Quá trình điện hóa phương tiện giao thông đang thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các trạm sạc xe điện. Cùng với đó, các bộ sạc AC, DC công suất lớn, bộ chuyển đổi điện tử và hệ thống quản lý năng lượng ngày càng được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, những thiết bị này cũng làm gia tăng nguy cơ phát sinh sóng hài (Harmonics) trong hệ thống điện.
Nếu không được kiểm soát, sóng hài có thể làm giảm hiệu suất vận hành, gây nóng thiết bị, tăng tổn thất điện năng và ảnh hưởng đến tuổi thọ của toàn bộ hạ tầng sạc. Vì vậy, việc đánh giá và xử lý sóng hài là một nội dung quan trọng khi thiết kế cũng như vận hành trạm sạc xe điện.
Trong điều kiện lý tưởng, điện áp và dòng điện trên lưới điện có dạng sóng hình sin chuẩn ở tần số 50 Hz.
Sóng hài là các thành phần có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản, ví dụ:
Khi các thành phần này xuất hiện, dạng sóng điện sẽ bị méo, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng của hệ thống.
Không phải bản thân xe điện tạo ra sóng hài, mà nguyên nhân chủ yếu đến từ các thiết bị điện tử công suất sử dụng trong hệ thống sạc.
Các nguồn phát sinh phổ biến gồm:
Những thiết bị này sử dụng linh kiện bán dẫn để đóng cắt dòng điện ở tần số cao, từ đó tạo ra các thành phần sóng hài.
Nếu chỉ ở mức thấp, sóng hài thường không gây ảnh hưởng đáng kể. Tuy nhiên, khi tỷ lệ méo hài tăng cao, nhiều thiết bị trong hệ thống có thể bị tác động.
Sóng hài làm gia tăng tổn thất trong lõi thép và dây quấn máy biến áp.
Hậu quả có thể là:
Dòng điện chứa nhiều thành phần sóng hài làm tăng tổn thất trên đường dây.
Điều này dẫn đến:
Trong nhiều hệ thống điện, tụ bù được sử dụng để cải thiện hệ số công suất.
Tuy nhiên, nếu sóng hài lớn, tụ bù có thể:
Đây là một trong những sự cố phổ biến tại các hệ thống có nhiều tải phi tuyến.
Một số thiết bị bảo vệ có thể hoạt động không chính xác khi dạng sóng điện bị méo nhiều.
Điều này làm tăng nguy cơ:
Sóng hài làm phát sinh thêm tổn thất trên:
Điều này khiến doanh nghiệp tiêu thụ nhiều điện năng hơn để đạt cùng một hiệu quả vận hành.
Khi đánh giá chất lượng điện năng, chỉ số thường được sử dụng là THD (Total Harmonic Distortion).
THD thể hiện mức độ méo dạng của điện áp hoặc dòng điện do sóng hài gây ra.
Giá trị THD càng cao thì chất lượng điện năng càng giảm.
Việc theo dõi chỉ số này giúp doanh nghiệp phát hiện sớm các vấn đề và có giải pháp xử lý kịp thời.
Hiện nay, doanh nghiệp có thể sử dụng các thiết bị phân tích chất lượng điện năng để đo:
Việc đo kiểm định kỳ đặc biệt cần thiết đối với các trạm sạc công suất lớn hoặc hệ thống có nhiều bộ sạc DC hoạt động đồng thời.
Ngay từ giai đoạn thiết kế cần tính toán:
Một thiết kế phù hợp sẽ giúp hạn chế nhiều vấn đề ngay từ đầu.
Không nên để quá nhiều bộ sạc công suất lớn hoạt động trên cùng một nhánh cấp điện nếu không có phương án điều phối.
Việc phân bổ phụ tải giúp:
Hệ thống điều phối công suất thông minh có thể:
Giải pháp này không loại bỏ sóng hài nhưng góp phần giảm tác động đến hệ thống.
Đây là giải pháp được nhiều doanh nghiệp lựa chọn cho các hệ thống có tải phi tuyến lớn.
Active Harmonic Filter (AHF) có khả năng:
AHF đặc biệt phù hợp với:
Energy Management System (EMS) không chỉ quản lý năng lượng mà còn hỗ trợ theo dõi:
Kết hợp dữ liệu từ EMS với thiết bị phân tích chất lượng điện năng giúp doanh nghiệp quản lý hệ thống hiệu quả hơn.
Cloud Charging Platform có thể thu thập dữ liệu vận hành từ:
Thông qua nền tảng Cloud, người quản lý có thể phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường để phối hợp kiểm tra chất lượng điện năng khi cần thiết.
Trong các dự án hiện đại, việc thiết kế trạm sạc không chỉ tập trung vào công suất mà còn chú trọng đến chất lượng điện năng.
Các giải pháp thường được kết hợp gồm:
Sự phối hợp này giúp nâng cao độ ổn định, giảm tổn thất và tối ưu hiệu quả đầu tư lâu dài.
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ CYCLE ELECTRIC cung cấp các giải pháp hạ tầng sạc xe điện đồng bộ, có khả năng tích hợp cùng các hệ thống quản lý và tối ưu chất lượng điện năng.
Danh mục giải pháp bao gồm:
Đối với các dự án yêu cầu chất lượng điện năng cao hoặc có nhiều tải phi tuyến, doanh nghiệp cũng có thể kết hợp thêm giải pháp Active Harmonic Filter (AHF) để hỗ trợ kiểm soát sóng hài và nâng cao độ ổn định của hệ thống.
Sóng hài là một trong những yếu tố cần được quan tâm khi thiết kế và vận hành trạm sạc xe điện, đặc biệt ở các hệ thống sử dụng nhiều bộ sạc nhanh DC hoặc thiết bị điện tử công suất lớn. Việc đánh giá chất lượng điện năng, giám sát chỉ số THD và áp dụng các giải pháp như AHF, EMS hay điều phối công suất thông minh sẽ giúp doanh nghiệp giảm rủi ro, bảo vệ thiết bị và nâng cao hiệu quả khai thác hạ tầng sạc trong dài hạn.
Phòng 5.09 , Lầu 5, Tòa nhà ST Moritz , Số 1014 Phạm Văn Đồng , Phường Hiệp Bình, TPHCM
© 2024 Cycle Electric.
