[发明专利]一种充电桩滤波电容器的校核方法及装置

说明书

本发明涉及一种充电桩滤波电容器的校核方法及装置。所述方法包括：获取注入所述滤波电容器的最大基波电流有效值和各次谐波电流有效值；根据所述滤波电容器的额定电压和额定安装容量，计算所述滤波电容器的额定相电流；根据所述滤波电容器h次谐波有功损耗的等效电阻和所述滤波电容器的额定相电流，计算所述第h次谐波等效的基波电流有效值，其中，H为所述充电桩产生的最大谐波次数，h＝[2，H]，h和H均为正整数，且h≤H；根据所述滤波电容器的额定相电流、所述第h次谐波等效的基波电流有效值以及所述滤波电容器的最大基波电流有效值，对所述滤波电容器进行过电流校核。

技术领域

本发明涉电力系统谐波滤波技术领域，特别是涉及一种充电桩滤波电容器的校核方法及装置。

背景技术

随着电动汽车及其充电桩的快速发展，电动汽车充电桩成为电网中一类重要的非线性谐波源。电动车充电过程中，三相交流电经配电变压器降压后，经整流装置变为直流电，再通过DC/DC的高频功率变换器变换输出直流，再次滤波后为电动汽车蓄电池充电，其中整流环节、DC/DC变换环节等的开关元器件工作过程中均会向电网注入高次谐波，且随着电力电子技术的发展，充电桩中应用的电力电子变换器开关频率越来越高，导致充电桩注入电网的谐波频率越来越高；同时随着充电桩数量的增加，电网和充电桩交互影响，导致充电桩谐波发射水平也相应升高，充电桩带来的高频谐波问题受到人们的日益关注。

为了减小充电桩高频谐波对电网的污染，充电桩并入交流电网串联了入口滤波器，常见类型有L型滤波器和LCL滤波器，其中LCL滤波器对高频谐波的抑制效果更为理想，在充电桩系统中应用更为广泛。LCL滤波器中电容器是其关键元器件之一，电容器的安全稳定运行是确保LCL滤波器乃至充电桩系统安全稳定运行的关键。当大量高频谐波注入LCL滤波电容器，电力电容器因高频谐波产生电力损耗而发热，热量持续积累将会导致电力电容器因自身温度过高而发生故障，严重情况下使电容器烧毁，直接影响充电桩的安全稳定的运行。

为了保证LCL滤波器良好的滤波效果以及能够长期安全稳定运行，其设计和安全校核方法就显得尤为重要。为保证低压并联电容器应用的安全可靠性，电力电容器标准化组织编写并发布了很多有关电容器设计和校核的国家标准及行业标准，例如国标《GB12747.1-2017标称电压1 000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器》中21最大允许电流给出的规定是“电容器单元应适应于在线路电流方均根值为1.3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产生的电流下连续运行……”，该标准中未考虑基波电流和谐波电流对电容器发热的差异性。《GB/T 26868-2011高压滤波器设计与应用导则》中6.7.1.2过电流校核公式中也将谐波电流和基波电流等同考虑进行电容器过电流校核，低压系统工程应用中也一直按照这种方法对电容器进行过电流安全校核。

对于中压和低压设置的无功补偿和谐波滤波装置，流入其电容器的谐波电流均以低频为主，按照标准GB/T 26868-2011进行电容器过电流校核问题不大，但流入充电桩LCL滤波电容器的电流不仅含有基波电流，还含有大量的高频谐波电流，由于等值的高频和低频谐波电流造成电容器发热水平存在较大差异，电动汽车充电桩LCL滤波电容器过电流校核若仍按照国家标准给定的方法校核，存在电容器安全校核可以通过，但实际运行发热严重甚至烧毁的风险。

发明内容

基于此，有必要提供一种充电桩滤波电容器的校核方法及装置，考虑高频谐波电流的幅值和频率对LCL滤波电容器的影响，能够更加科学合理地对电容器进行校核，从而保证LCL滤波电容器和充电桩能够长期安全稳定可靠运行。

本发明实施例提供了一种充电桩滤波电容器的校核方法，包括：

获取注入所述滤波电容器的最大基波电流有效值和各次谐波电流有效值；

根据所述滤波电容器的额定电压和额定安装容量，计算所述滤波电容器的额定相电流；