Com o rápido desenvolvimento da energia renovável e da tecnologia de veículos elétricos, o campo de aplicação do carregador inversor bidirecional ( Carregador Inversor Bidirecional ) como um dispositivo chave que conecta a fonte de alimentação e a carga está em constante expansão. No entanto, o problema harmónico que se seguiu emergiu gradualmente, colocando sérios desafios à estabilidade do sistema de energia e à fiabilidade dos equipamentos.
Definição e causa de harmônicos
Harmônicos referem-se a formas de onda de corrente ou tensão no sistema de potência com frequências que são múltiplos inteiros da frequência fundamental, geralmente 50 Hz ou 60 Hz. Os componentes harmônicos incluem várias frequências superiores à frequência fundamental, como 2 vezes (100 Hz ou 120 Hz), 3 vezes (150 Hz ou 180 Hz), etc. A geração de harmônicos está intimamente relacionada às características de trabalho de cargas não lineares e dispositivos de comutação. No processo de conversão do carregador inversor bidirecional de CC para CA, devido às características de sua operação de comutação, muitas vezes são introduzidos harmônicos, afetando assim o desempenho geral do sistema.
Impacto dos Harmônicos nos Equipamentos
Superaquecimento do equipamento: Harmônicos podem causar calor adicional no interior do equipamento, especialmente em equipamentos como transformadores e motores. O aumento dos componentes harmônicos aumentará o valor efetivo da corrente, fazendo com que o equipamento gere mais calor do que o normal durante a operação, o que não só encurta a vida útil do equipamento, mas também pode causar riscos à segurança.
Aumento da perda de energia: A corrente adicional causada pelos harmônicos aumentará o aquecimento do fio, resultando em transmissão de energia ineficaz e perdas adicionais. Este fenómeno não só reduz a eficiência global do sistema, mas também pode causar um aumento significativo nos custos de electricidade, trazendo encargos económicos para as empresas.
Falha de equipamento elétrico: Harmônicos de alta ordem podem causar falhas em equipamentos elétricos, especialmente em equipamentos importantes, como motores e transformadores. A presença de harmônicos causará vibração e ruído nos equipamentos, aumentará o desgaste mecânico, podendo causar falhas prematuras dos equipamentos, trazendo custos de paradas desnecessárias às operações corporativas.
Vida útil da bateria reduzida: Em carregadores inversores bidirecionais, o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) precisa lidar com harmônicos de maneira eficaz durante a carga e a descarga. Se o nível harmônico for muito alto, o processo de carga e descarga da bateria ficará instável, o que afetará o ciclo de vida da bateria e o desempenho geral.
Impacto dos harmônicos na qualidade da energia
Distorção da forma de onda de tensão: A presença de harmônicos causará distorção da forma de onda de tensão, o que afetará a qualidade da energia. A distorção da forma de onda da tensão pode fazer com que o equipamento não funcione corretamente, especialmente em equipamentos sensíveis (como computadores, equipamentos médicos, etc.), o que pode causar perda de dados ou falha do equipamento.
Distorção Harmônica Total (THD): A presença de harmônicos fará com que o índice de distorção harmônica total (THD) aumente. THD é um parâmetro importante para medir a distorção das formas de onda de tensão ou corrente. Valores muito altos de THD não afetarão apenas a qualidade da energia, mas também poderão interferir na operação normal do equipamento.
Estabilidade da rede: O aumento das harmónicas pode ter um impacto negativo na estabilidade da rede. Harmônicos podem causar oscilações na rede e podem até causar falhas na rede e cortes de energia. No caso de ligação à rede em grande escala, o impacto das harmónicas é particularmente óbvio, o que pode reduzir a segurança global do sistema.
