Với sự phát triển nhanh chóng của năng lượng tái tạo và công nghệ xe điện, lĩnh vực ứng dụng bộ sạc biến tần hai chiều ( Bộ sạc biến tần hai chiều ) là thiết bị chủ chốt kết nối nguồn điện và phụ tải không ngừng được mở rộng. Tuy nhiên, vấn đề hài hòa sau đó dần xuất hiện, đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với sự ổn định của hệ thống điện và độ tin cậy của thiết bị.
Định nghĩa và nguyên nhân của sóng hài
Sóng hài đề cập đến dạng sóng dòng điện hoặc điện áp trong hệ thống điện có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản, thường là 50Hz hoặc 60Hz. Các thành phần sóng hài bao gồm các tần số khác nhau cao hơn tần số cơ bản, chẳng hạn như 2 lần (100Hz hoặc 120Hz), 3 lần (150Hz hoặc 180Hz), v.v. Việc tạo ra sóng hài có liên quan chặt chẽ đến đặc tính làm việc của tải phi tuyến và các thiết bị chuyển mạch. Trong quá trình bộ sạc biến tần hai chiều chuyển đổi DC sang AC, do đặc điểm hoạt động chuyển mạch của nó, sóng hài thường xuất hiện, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất chung của hệ thống.
Tác động của sóng hài lên thiết bị
Thiết bị quá nóng: Sóng hài có thể gây thêm nhiệt bên trong thiết bị, đặc biệt là trong các thiết bị như máy biến áp và động cơ. Việc tăng các thành phần hài sẽ làm tăng giá trị hiệu dụng của dòng điện, khiến thiết bị sinh ra nhiều nhiệt hơn bình thường trong quá trình hoạt động, không chỉ rút ngắn tuổi thọ của thiết bị mà còn có thể gây nguy hiểm về an toàn.
Tăng tổn thất điện năng: Dòng điện bổ sung do sóng hài gây ra sẽ làm tăng nhiệt độ của dây dẫn, dẫn đến việc truyền năng lượng không hiệu quả và tổn thất thêm. Hiện tượng này không chỉ làm giảm hiệu quả chung của hệ thống mà còn có thể khiến chi phí điện năng tăng đáng kể, mang lại gánh nặng kinh tế cho doanh nghiệp.
Lỗi thiết bị điện: Sóng hài bậc cao có thể gây ra lỗi thiết bị điện, đặc biệt là ở các thiết bị quan trọng như động cơ và máy biến áp. Sự hiện diện của sóng hài sẽ gây ra rung động và tiếng ồn trong thiết bị, làm tăng độ mài mòn cơ học và có thể khiến thiết bị sớm hỏng hóc, gây ra chi phí ngừng hoạt động không cần thiết cho hoạt động của công ty.
Tuổi thọ pin rút ngắn: Trong bộ sạc biến tần hai chiều, hệ thống quản lý pin (BMS) cần xử lý hiệu quả sóng hài trong quá trình sạc và xả. Nếu mức hài hòa quá cao, quá trình sạc và xả pin sẽ không ổn định, điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất tổng thể của pin.
Tác động của sóng hài đến chất lượng điện năng
Biến dạng dạng sóng điện áp: Sự hiện diện của sóng hài sẽ gây ra biến dạng dạng sóng điện áp, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Sự biến dạng của dạng sóng điện áp có thể khiến thiết bị không hoạt động bình thường, đặc biệt đối với các thiết bị nhạy cảm (như máy tính, thiết bị y tế, v.v.), có thể gây mất dữ liệu hoặc hỏng thiết bị.
Tổng độ méo hài (THD): Sự hiện diện của sóng hài sẽ khiến chỉ số méo hài tổng (THD) tăng lên. THD là một thông số quan trọng để đo độ méo của dạng sóng điện áp hoặc dòng điện. Giá trị THD quá cao không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nguồn điện mà còn có thể cản trở hoạt động bình thường của thiết bị.
Độ ổn định của lưới điện: Sự gia tăng sóng hài có thể có tác động tiêu cực đến độ ổn định của lưới điện. Sóng hài có thể gây ra dao động trong lưới điện và thậm chí có thể gây ra sự cố lưới điện và mất điện. Trong trường hợp kết nối lưới điện quy mô lớn, tác động của sóng hài đặc biệt rõ ràng, có thể làm giảm tính an toàn chung của hệ thống.
