0引言
人們現在越來越重視能源和環(huán)境問題，綠色生活、綠色出行、節(jié)能環(huán)保不再只是宣傳口號，被人們確確實實地運用在生活上。因此，電動車汽車行業(yè)得到良好的發(fā)展機會，電動車汽車出行，減少環(huán)境污染，使人們出行便利。與此同時電動車汽車充電樁接入對諧波的影響，需要引起相關部門的重視，做好數據監(jiān)測，加大監(jiān)管力度，確保電網電能質量。分析電動車汽車充電樁介入對電網諧波的影響，可以更好地進行變量調控，做出的治理措施，讓理論知識得到驗證，在對電動車汽車充電樁工作運行時，對電網諧波影響可以得到的治理，讓電動車汽車行業(yè)可以得到良好的發(fā)展，促進我國經濟的發(fā)展。
電動車汽車充電樁諧波工作原理
電動車汽車行業(yè)的發(fā)展能夠的促進我國新能源的開發(fā)，節(jié)約國家資源，提升我國的經濟水平。電動車汽車充電設備引入的開展順利與否，關乎到電動車汽車行業(yè)的發(fā)展。電動車汽車充電樁的控制電路主要是嵌入式ARM處理器完成。充電樁在工作過程中，整體電流呈半波對稱，只有奇次諧波，沒有偶次諧波。諧波的規(guī)律公式為：6k±1（k是正整數）。根據充電樁的工作原理可以進行仿真模型實驗研究，探尋充電樁在工作過程中，對諧波的影響，找出的減少諧波影響的措施，為人們的基本生活需求提供一個保障，使電動車汽車行業(yè)與電力行業(yè)得到更好的發(fā)展。
電動車汽車充電樁接入對電網諧波的影響
大量電動汽車充電樁一旦接入到電網之中，會導致用電端部分承擔更多負荷，三相之間供電會出現交替，這樣就會造成諧波影響。具體而言，諧波指的是在電壓傳播的過程中，在電壓信號中夾雜的雜波信號。諧波可對電網內潮流計算性造成影響，促使網絡的消耗量增加。尤其是高壓設備會出現額外消耗。諧波給通信線路可以造成兩種影響，分別是靜電感應影響、電磁干擾影響。而多輸電線路不對稱運行時，則需對這兩種影響同時考慮。若輸電線路對稱運行，只需對高次諧波靜電感應效應予以考慮。從側面而言，諧波影響可以反映用電端給電網造成的污染，而充電樁動態(tài)污染，可對電網的安全、穩(wěn)定運行造成直接影響。電動車汽車充電樁接入對電網諧波的影響還體現在以下兩方面：（1）電動汽車的充電樁一旦接入到電網，因不同電動汽車的匯聚度不同、充電行為不同，一旦接入后，會對電網電壓水平造成影響。電壓改變會對電流造成影響，引發(fā)電流變化，而電網在低電壓狀態(tài)下運行時，可能會出現電網有功功率、無功功率增大，進而導致成本增加。（2）在電動汽車集中充電時，由于電量分配存在的限制，可導致電網承受較大用電負荷，這會對電力系統用電平衡造成影響。在分析充電樁對電網諧波造成的影響時，需建立仿真模型，展開細致化分析。
電動車汽車充電樁接入對電網諧波影響的解決措施
在接入電動汽車充電樁時，硬采取措施來減輕接入行為對電網諧波造成的影響，具體可從以下幾方面入手：
3.1使用12脈波整流電路
在電動車汽車充電樁仿真模型中接入12脈波整流電路，探究其是否可以減少對電網諧波的影響。在充電樁開始充電的前30分鐘，輸出功率大的時候進行試驗，可以得到配電網低壓側電流的波形，再對圖形進行加以分析，可以觀察到12脈波充電樁電壓、電流諧波的變化規(guī)律，得出其公式：12k±1（k是正整數），電流波形與正弦波相接近。12脈波整流比6脈波整流相比，減少對諧波的影響，大大降低低壓側總電流畸變的百分率，試驗有效地證明增加脈動數可以抑制諧波。
3.2使用PWM整流技術
建立PWM數學模型，在經過坐標的變換過程中，得到dp的數學模型，通過瞬間無功功率可以使電流內環(huán)進行前饋解耦，成功完成電壓、電流雙閉環(huán)直接電流控制的模型搭建。在PWM整流模型進行試驗過程中，發(fā)現功率因數可以進行調節(jié)，還可以的抑制諧波，地降低充電樁工作中對諧波的影響。在相同電壓的PWM整流模型試驗中，發(fā)現充電樁產生的諧波沒有明顯的規(guī)律變化，每次產生的諧波都各不相同。通過試驗證明使用PWM整流技術，可以抑制諧波，電流的低壓側總畸變率極低，使其能在單位功率因數下正常工作。
3.3添設無源濾波器
在配電網模型中，可以加入7次、5次單調諧濾波器與二階高通濾波器，在實驗操作中觀察低壓側電流的變化圖。從試驗得出的圖形數據中，發(fā)現當3中無源濾波器同時加入時，圖形變化情況形狀接近于正弦波形，低壓側畸變率的百分比降低許多，可見無源濾波器對諧波抑制能力有限。
3.4添設有源濾波器
在電動車汽車充電樁工作運行中，可以嚴重影響電流的畸變，因此，可以選擇并聯型濾波器，來進行電流跟蹤控制，確保減少其影響。在配電網模型中加入有源濾波器，可以觀察到電流波圖更加接近正弦波，電流總畸變百分率降到更小。有源電力濾波器可以在充電樁工作過程中起到動態(tài)抑制諧波，對變化的諧波進行跟蹤，有源過濾器對諧波的治理效果十分顯著，大大降低諧波，使電網可以得到正常運行。
3.5對四種治理諧波效果進行比較分析
通過將12脈波整流電路、PWM整流技術、添設無源濾波器、添設有源濾波器接入到仿真模型中，觀察在電動車汽車充電樁工作中，各自產生的電流總畸變率THD，得出如下圖表格數據。充電樁類型低壓側電流THD（%）高壓側電流THD（%）
通過試驗可以發(fā)現，PWM整流技術接入的充電樁設備，產生諧波少。在實際條件允許的情況下，可以使用這種方法，較少充電樁對諧波的影響。有源濾波器對諧波的治理也是十分，但其不能快速地跟蹤變化快的諧波電流，導致波形上有一些毛刺，需要對電路參數進行更合理的設置。
安科瑞充電樁收費運營云平臺
4.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數據采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
4.2應用場所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎設施設計。
4.3系統結構
4.3.1系統分為四層：
1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。
2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。
3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。
4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。
5）應客戶端層：系統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。
小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。
4.4安科瑞充電樁云平臺系統功能
4.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區(qū)充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。
4.4.2.實時監(jiān)控
實時監(jiān)視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。
4.4.3交易管理
平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。
4.4.4故障管理
設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。
4.4.5統計分析
通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。
4.4.6基礎數據管理
在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管
理在線卡用戶充值、凍結和解綁。
4.4.7運維APP
面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送。
4.4.8充電小程序
面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。
4.5系統硬件配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應國家節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、、安全的充電服務。實現對動力電池快速、、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。 |
互聯網版智能交流樁 | AEV-AC007D |
| 額定功率7kW，單相三線制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
10路電瓶車智能充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
2路智能插座 | ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
20路電瓶車智能充電樁 | ACX20A系列 |
| 20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電 |
落地式電瓶車智能充電樁 | ACX10B系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 |
智能邊緣計算網關 | ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網通 | ||
導軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協議 證書：MID/CE認證 |
導軌式電能計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規(guī)格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID/CE認證 |
無線計量儀表 | ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級 證書：CPA/CE認證 |
導軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證 |
面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D |
| 導軌式安裝，可實現短路限流滅弧保護、過載限流保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。 |
5結語
電動車汽車出行地便利人們日常出行，節(jié)約能源，避免能源消耗，對環(huán)境不會造成污染。充電樁設備，為電動車汽車的發(fā)展，提供良好的后備資源力量。電動車汽車充電樁設備的完善，關乎到電動車汽車能否普及的關鍵因素。因此，充電樁設備接入對諧波造成的影響，需要地制定出相應的措施，使電動車汽車行業(yè)可以得到良好發(fā)展，提高人們的生活質量。本文四種抑制諧波的方法，需要相關部門結合實際，采用符合實際情況的方法進行治理。
參考文獻
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[6]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版.
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