Sähköautojen latausjärjestelmien vaikutus sähkön laatuun

Abstract

Tässä insinöörityössä tutkittiin Metropolia Ammattikorkeakoulun sähköautoprojektin sähköautojen erinäisten latausjärjestelmien ja useamman auton yhtäaikaista vaikutusta sähkön laatuun sähköverkossa. Työn aihe tuli projektin sähköautoihin asennettavien erilaisten latausjärjestelmien ja Minna Pölläsen vuonna 2011 tekemän insinöörityön itse rakennettujen sähköautojen ja sähköautokonversioiden latauksien vaikutuksista sähkön laatuun sähköverkossa herättämistä kysymyksistä.

Pölläsen insinöörityön aikana sähköautojen standardeja ei ollut vielä olemassa, mutta niissä ja myös tekniikassa on edistytty tätä työtä kirjottaessa. Latausjärjestelmien on kuitenkin täytynyt noudattaa aikaisemmin yleisiä sähkön laadun standardeja.

Projektin autoista tässä työssä mitattiin Electric RaceAbout:ia ja kahta Fiat Doblo -sähköautokonversiota, joista toista ladattiin langattomasti ja toista pikalatauksena. Autojen lataukset mitattiin ensiksi yhdessä ja sen jälkeen yksi kerrallaan. Lopuksi mitattiin pikalatauksen ja E-RA:n latauksen käynnistysvirrat.

Mittaustulosten ja simuloinnin perusteella voitiin todeta, että vähäinen määrä sähköautoja latautumassa ei vaadi muuta kuin niiden aiheuttamaan kuormaan varautumisen. Useamman sähköauton ollessa samanaikaisesti latautumassa voi tarvita jo yliaaltojen ja loistehon kompensointia.

The purpose of this thesis was to study power quality when charging self-build electric vehicles in Metropolia UAS Electrical Vehicle project with different types of chargers and how multiple electric vehicles affect the power quality of electricity in the distribution network. The subject of the thesis arose from charging systems of project cars and Minna Pöllänen’s thesis about Power quality in charging an electric car and questions that it raised about self-build electrical vehicles and electrical vehicle conversions, and how charging those affect the power quality of the electrical distribution network.

Standards related to electric vehicles were still in process in 2011 when Pöllänen wrote her thesis. Now during the writing of this thesis those standards and technology about electric vehicles have advanced a lot from 2011. Nevertheless, charging systems have had to fol-low the general standards of power quality.

The electric vehicles that participated in this thesis were Electric RaceAbout and two Fiat Doblo electric vehicle conversions the other of which could be charged with a quick charger and the other with a wireless charger. Electric vehicles were measured first one at the time and then all at the same time. Start-up current of quick charge and E-RA’s were measured last.

The measurement and simulation results indicate that charging of small amount of electrical vehicles does not affect significantly, but causes a need to prepare for the load they create. The need for compensation of harmonics and reactive power arises when charging multiple electrical vehicles simultaneously.