Xóa bỏ lỗi hệ số công suất cho trạm sạc xe điện

Điều chỉnh hệ số công suất cho các trạm sạc xe điện phải tính đến đa dạng của bộ sạc, các sự kiện cắm cùng lúc, dòng hài hòa, các khoảng thời gian nghỉ và giới hạn của đồng hồ tiện ích. Một trạm có thể có hệ số công suất trung bình tốt trong khi tạo ra đỉnh dòng ngắn khi nhiều phương tiện bắt đầu sạc. Nó cũng có thể trở thành dẫn chiều trong đêm nếu tụ điện cố định vẫn còn kết nối sau khi phương tiện rời đi. Kế hoạch điều chỉnh nên phối hợp kiểm soát bộ sạc, công suất biến áp, thiết bị SVG hoặc APFC và chiến lược quản lý tải của trạm.

The Trang sản phẩm CNBYG SVG cung cấp bối cảnh cho hỗ trợ dòng phản ứng động. Chọn công suất và ưu tiên kiểm soát dựa trên các bộ sạc đo được, giới hạn điện áp được phê duyệt và chế độ vận hành của địa điểm, không chỉ dựa vào số chỗ đậu xe.

Các trạm sạc là tải điện tử biến đổi

Bộ sạc AC, bộ sạc nhanh DC, hệ thống thanh toán, chiếu sáng, thông gió và lưu trữ pin có thể chia sẻ cùng một biến áp. Bộ sạc có thể bắt đầu theo nhóm, tăng dòng, tạm dừng để giới hạn phương tiện hoặc theo giới hạn nhu cầu của địa điểm. Dạng sóng dòng vào và định nghĩa hệ số công suất của chúng có thể khác nhau theo mẫu mã. Ghi lại loại bộ sạc, công suất danh định, kết nối pha, chu kỳ nhiệm vụ và quy tắc quản lý tải.

Lập bản đồ các bảng phân phối bộ sạc, biến áp, đồng hồ chính, ngân hàng tụ, SVG, pin, hệ thống năng lượng mặt trời và kết nối tiện ích. Ghi lại trạng thái nghỉ, một bộ sạc, hoạt động bình thường, sạc đồng thời tối đa, chuyển đổi giới hạn nhu cầu và tải phụ qua đêm. Ghi kW, kvar, điện áp, dòng điện, PF, THD và các bậc hài riêng biệt tại PCC và nhóm bộ sạc đại diện.

Bảng quyết định điều chỉnh trạm EV

Xác định ranh giới của điện lực và thiết bị sạc

Nêu rõ mục tiêu là hệ số công suất (PF) thực, PF dịch chuyển, PF nhu cầu hay giá trị đặc thù của công력. Đánh dấu điểm đấu nối chung (PCC) và từng CT phân phối của thiết bị sạc. Màn hình thiết bị sạc có thể hiển thị PF tốt trong khi PCC bao gồm dòng điện từ hóa máy biến áp, chiếu sáng và một nhánh lộ khác. Ngược lại, việc hiệu chỉnh ở cấp độ thiết bị sạc có thể không cải thiện được ranh giới tính cước.

Kiểm tra tỷ lệ CT, pha, cực tính, tải và điện áp tham chiếu. So sánh các công tơ của thiết bị sạc, tủ điện chính và PCC với một thiết bị phân tích độc lập trong quá trình hoạt động của một thiết bị sạc và nhiều thiết bị sạc đồng thời. Hướng dẫn điều chỉnh dòng điện phản ứng SVG giải thích lý do tại sao ranh giới không chính xác có thể bị nhầm lẫn với vấn đề công suất.

Chọn hiệu chỉnh theo cấp hoặc động

Các tụ điện theo cấp có thể phù hợp với tải nền có thể dự đoán trước, nhưng chúng cần thời gian bật/tắt tối thiểu, thời gian xả và bảo vệ. Các trạm xe điện có thể chuyển từ đầy tải sang trạng thái không tải rất nhanh, vì vậy một cấp phù hợp trong đợt sạc có thể trở nên quá mức sau khi các phương tiện rời đi. Quy định cho ban đêm hoặc khi không tải là rất cần thiết.

SVG có thể theo dõi dòng điện phản kháng đang thay đổi và chia sẻ dòng điện với việc bù công suất hài hoặc không cân bằng. Hướng dẫn về điện áp lưới và công suất SVG giải thích lý do tại sao số kvar khả dụng thay đổi theo điện áp. Dành riêng dòng điện để lọc sóng hài khi dòng méo của thiết bị sạc đáng kể, đồng thời phối hợp SVG với bộ điều khiển nhu cầu của trạm để cả hai không cùng xử lý một sự kiện.

Tính toán kích thước dựa trên các kịch bản sạc đồng thời

Đo công suất tác dụng (kW) và công suất phản kháng (kvar) thực tế tại PCC ở các điều kiện: mật độ chiếm dụng thấp, mật độ chiếm dụng bình thường và sạc đồng thời tối đa. Ước tính nhu cầu phản kháng bằng:

[
Q_c = P\left(\tan(\cos^{-1}PF_1)-\tan(\cos^{-1}PF_2)\right)
]

Sử dụng quy ước dấu của PCC, sau đó kiểm tra dòng điện ở điện áp thấp nhất bằng (I_Q=Q/(\sqrt{3}V_{LL})). Cộng thêm dòng điện hài và không cân bằng cần được hỗ trợ. Không sử dụng số lượng thiết bị sạc làm hệ số nhân kvar trực tiếp; công suất thiết bị sạc, độ cân bằng pha, giới hạn nhu cầu và mật độ chiếm dụng sẽ quyết định cấu hình thực tế.

Bao gồm dòng điện khởi động máy biến áp, quá trình tăng công suất của thiết bị sạc và sự kiện giới hạn nhu cầu có kiểm soát. Nếu trạm có hỗ trợ năng lượng mặt trời hoặc pin lưu trữ, hãy thử nghiệm các chế độ nhập điện, xuất điện và vận hành đảo độc lập riêng biệt. Ghi lại tài liệu về những gì xảy ra khi SVG đạt giới hạn dòng điện: nới lỏng mục tiêu PF, giảm ưu tiên sóng hài, phát cảnh báo hoặc giữ lại giá trị an toàn cuối cùng.

Phối hợp điều khiển thiết bị sạc và hiệu chỉnh

Tạo một chuỗi thao tác cho việc cắm xe, tăng công suất sạc, hành động giới hạn nhu cầu, dừng sạc và trạng thái không tải qua đêm. Nêu rõ bộ điều khiển nào chịu trách nhiệm về mục tiêu PCC, thiết bị nào xử lý dòng điện hài và các cấp tụ điện nào bị khóa. Sử dụng vùng chết (deadband) và độ trễ để các xung sạc ngắn không gây ra hiện tượng đóng cắt lặp đi lặp lại.

Nếu trang web sử dụng bộ tạo, biến tần năng lượng mặt trời hoặc pin, hãy phối hợp các điều khiển phản ứng của chúng với trạm sạc EV. The Hướng dẫn về yêu cầu cài đặt SVG bao gồm việc làm mát, việc đưa cáp vào và việc tiếp cận dịch vụ. Danh sách kiểm tra khi vận hành SVG có thể cấu trúc CT, liên khóa, theo dõi và bằng chứng cảnh báo.

Các bài kiểm tra chấp nhận

Thử nghiệm một bộ sạc, nhiều bộ sạc bắt đầu cùng lúc, tối đa công suất, chuyển đổi giới hạn yêu cầu, dừng xe và tải phụ qua đêm. Ghi lại công suất đồng bộ kW, kvar, điện áp, dòng điện, lệch pha PF, PF thực, THD, thứ tự hài, trạng thái bộ sạc, trạng thái tụ điện, dòng SVG, nhiệt độ và cảnh báo. Xác nhận đồng hồ PCC thấy sự cải thiện dự định mà không dẫn hoạt động trong trạng thái nghỉ.

Lặp lại sau khi cập nhật firmware của bộ sạc, mô hình bộ sạc mới hoặc thay đổi quy tắc giới hạn yêu cầu. Đối với phương pháp đo lường, tham khảo Đơn vị trong danh mục IEC 61000-4-30 và tuân thủ các thông số kỹ thuật của thiết bị dự án.

Những sai lầm phổ biến cần tránh

Không điều chỉnh kích cỡ dựa trên số lượng cổng kết nối của trạm. Không sử dụng PF trung bình loại trừ sự kiện bắt đầu sạc. Không để tụ điện kết nối qua đêm mà không kiểm tra tải phụ. Không cho phép quản lý yêu cầu, bộ điều khiển bộ sạc và SVG sử dụng các giới hạn hoặc ưu tiên phản hồi khác nhau.

Một sai lầm khác là bỏ qua cân bằng pha và dòng hài. Trạm có thể hiển thị PF lệch hợp lý trong khi dòng RMS của biến áp vẫn cao. Lưu các cài đặt cũ, giá trị quay lại và dấu vết sạc đồng thời tối đa trước khi thay đổi mục tiêu.

Giữ hồ sơ vận hành bộ sạc

Ghi lại mô hình bộ sạc, firmware, công suất đầu vào định mức, kết nối pha, trạng thái xe, giá trị giới hạn yêu cầu và mức độ sử dụng cho mỗi lần thử nghiệm. Lưu trữ các dấu vết PCC và đường dây cấp nguồn đồng bộ với kW, kvar, PF thực, PF lệch, THD, điện áp, dòng điện, trạng thái tụ điện và đầu ra SVG. Đánh dấu bắt đầu và kết thúc mỗi chu kỳ sạc và khoảng thời gian yên tĩnh sau khi xe rút phích cắm.

Xem xét hồ sơ sau khi cập nhật mô hình bộ sạc mới, thay đổi chính sách yêu cầu của trang web, thay đổi cài đặt biến áp hoặc cập nhật truyền thông. Một trạm ổn định với sáu bộ sạc có thể hoạt động khác biệt khi bắt đầu cùng lúc mười hai. Nếu SVG đạt giới hạn dòng, hãy ghi lại quyết định ưu tiên và PF cùng THD kết quả thay vì che giấu giới hạn sau một mục tiêu cạnh tranh hơn.

Sử dụng thử nghiệm theo giai đoạn. Đầu tiên xác nhận giới hạn PCC với bộ điều chỉnh bù tắc nghẽn bị vô hiệu hóa. Sau đó thử nghiệm một bộ sạc, nhiều bộ sạc, giới hạn yêu cầu và hoạt động trong trạng thái nghỉ. Thay đổi chỉ một cài đặt bộ điều khiển mỗi lần và giữ giá trị trước đó để quay lại. Điều này tạo ra bằng chứng có thể lặp lại bởi ca làm việc khác và ngăn chặn PF trung bình hàng ngày che khuất một sự kiện sạc ngắn nhưng quan trọng.

Hồ sơ cuối cùng nên ghi rõ các tổ hợp bộ sạc đã thử nghiệm, phạm vi sử dụng và giới hạn yêu cầu, phạm vi điện áp, bộ điều khiển hoạt động, các giai đoạn bị chặn và quyết định chấp nhận chính xác. Nếu sự kiện đồng thời tối đa không khả dụng, hãy ghi lại kịch bản thiếu và không trình bày dấu vết sử dụng bình thường như trường hợp xấu nhất của trạm.

Giữ nguyên cơ sở thời gian của bộ phân tích, khoảng thời gian trung bình và dữ liệu telemetry của bộ sạc cùng hồ sơ. Trung bình yêu cầu ở cấp trạm có thể che giấu một đợt sạc ngắn. Kiểm tra lại kế hoạch bất cứ khi nào quy tắc yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ, firmware bộ sạc hoặc lịch trình quản lý tải thay đổi.

Record whether the charger group was under normal or emergency demand control. A reduced-current fallback can change both the active-power profile and the measured reactive requirement.

Keep the vehicle mix with the trace because different onboard chargers can respond differently.

Các câu hỏi thường gặp

Mỗi bộ sạc EV có cần tụ điện cục bộ không?

Không. Nhu cầu phụ thuộc vào thiết kế bộ sạc, PF thực, dòng hài, quy tắc PCC và tổng tải của trạm. Tụ điện cục bộ có thể gây rủi ro nếu việc chuyển đổi không được phối hợp.

Tại sao PF thay đổi khi giới hạn nhu cầu hoạt động?

The charger group changes active power and current at the same time. The compensator may also be responding, so synchronized traces and explicit control priorities are required.

Một SVG có thể xử lý các thay đổi nhanh của bộ sạc không?

Nó có thể cung cấp dòng điện động khi phản hồi, nhiệm vụ nhiệt, khả năng điện áp và ưu tiên hàm số được xác nhận. Nó vẫn phải được định kích thước ở điện áp thấp nhất và sự kiện đồng thời khó nhất.

Kiểm tra chấp nhận nên bao gồm những gì?

Include one charger, simultaneous starts, demand-cap transitions, stops and overnight idle, with PCC and feeder readings, THD, controller state, alarms and capacitor/SVG status.

Kết luận

Power factor correction for EV charging stations is a variable electronic-load problem. Define the PCC, measure simultaneous charging and idle states, separate true and displacement PF, and coordinate capacitors, SVG and demand management. Validate the hardest charging wave and the quiet overnight period before accepting the target.

Video trung lập: nền có hệ số công suất

Bài giảng NPTEL dưới đây cung cấp bối cảnh giáo dục trung lập về hệ số công suất và công suất phản kháng. Bài giảng này không phải là khuyến nghị về sản phẩm.