S rýchlym rozvojom obnoviteľnej energie a technológie elektrických vozidiel sa oblasť použitia obojsmernej invertorovej nabíjačky ( Obojsmerná invertorová nabíjačka ) ako kľúčové zariadenie spájajúce napájanie a záťaž sa neustále rozširuje. Následný harmonický problém sa však postupne objavil, čo predstavuje vážne problémy pre stabilitu energetického systému a spoľahlivosť zariadení.
Definícia a príčina harmonických
Harmonické sa týkajú prúdových alebo napäťových priebehov v napájacom systéme s frekvenciami, ktoré sú celočíselnými násobkami základnej frekvencie, zvyčajne 50 Hz alebo 60 Hz. Harmonické zložky zahŕňajú rôzne frekvencie vyššie ako základná frekvencia, napríklad 2-krát (100 Hz alebo 120 Hz), 3-krát (150 Hz alebo 180 Hz) atď. Generovanie harmonických úzko súvisí s pracovnými charakteristikami nelineárnych záťaží a spínacích zariadení. V procese obojsmernej invertorovej nabíjačky, ktorá konvertuje jednosmerný prúd na striedavý prúd, sa v dôsledku charakteristík jej spínacej činnosti často vnášajú harmonické zložky, ktoré ovplyvňujú celkový výkon systému.
Vplyv harmonických na zariadenie
Prehriatie zariadenia: Harmonické látky môžu spôsobiť dodatočné teplo vo vnútri zariadenia, najmä v zariadeniach, ako sú transformátory a motory. Nárast harmonických zložiek zvýši efektívnu hodnotu prúdu, čo spôsobí, že zariadenie počas prevádzky generuje viac tepla ako normálne, čo nielen skracuje životnosť zariadenia, ale môže spôsobiť aj bezpečnostné riziká.
Zvýšená strata výkonu: Dodatočný prúd spôsobený harmonickými zvýši zahrievanie drôtu, čo vedie k neúčinnému prenosu energie a ďalším stratám. Tento jav nielenže znižuje celkovú efektívnosť systému, ale môže spôsobiť aj výrazné zvýšenie nákladov na elektrickú energiu, čo prináša ekonomickú záťaž pre podniky.
Porucha elektrického zariadenia: Vysoké harmonické môžu spôsobiť poruchy elektrického zariadenia, najmä v kľúčových zariadeniach, ako sú motory a transformátory. Prítomnosť harmonických bude spôsobovať vibrácie a hluk v zariadení, zvýšiť mechanické opotrebovanie a môže spôsobiť predčasné zlyhanie zariadenia, čo prinesie zbytočné náklady na prestoje v podnikovej prevádzke.
Skrátená životnosť batérie: V obojsmerných invertorových nabíjačkách musí systém správy batérie (BMS) efektívne zvládať harmonické počas nabíjania a vybíjania. Ak je úroveň harmonických príliš vysoká, proces nabíjania a vybíjania batérie sa stane nestabilným, čo ovplyvní životnosť batérie a celkový výkon.
Vplyv harmonických na kvalitu energie
Skreslenie tvaru vlny napätia: Prítomnosť harmonických bude spôsobovať skreslenie tvaru vlny napätia, čo ovplyvní kvalitu napájania. Skreslenie priebehu napätia môže spôsobiť, že zariadenie nebude fungovať správne, najmä pokiaľ ide o citlivé zariadenia (ako sú počítače, lekárske zariadenia atď.), čo môže spôsobiť stratu údajov alebo poruchu zariadenia.
Celkové harmonické skreslenie (THD): Prítomnosť harmonických spôsobí zvýšenie indexu celkového harmonického skreslenia (THD). THD je dôležitý parameter na meranie skreslenia priebehov napätia alebo prúdu. Príliš vysoké hodnoty THD neovplyvnia len kvalitu napájania, ale môžu narušiť aj normálnu prevádzku zariadenia.
Stabilita siete: Nárast harmonických môže mať negatívny vplyv na stabilitu siete. Harmonické vlny môžu spôsobiť oscilácie v sieti a môžu dokonca spôsobiť poruchy siete a výpadky napájania. V prípade rozsiahleho pripojenia do siete je vplyv harmonických zvlášť zrejmý, čo môže znížiť celkovú bezpečnosť systému.
