淺析電動汽車充電樁諧波的危害與治理

黃皓倫

（成都信息工程大學控制工程學院，四川 成都 610225）

目前我國的傳統資源面臨過度開發的問題，盡管我國是一個物產豐富的大國，但隨著目前的科技發展速度，遠不是古代的進程。因此，不開發新能源就只能“竭澤而漁”“坐吃山空”。綠色能源已經是當下熱議的話題，近些年來電動汽車逐漸普及開來，盡管目前還只是作為代步工具，沒辦法作為遠程運輸工具取代傳統汽車，但是作為新能源工具的代表，電動汽車還有很大的發展空間。隨著電動汽車的普及，也逐漸顯露出一些問題，例如充電樁諧波的問題，充電樁是為電動汽車提供電能的基礎設備，就目前電動汽車的發動設備來看，通常需要比加油站分布更密集的供電設備才能保障電動汽車的運輸職能。然而大量密集的供電充電樁在使用過程中有可能會產生諧波，諧波電流沖入電力系統很容易造成電力系統在一定程度上的癱瘓。

一、電動汽車概述

作為在人們生活生產過程中日益重要的交通工具汽車產業來說，用電能驅動汽車代替傳統能源驅動汽車已經成為大趨勢，并且近五年來電動汽車已經越來越普及了，隨著電動汽車的使用率逐漸上升，也漸漸暴露出電動汽車在替代傳統汽車的過程中的一些障礙。作為基礎設施來說，傳統汽車的發動機制造工藝比較成熟，通常加一次油可以跑的里程長達五百至六百公里不等。因此加油站通常比較分散，同時遍布全國各地，基礎設施已經相當完備。而電動汽車由于目前制造工藝的限制充一次電通常跑不出市區，這就需要提供大量的供電設備，才能保證電動汽車的運輸職能。

因此電動汽車充電樁分布比較密集，在目前的供電網絡中，這樣密集的充電樁很容易造成一定的問題。因此，大部分充電樁的接口都裝備有防雷電設備。所以以下重點討論充電樁的諧波污染問題。

二、電動汽車充電樁諧波的危害

電動汽車的電池主要靠電力供給，可循環利用，基本上是處于無污染使用狀態的，比傳統汽車的尾氣污染環保很多。不過盡管電動汽車有這么多優點，由于目前技術的限制，在使用過程中還是會造成一定的危害，例如充電樁諧波污染。

由于電動汽車能源動力遠不如傳統汽車能源動力續航時間長，因此對供源站的依賴性很強，為滿足電動汽車市場需求，目前很多一線城市都已經構架起了電動汽車供電網絡，基本上每隔幾千平方米面積內就有相應的充電樁，可以滿足電動汽車在市內運輸暢通無阻。但是如此密集的充電供能系統，對電力供應網絡造成很大的負荷，加之部分充電樁在使用過程中有可能會產生諧波電流，當諧波電流達到一定程度，很容易沖入電力系統，對電力運輸通路造成不小的破壞，因為諧波電流屬于“外來未知電流”，很容易影響到電力系統的電流電壓參數，使其超過容錯閾值，從概率學的角度講，當基數達到一定程度，小概率事件就會變成大概率事件，當諧波電流在同一電路網絡中的出現概率超過百分之八十的時候，就很大可能會造成電路系統的癱瘓，同時會沖擊正在使用電路網絡的電力設備，對市內生產生活造成很嚴重的損失。即使沒有明顯損失，也會降低電路網絡的電力供應效率，降低電能質量。

三、電動汽車充電樁諧波的治理

諧波污染對電力系統造成的影響很容易涉及生活生產中的各個方面，對于民眾生活來說，一旦諧波侵入民眾生活供電線路，很容易造成所連接的電器、電梯等設備出現故障，并且造成電費計算系統出現錯誤，為民眾帶來不必要的電費開支。對于社會服務來說，諧波增大電力系統中電流電壓參數，很容易燒壞供電系統基礎設施，同時也會對通信信號造成干擾，一旦電力系統對與使用系統的醫療、計算機設備的供應出現問題，甚至有可能造成很嚴重的安全事故。

因此，首先可以從充電樁的電源線入手，安裝EMI 濾波設備，從根源上阻止諧波沖入電力系統?？梢宰柚垢哳l信號對交流電的干擾。在電路系統的鋪設上也要有意識地規避這個問題，通過采取星狀線路架構可以有效地規避線路交叉，減少阻抗，也對濾波有很明顯的作用。目前很多地區已經采取了政策干擾，對充電樁諧波問題進行了專門的政策指導，從充電樁設計方面到電路系統的鋪設，內部因素外部因素相互配合，可以有效地規避諧波污染。

四、總結

隨著電動汽車的普及，電動汽車供電系統也暴露出一些問題，例如充電樁諧波不僅會使用戶支付高額電費，還可能導致電力系統污染，當諧波電流大到一定程度就會沖入電力系統，造成電力污染，導致電力系統的供電功率下降，同時作為不符合電路設計的“外來電流”，諧波電流也很容易燒壞電子機器內設電路板，損壞設備內部結構，為用戶造成不小的損失。同時諧波也很容易對正在充電的電動汽車造成威脅，破壞電動汽車的內部結構。當今電動汽車作為一種綠色能源驅動工具，是新能源的“領頭羊”，因此很有必要針對充電樁的劣勢進行一定的整改，從技術層面到政策層面都要為電動汽車的發展提供良好的生存空間，才有利于新能源的推廣。