Cómo resolver el problema de la hundición de voltaje en las estaciones de carga de vehículos eléctricos a través de la optimización de compensación de potencia reactiva？

Con la adopción generalizada de vehículos eléctricos, las estaciones de carga, como la infraestructura más esencial para los viajes a larga distancia de vehículos eléctricos, han enfrentado durante mucho tiempo problemas inestables de calidad de energía, como SAGS de voltaje. La caída de voltaje en las estaciones de carga de vehículos eléctricos no solo afecta la eficiencia de carga de los cargadores, sino que también puede dañar los cargadores mismos, acortando su vida útil. Como fabricante de equipos de compensación de potencia reactiva de bajo voltaje,Geyue Electrices muy consciente del papel crucial de reactivocompensación de poderTecnología para abordar este tema de la caída de voltaje en estaciones de carga de vehículos eléctricos. En el siguiente texto, nuestro ingeniero eléctrico principal discutirá las razones de las hundencias de voltaje en las estaciones de carga de vehículos eléctricos, el principio de compensación de energía reactiva y su aplicación en las estaciones de carga de vehículos eléctricos, proporcionando una solución factible de optimización de factor de potencia para esta predicamento en la industria de los vehículos eléctricos.

Análisis del impacto y las causas de la caída de voltaje en las estaciones de carga

Las hundimas de voltaje se refieren a una caída repentina en el valor efectivo de voltaje dentro de un corto período de tiempo. Este fenómeno generalmente dura medio ciclo a aproximadamente un minuto. Una caída repentina en el voltaje plantea desafíos considerables para las estaciones de carga de vehículos eléctricos. Estas fluctuaciones pueden interrumpir el proceso de carga en las estaciones de carga, causando suministro de energía inestable para los cargadores y los tiempos de carga prolongados, reduciendo así la experiencia del usuario para quienes cargan sus vehículos. Lo más serio es que las caídas de voltaje repetidas pueden dañar los componentes electrónicos de potencia crítica dentro de los cargadores en las estaciones de carga, como los módulos bipolares de puerta aislados (IGBT) y los condensadores de CC, etc. En resumen, los SAG de voltaje representan una grave preocupación por el rendimiento a largo plazo y la satisfacción del usuario asociada con las estaciones de carga EV.

El experimento ha demostrado que la causa principal de la caída repentina en el voltaje en la estación de carga radica en las características repentinas y no lineales de la carga de carga. Cuando múltiples vehículos eléctricos en la estación de carga comienzan a cargar simultáneamente o ajustan su potencia de carga simultáneamente, la carga de carga causará un cambio brusco en la corriente en el circuito de carga, lo que dará como resultado una caída repentina en el voltaje a través de la impedancia de la línea. Además, la etapa de rectificación de la pila de carga generará una gran cantidad de armónicos. La corriente armónica formada en la impedancia del sistema deteriorará aún más la calidad de voltaje. Las fallas en el lado de la red eléctrica, como el cortocircuito de circuito o el inicio del motor grande, también se extenderán a la estación de carga a través de la red de distribución, lo que provocará una caída repentina en el voltaje.

El principio básico de la tecnología de compensación de potencia reactiva

La tecnología de compensación de potencia reactiva regula el nivel de voltaje y mejora el factor de potencia al inyectar o absorber la potencia reactiva en el sistema de potencia. En los circuitos de corriente alterna (AC), la relación de fase entre el voltaje y la corriente da lugar a la potencia activa y reactiva. Específicamente, cuando la corriente se retrasa detrás del voltaje, la carga comienza a absorber la potencia reactiva. Por el contrario, si la corriente es mayor que el voltaje, la carga comienza a suministrar energía reactiva al sistema. Por lo tanto, mientras el flujo de potencia reactiva se maneje adecuadamente, el voltaje del sistema puede estar regulado de manera más efectiva.

El compensador VAR estático (SVC) y el compensador síncrono estático (STATCOM) son dos tipos típicos y comúnmente utilizados de dispositivos de compensación de potencia reactiva. Las tecnologías de compensación de potencia reactiva empleadas por estos dos dispositivos pueden suprimir efectivamente las fluctuaciones de voltaje en el circuito y mejorar la estabilidad del sistema de energía. Específicamente, SVC proporciona una potencia reactiva ajustable continua ajustando la combinación de reactores controlados por tiristor y condensadores fijos; Mientras que Statcom emplea tecnología de conversión de fuente de voltaje, responde más rápidamente a los cambios del sistema y proporciona una compensación de potencia reactiva más precisa.

Diseño de esquema de compensación de potencia reactiva para estaciones de carga

Para abordar las necesidades únicas de las estaciones de carga de vehículos eléctricos, Geyue Electric considera exhaustivamente criterios clave, como la velocidad de respuesta, la precisión de la compensación y la confiabilidad del sistema antes de lanzar cada solución de compensación de energía reactiva. Para las grandes estaciones de carga centralizadas, recomendamos una solución de compensación de potencia reactiva que combine STATCOM con filtros de potencia activos. STATCOM proporciona un rápido soporte de potencia reactiva y mantiene la estabilidad del voltaje del bus, mientras que los filtros de potencia activos filtran armónicos de alto orden generados mediante la carga de pilas, mejorando la calidad de la potencia del sistema.

Para los grupos de la estación de carga distribuida, recomendamos una estrategia de compensación escalonada. Un módulo de compensación de potencia reactiva de pequeña capacidad está integrado en cada pila de carga para una compensación local rápida, mientras que los dispositivos de compensación centralizada se instalan en el lado del transformador de distribución para proporcionar soporte de potencia reactiva regional. Este enfoque combinado distribuido y centralizado cumple con los requisitos de respuesta rápida al tiempo que logran una compensación rentable.

La capacidad de compensación debe determinarse en base a la potencia de carga simultánea máxima de la estación de carga, el rango de variación del factor de potencia y la capacidad de cortocircuito de la cuadrícula. En general, la capacidad de compensación debe diseñarse para ser 1.2-1.5 veces la demanda de energía reactiva máxima de la estación de carga, dejando un margen para las fluctuaciones de carga. Al mismo tiempo, el tiempo de respuesta del dispositivo de compensación debe ser inferior a 10 ms para suprimir de manera efectiva el hundido de voltaje.

Estrategias de implementación de compensación de potencia reactiva en estaciones de carga

La ubicación del dispositivo de compensación de potencia reactiva dentro de una estación de carga afecta significativamente su efectividad. La ubicación de instalación óptima suele estar en el punto de conexión común (PCC) del sistema de distribución de energía de la estación de carga, lo que permite el monitoreo y el control de la calidad de voltaje en toda la estación. Para grandes estaciones de carga, Geyue Electric recomienda que los ingenieros consideren agregar puntos de compensación en las ramas de distribución principales durante la construcción de la estación para lograr el control zonado.

Con respecto a la estrategia de control, recomendamos que las estaciones de carga adopten el algoritmo de potencia reactiva de tipo voltaje (VQC). Este algoritmo puede monitorear el voltaje del sistema y la potencia reactiva en tiempo real, y usar la lógica difusa o la tecnología de control predictivo para ajustar dinámicamente la salida del equipo de compensación. En comparación con el simple control del factor de potencia, VQC puede hacer frente mejor a la aleatoriedad y la volatilidad durante el proceso de carga de los vehículos eléctricos, proporcionando así un soporte de voltaje más estable.

Al integrar el sistema de compensación de potencia reactiva, es crucial coordinar cuidadosamente con el sistema de gestión de energía de la estación de carga. El equipo de compensación de potencia reactiva debe poder recibir las instrucciones de programación del sistema superior y cargar simultáneamente su estado operativo en tiempo real. Esta capacidad de comunicación bidireccional permite el equipo de compensación no solo hacer frente a las variaciones de voltaje local, sino también participar en la optimización general de la estación de carga.

Adoptando el reactivo apropiadocompensación de poderSolución, la estación de carga del vehículo eléctrico mejorará significativamente la estabilidad de voltaje del sistema de carga, proporcionando así servicios de carga más seguros y confiables para los propietarios de vehículos eléctricos. Geyue Electric, como proveedor líder de soluciones de compensación de energía reactiva, se ha comprometido a desarrollar las últimas tecnologías de compensación de energía reactiva para la nueva industria energética. A través de la investigación y el desarrollo continuos, nuestra compañía ha lanzado continuamente soluciones de compensación de potencia reactiva más inteligentes y eficientes específicamente para la infraestructura de carga. Creemos que nuestra experiencia en compensación de energía reactiva puede contribuir al desarrollo constante de la industria de los vehículos eléctricos. Si su estación de carga requiere una solución integral y profesional de gestión de voltaje, comuníquese con el equipo de ingeniería de Geyue Electric.  Comuníquese con info@gyele.com.cn para discutir sus requisitos.