S brzim razvojem tehnologije obnovljivih izvora energije i električnih vozila, polje primjene dvosmjernog inverterskog punjača ( Dvosmjerni inverterski punjač ) kao ključni uređaj za povezivanje napajanja i opterećenja stalno se širi. Međutim, postupno se pojavio harmonijski problem koji je iz toga proizašao, postavljajući ozbiljne izazove za stabilnost elektroenergetskog sustava i pouzdanost opreme.
Definicija i uzrok harmonika
Harmonici se odnose na valne oblike struje ili napona u elektroenergetskom sustavu s frekvencijama koje su cijeli umnošci osnovne frekvencije, obično 50 Hz ili 60 Hz. Harmonijske komponente uključuju različite frekvencije više od osnovne frekvencije, kao što su 2 puta (100 Hz ili 120 Hz), 3 puta (150 Hz ili 180 Hz), itd. Generiranje harmonika usko je povezano s radnim karakteristikama nelinearnih opterećenja i sklopnih uređaja. U procesu dvosmjernog inverterskog punjača koji pretvara istosmjerni u izmjenični, zbog karakteristika njegovog prekidačkog rada, često se uvode harmonici, koji utječu na ukupne performanse sustava.
Utjecaj harmonika na opremu
Pregrijavanje opreme: Harmonici mogu uzrokovati dodatnu toplinu unutar opreme, posebno u opremi kao što su transformatori i motori. Povećanje harmoničkih komponenti povećat će efektivnu vrijednost struje, uzrokujući da oprema tijekom rada generira više topline od normalne, što ne samo da skraćuje životni vijek opreme, već može uzrokovati i sigurnosne opasnosti.
Povećani gubitak snage: dodatna struja uzrokovana harmonicima će povećati zagrijavanje žice, što će rezultirati neučinkovitim prijenosom energije i dodatnim gubicima. Ova pojava ne samo da smanjuje ukupnu učinkovitost sustava, već također može uzrokovati značajno povećanje troškova električne energije, donoseći ekonomska opterećenja poduzećima.
Kvar električne opreme: Harmonici visokog reda mogu uzrokovati kvarove električne opreme, posebno u ključnoj opremi kao što su motori i transformatori. Prisutnost harmonika uzrokovat će vibracije i buku u opremi, povećati mehaničko trošenje i može uzrokovati preuranjeni kvar opreme, donoseći nepotrebne troškove zastoja u korporativnim operacijama.
Skraćeni vijek trajanja baterije: u dvosmjernim inverterskim punjačima, sustav upravljanja baterijom (BMS) treba učinkovito rukovati harmonicima tijekom punjenja i pražnjenja. Ako je razina harmonika previsoka, proces punjenja i pražnjenja baterije postat će nestabilan, što će utjecati na radni vijek baterije i ukupne performanse.
Utjecaj harmonika na kvalitetu električne energije
Izobličenje valnog oblika napona: Prisutnost harmonika uzrokovat će izobličenje valnog oblika napona, što će utjecati na kvalitetu električne energije. Izobličenje valnog oblika napona može uzrokovati neispravan rad opreme, posebno za osjetljivu opremu (kao što su računala, medicinska oprema itd.), što može uzrokovati gubitak podataka ili kvar opreme.
Ukupno harmonično izobličenje (THD): Prisutnost harmonika uzrokovat će povećanje indeksa ukupnog harmonijskog izobličenja (THD). THD je važan parametar za mjerenje izobličenja valnih oblika napona ili struje. Previsoke vrijednosti THD-a ne samo da će utjecati na kvalitetu energije, već također mogu ometati normalan rad opreme.
Stabilnost mreže: Povećanje harmonika može imati negativan utjecaj na stabilnost mreže. Harmonici mogu uzrokovati oscilacije u mreži i čak uzrokovati kvarove na mreži i nestanke struje. U slučaju povezivanja na veliku mrežu, utjecaj harmonika je posebno očit, što može smanjiti ukupnu sigurnost sustava.
