电能质量在线监测装置能测充电桩电流畸变吗？

电能质量在线监测装置完全可以精确监测充电桩电流畸变，且针对充电桩作为非线性电力电子负载的特性做了专门适配，能实现2~63 次谐波全频段监测，捕捉充电桩充电过程中的电流畸变特征，满足 GB/T 29316-2012《电动汽车充换电设施电能质量技术要求》等标准要求。

一、充电桩电流畸变的成因与特征

充电桩（特别是快充桩）采用电力电子变流器（如 PFC 电路、DC/DC 变换器） 实现 AC/DC 转换，其电流畸变具有明显特征：

非线性电流波形：仅在电压波形峰值附近吸收电流，形成 “尖顶波”，导致电流谐波含量高

特征谐波突出：以3、5、7、11、13 次低次谐波为主，3 次谐波会导致中性线电流过大，5/7 次谐波增加电网损耗

动态变化特性：电流畸变率随充电功率（恒流 / 恒压阶段）、电网电压波动而实时变化

高频开关谐波：IGBT 开关频率（2~20kHz）产生kHz 级超谐波，可能干扰电网通信与计量设备

二、装置监测充电桩电流畸变的核心流程

装置通过 **“高精度采集 - 专用算法处理 - 场景适配 - 合规评估”** 的闭环流程，实现充电桩电流畸变的精准监测：

1. 硬件层：捕捉充电桩侧的电流畸变信号

测点部署：通常安装在充电桩输出端、充电站公共连接点（PCC），实现 “桩侧 - 并网侧” 的全链路监测

高精度采样：采用24 位 Σ-Δ ADC（动态范围≥120dB），采样率可达2560~10240 点 / 周波，捕捉高频开关谐波

双向电流监测：适配充电桩充电时的单向电流特性，部分高端装置支持双向监测（适用于 V2G 场景）

抗干扰设计：内置有源滤波模块，滤除充电桩高频开关产生的电磁干扰

2. 算法层：解析电流畸变的谐波成分

改进型 FFT 算法：采用加窗 FFT（汉宁窗 / 布莱克曼窗）避免频谱泄漏，精准分离 2~63 次谐波及间谐波

畸变参数计算：

总电流谐波畸变率（THDi）：核心指标，国标要求≤5%（视系统容量而定）

各次谐波幅值 / 相位：测量 0.01% 含量的微弱谐波，定位主导谐波源

谐波功率流向：判断谐波是充电桩注入电网还是电网传入充电桩

总需求失真（TDD）：考虑电路额定值的 THD 度量，更适合评估充电桩等动态负载

3. 场景层：适配充电桩的动态充电特性

充电工况识别：自动识别充电桩待机、恒流充电、恒压充电、结束等工况，分阶段统计电流畸变数据

多桩集群监测：对充电站多台充电桩并行工作的场景，分析谐波叠加效应与三相不平衡问题

宽频带监测模式：开启高频监测（2kHz~80kHz），捕捉充电桩 IGBT 开关产生的超谐波

三、装置监测充电桩电流畸变的关键技术特点

Class A 级精度：符合 IEC 61000-4-30 Class A 标准，测量误差≤±0.1%，满足充电站高精度监测需求

瞬态捕捉能力：捕捉充电桩启停、功率切换时的电流突变与暂态谐波冲击，记录波形数据用于故障溯源

数据分类存储：

稳态数据：按 1/5/15 分钟周期存储 THDi、各次谐波含量等，周期可达 3~12 个月

暂态数据：保存充电过程中的异常畸变事件录波，优先存储不自动覆盖

合规性评估：自动对比 GB/T 29316-2012 等标准限值，生成合规性报告，明确是否超标

四、监测的应用价值

并网合规保障：为电网公司验收提供权威数据，避免因电流畸变超标导致的并网限制

设备运维优化：

早期发现充电桩 PFC 电路、IGBT 模块故障（如 THDi 突然升高）

评估充电策略对电流畸变的影响，优化控制参数降低谐波排放

谐波治理指导：

识别主导谐波源，推荐滤波方案（小功率桩用无源滤波，大功率桩用有源滤波）

联动 APF/SVG 等治理设备，实时抑制充电桩电流畸变

五、总结

电能质量在线监测装置是充电桩电流畸变监测的核心设备，其通过硬件高采样、算法定制化、场景适配化的设计，实现了充电桩电流畸变的精准量化与合规评估。在充电站规模化建设的背景下，该装置已成为保障充电桩安全并网、优化电网运行的关键支撑。

审核编辑 黄宇