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1、第38卷第1期Vo.l38No.12010年1月Jan.2010电动汽车蓄电池充电对电力系统的影响及对策李俄收,吴文民(解放军汽车管理学院装备技术系,安徽蚌埠233011)摘要:提出了大量电动汽车蓄电池接入电网充电时,不仅加重了供电系统(用电高峰)的负担,而且还存在着谐波污染。前者可以用分步协调和集中协调的方法予以解决,后者则可以用选择新型充电设备、在电力系统中加装滤波器以及协调每个充电站充电器数量的方法加以缓解。关键词:电动汽车;蓄电池;电力系统作者简介:李俄收(1956),男,副教授,长期从事汽车构造教学和研究工作。
2、中图分类号:MT714文献标志码:A文章编号:10019529(2010)01010905InfluenceandCountermeasureofElectricVehicleBatteryChargingtoPowerSystemsLIEshou,WUWenmin(Equipmenttechnologydepartment,Peoplesliberationarmyautomobilemanagementcollege,Bengbu,Anhui233011)Abstract:Alargeamountofe
3、lectricvehiclebatteriesaccessingpowernetworknotonlyincreasetheloadofpowersupplysystem(electricitypeak),butalsocauseharmonicpollution.Theformercanberesolvedbydistributedcoordinationandpointcoordination;thelattercanberesolvedbychoosingnewchargingdevices,installingfil
4、tersinthepowersystems,aswellasdealingwithcoordinatingnumberofchargersineverychargingstation.Keywords:electricvehicle;battery;powersystem大批量的电动汽车蓄电池接入电网充电将对电流谐波大和变化效率低等。这种充电设备对电电力系统正常运行产生一定的影响。正面影响是网注入的谐波电流大,5次谐波电流含有率为在用电低谷对动力电池充电时,可以减少电网峰60%~69%,7次为40%~49%,11、13次为
5、10%谷差,提高配电系统设施的实际利用率,拓宽终端~13%,电流总畸变率达86.2%,此类充电机谐电能消费市场;负面影响是电动汽车蓄电池充电波污染太大,不适合接入公用电网。电压电流特设备的非线性,会产生很大的谐波电流(谐波电征波形如图1所示。流和谐波电压对电力系统的影响统称为谐波污染),对供电系统的电能质量带来不利影响;而且当电动汽车蓄电池在正常用电期或用电高峰期充电时,额外的充电电流需求会加重供电系统的负担。1充电设备产生的电网谐波污染的影响及对策图1早期充电机的典型电压电流波形1.1谐波污染的产生不控整流+DC/DC
6、变换器(有高频变压目前常用的充电设备有两种,一种是不控器)!形式的充电设备,由工频变压器、三相不控整流+斩波器!形式,另一种是不控整流+DC/整流和高频变压器隔离DC/DC变换器等组成,典DC变换器(有高频变压器)形式。型框图如图2所示。三相桥式不可控整流电路对不控整流+斩波器!属于早期产品,由工频三相交流电进行整流,滤波后为高频DC/DC功率变压器、不控整流和斩波器组成,特点是直流侧电变换器电路提供直流输入,功率变换器电路的输压纹波小、动态性能好、工频隔离、体积大、电网侧出经过输出滤波电路后,为动力蓄电池充电。特011020
7、10,38(1)点是直流侧电压纹波小、动态性能好、高频隔离、电压和欠电压等保护装置会产生错误报警,甚至体积小、电网侧电流谐波较大(30%左右)和变化跳闸。效率低等。这种充电设备的电压电流波形如图31.3应对谐波污染的可行措施所示,可以看出比前者有较大改善。但谐波电流1.3.1使用新式充电设备总畸变率仍高达26.5%,奇次谐波电流较大,特新式充电设备由PWM整流和高频隔离DC/别是5、7、11、13次谐波远大于GB/Z17625.6DC变换器组成,典型结构框图如图4所示。整流[1]2003规定的接入条件。侧采用PWM技术,
8、功率因数高,电网侧电流谐波较小,注入电网的电流总畸变率可以小于5%,相应各次谐波电流也小,高频隔离,装置体积小,输出纹波低,动态性能好,变换效率高。这种充电设备接入电网不需要加装谐波治理装置便可使用。但其结构复杂、成本高,工作性能仍需进一步完善。图2常用充电机一般结构框图图
