浅析电动汽车充电桩谐波的危害与治理

黄皓伦

（成都信息工程大学控制工程学院，四川 成都 610225）

目前我国的传统资源面临过度开发的问题，尽管我国是一个物产丰富的大国，但随着目前的科技发展速度，远不是古代的进程。因此，不开发新能源就只能“竭泽而渔”“坐吃山空”。绿色能源已经是当下热议的话题，近些年来电动汽车逐渐普及开来，尽管目前还只是作为代步工具，没办法作为远程运输工具取代传统汽车，但是作为新能源工具的代表，电动汽车还有很大的发展空间。随着电动汽车的普及，也逐渐显露出一些问题，例如充电桩谐波的问题，充电桩是为电动汽车提供电能的基础设备，就目前电动汽车的发动设备来看，通常需要比加油站分布更密集的供电设备才能保障电动汽车的运输职能。然而大量密集的供电充电桩在使用过程中有可能会产生谐波，谐波电流冲入电力系统很容易造成电力系统在一定程度上的瘫痪。

一、电动汽车概述

作为在人们生活生产过程中日益重要的交通工具汽车产业来说，用电能驱动汽车代替传统能源驱动汽车已经成为大趋势，并且近五年来电动汽车已经越来越普及了，随着电动汽车的使用率逐渐上升，也渐渐暴露出电动汽车在替代传统汽车的过程中的一些障碍。作为基础设施来说，传统汽车的发动机制造工艺比较成熟，通常加一次油可以跑的里程长达五百至六百公里不等。因此加油站通常比较分散，同时遍布全国各地，基础设施已经相当完备。而电动汽车由于目前制造工艺的限制充一次电通常跑不出市区，这就需要提供大量的供电设备，才能保证电动汽车的运输职能。

因此电动汽车充电桩分布比较密集，在目前的供电网络中，这样密集的充电桩很容易造成一定的问题。因此，大部分充电桩的接口都装备有防雷电设备。所以以下重点讨论充电桩的谐波污染问题。

二、电动汽车充电桩谐波的危害

电动汽车的电池主要靠电力供给，可循环利用，基本上是处于无污染使用状态的，比传统汽车的尾气污染环保很多。不过尽管电动汽车有这么多优点，由于目前技术的限制，在使用过程中还是会造成一定的危害，例如充电桩谐波污染。

由于电动汽车能源动力远不如传统汽车能源动力续航时间长，因此对供源站的依赖性很强，为满足电动汽车市场需求，目前很多一线城市都已经构架起了电动汽车供电网络，基本上每隔几千平方米面积内就有相应的充电桩，可以满足电动汽车在市内运输畅通无阻。但是如此密集的充电供能系统，对电力供应网络造成很大的负荷，加之部分充电桩在使用过程中有可能会产生谐波电流，当谐波电流达到一定程度，很容易冲入电力系统，对电力运输通路造成不小的破坏，因为谐波电流属于“外来未知电流”，很容易影响到电力系统的电流电压参数，使其超过容错阈值，从概率学的角度讲，当基数达到一定程度，小概率事件就会变成大概率事件，当谐波电流在同一电路网络中的出现概率超过百分之八十的时候，就很大可能会造成电路系统的瘫痪，同时会冲击正在使用电路网络的电力设备，对市内生产生活造成很严重的损失。即使没有明显损失，也会降低电路网络的电力供应效率，降低电能质量。

三、电动汽车充电桩谐波的治理

谐波污染对电力系统造成的影响很容易涉及生活生产中的各个方面，对于民众生活来说，一旦谐波侵入民众生活供电线路，很容易造成所连接的电器、电梯等设备出现故障，并且造成电费计算系统出现错误，为民众带来不必要的电费开支。对于社会服务来说，谐波增大电力系统中电流电压参数，很容易烧坏供电系统基础设施，同时也会对通信信号造成干扰，一旦电力系统对与使用系统的医疗、计算机设备的供应出现问题，甚至有可能造成很严重的安全事故。

因此，首先可以从充电桩的电源线入手，安装EMI 滤波设备，从根源上阻止谐波冲入电力系统。可以阻止高频信号对交流电的干扰。在电路系统的铺设上也要有意识地规避这个问题，通过采取星状线路架构可以有效地规避线路交叉，减少阻抗，也对滤波有很明显的作用。目前很多地区已经采取了政策干扰，对充电桩谐波问题进行了专门的政策指导，从充电桩设计方面到电路系统的铺设，内部因素外部因素相互配合，可以有效地规避谐波污染。

四、总结

随着电动汽车的普及，电动汽车供电系统也暴露出一些问题，例如充电桩谐波不仅会使用户支付高额电费，还可能导致电力系统污染，当谐波电流大到一定程度就会冲入电力系统，造成电力污染，导致电力系统的供电功率下降，同时作为不符合电路设计的“外来电流”，谐波电流也很容易烧坏电子机器内设电路板，损坏设备内部结构，为用户造成不小的损失。同时谐波也很容易对正在充电的电动汽车造成威胁，破坏电动汽车的内部结构。当今电动汽车作为一种绿色能源驱动工具，是新能源的“领头羊”，因此很有必要针对充电桩的劣势进行一定的整改，从技术层面到政策层面都要为电动汽车的发展提供良好的生存空间，才有利于新能源的推广。