锁尺寸，但新旧插头插座能够相互配合，直流充电接口增加的电子锁止装置，不影响新旧产品间的电气连接，用户仅需更新通信协议版本，即可实现新供电设备和电动汽车能够保障基本的充电功能。

首先看下充电桩系统的原理示意图：

充电桩系统的原理示意图

充电桩系统是由变电与配电设备系统，充电设备系统，户外设备系统，监控层设备系统5大系统构成。电网传输过来的高压电压通过高压配电和变压器降压为低压电压，经过低压开关传输到充电桩，再由充电柜将电流整流，滤波，放大，让电压和电流达到了要求值。

新标准只是将行业更加规范化，标准化和统一化，但这主要是针对户外设备系统，即充电桩接口等方面，没有对电能质量做一个要求，所以充电桩行业常常遗漏了电能质量方面的问题，比如常见的不平衡、闪变、波动、谐波等，但谐波污染首当其中。

汽车用充电桩充电

谐波污染

汽车蓄电池成产过程中一般采用可控硅构成的三相桥式整流装置作为化成设备，但这些设备对电网造成了大功率电力电子非线性负载，从而引发电网产生大量的谐波污染。谐波问题对充电行业谐波危害更为直接：

1、 对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰，特别容易造成费用计算错误，导致费用偏离实际。

2、 谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。

3、 谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。

4、 谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

充电桩内部构造

充电桩行业如何解决谐波问题呢?

主要从以下4个方面处理：

1、 增装动态无功补偿装置，提高供电系统承受谐波的能力。

2、 加装滤波装置(包括无源滤波和有源滤波装置)。

3、 统一充电桩标准,选用抗干扰能力的核心控制模块。

4、 按照国家标准加强谐波管理，加装在线式电能质量监测装置。

如何选择在线式电能质量监测装置?

在线式电能质量监测装置必须按照DL/T1227-2013电能质量装置技术规范和GBT 19862-2005 电能质量 监测设备通用要求规范去设计与生产，并需要通过权威认证的产品方可能保证设备的可靠性和通用性。

ZLG致远电子E8000系列在线式电能质量监测装置，通过了开普实验室型式试验认证和IEC61850 规约一致性实验认证，精度完全符合IEC61000-4-30A 级标准。完全应对电能质量常见的谐波，闪变，波动，不平衡等问题，目前已通过广东、广西等地电科院的入网检测，广泛应用于全国各地各级变电站、高耗能企业、光伏行业、充电桩行业等行业现场电能质量的监测与分析。

充电桩监测报告