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Introduction de la compensation intelligente de la puissance réactive dans la charge rapide des véhicules électriques

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REG1K0135P2

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Dans le cas de la charge rapide en courant continu, chaque kilowatt compte, mais toute la puissance du réseau n'est pas utilisée de manière efficace. Le facteur de puissance (FP), le rapport entre la puissance active (utile) (kW) et la puissance apparente (kVA), est généralement compris entre 0 et 1 et révèle une inefficacité clé : la puissance réactive (VAR). La puissance apparente est la somme vectorielle de la puissance active et de la puissance réactive, représentant la capacité totale disponible du réseau.

La puissance active est toujours positive, circulant de la source à la charge pour effectuer un travail utile, tandis que la puissance réactive oscille simplement entre le réseau et l'appareil lui-même, générant de la chaleur, gaspillant de l'énergie et déclenchant potentiellement des pénalités de la part des services publics pour mauvais PF. L'augmentation de la puissance réactive fait chuter le facteur de puissance, ce qui indique une mauvaise utilisation de l'énergie.

Où la perte de puissance réactive frappe-t-elle le plus fort ?

Les systèmes de charge à haute puissance (HPC) : Alors que les systèmes de charge ultra-rapide de 400 kW+ deviennent essentiels dans les infrastructures modernes, le nombre croissant de modules de charge à l'intérieur peut générer des pertes substantielles de puissance réactive dans des conditions de charge légère ou de veille. Cela dégrade non seulement la qualité de l'alimentation du réseau, mais entraîne également des pénalités pour de nombreux exploitants de stations de recharge. Traditionnellement, les intégrateurs de chargeurs CC ont résolu ce problème en ajoutant des contacteurs CA pour déconnecter l'entrée CA de tous les modules dans de tels scénarios - une solution qui augmente les coûts du système et compromet la fiabilité.

Stations d'autoroute HPC : Lorsque plusieurs VE se rechargent simultanément pendant les périodes de pointe, la demande de charge peut passer brusquement de quelques centaines de kW à plusieurs MW en l'espace de quelques secondes. Ces fluctuations rapides de la puissance active/réactive provoquent un FP instable, voire de graves chutes de FP. Un mauvais FP ne gaspille pas seulement la capacité du réseau, mais peut également entraîner des pénalités de la part des services publics.
Dépôts de flottes urbaines et sites de recharge de poids lourds : Lors des retours de bus ou de camions le soir, toutes les bornes de recharge fonctionnent à pleine charge. La demande de recharge concentrée sollicite déjà la capacité du réseau, et la puissance réactive consommée par les systèmes de recharge réduit encore la capacité du transformateur pour la puissance active. Les opérateurs doivent soit échelonner la charge (en retardant la disponibilité), soit risquer une surcharge du transformateur.
Sites de recharge hybrides sur le réseau, équipés d'un système photovoltaïque et d'un système de stockage par batterie : La production d'énergie solaire en milieu de journée peut entraîner une hausse de la tension locale, tandis que la charge rapide en soirée provoque des chutes de tension. Les services publics demandent souvent aux ressources énergétiques distribuées de fournir un soutien à la régulation de la tension par l'injection ou l'absorption de puissance réactive, mais les onduleurs conventionnels et les modules de charge fonctionnent à un FP fixe. Dans ces cas, le contrôle dynamique du FP et la compensation de la puissance réactive sont essentiels pour la stabilisation de la tension et le respect des exigences de répartition du réseau.
Fondamentalement, la capacité disponible du réseau est fixe et partagée entre la puissance active et la puissance réactive. La puissance active charge les VE, tandis que le courant réactif produit une chaleur inutile, gaspille l'énergie et réduit la partie utilisable de la capacité du réseau. Dans les cas les plus graves, il peut même interférer avec d'autres équipements. Par conséquent, la compensation de la puissance réactive est essentielle pour compenser ce gaspillage, améliorer l'utilisation de la puissance active et maximiser la capacité disponible.
Pour relever ces défis, Infypower présente le module de chargeur VPF 40kW G2 - REG1K0135P2, spécialement conçu pour la régulation intelligente du PF et la compensation de la puissance réactive pour les stations de charge de VE. Contrairement à d'autres modules chargeurs VPF qui ne peuvent compenser que leur propre puissance réactive en état de veille ou qui ne peuvent pas compenser la puissance réactive d'autres équipements lorsqu'ils sont inactifs, notre module REG1K0135P2 prend en charge quatre modes de fonctionnement distincts :
1. Mode de charge standard
 Principalement axé sur la charge rapide des VE avec des priorités de compensation de la puissance réactive faibles
 Performance PF : > 0,9 (à vide), > 0,95 (> 5 % de charge), > 0,99 (> 50 % de charge), > 0,999 (pleine charge).
2. Mode PF constant
 Plage de PF réglable de 0,8 en amont à 0,8 en aval.
 La puissance réactive varie dynamiquement avec la puissance active (jusqu'à 40 kW).
 Idéal pour les marchés européens, où la puissance réactive élevée provenant d'autres équipements réduit le FP du site. Il permet de respecter les normes strictes du réseau et de réduire les pertes de puissance réactive. Certaines normes de réseau exigent que les modules chargeurs prennent en charge la régulation du PF en permettant au système de compenser la puissance réactive provenant d'autres équipements, améliorant ainsi le PF global du réseau et réduisant les pertes de puissance réactive.
3. Mode de compensation de la puissance réactive pure
 Fonctionne uniquement comme un compensateur VAR statique lorsqu'il n'est pas en charge.
 Produit ou absorbe de la puissance réactive sur demande pour compenser d'autres équipements, améliorant ainsi la stabilité du réseau pendant les périodes d'inactivité.
 La puissance réactive peut être réglée directement de -40 kVar à +40 kVar, avec une erreur de contrôle < 4% et < 0,2 kVar.
4. Mode combiné charge + compensation de la puissance réactive
 Permet la charge des VE tout en compensant activement la puissance réactive.
 Fournit une puissance apparente totale de 40 kVA avec une sortie de puissance active et une compensation de puissance réactive lorsque la tension d'entrée est comprise entre 320 Vca et 530 Vca.
 Réglage facile de la valeur de compensation de la puissance réactive tout au long du processus de charge.
Pourquoi les modules de charge VPF d'Infypower sont-ils importants pour les fabricants de chargeurs CC et les opérateurs de points de charge ?
- Meilleure utilisation du réseau → Fournir plus de kW de puissance active sans mettre à niveau les transformateurs ou les lignes d'alimentation.
- Éviter les pénalités → Maintenir un FP ≥ 0,99 sous des charges dynamiques.
- Conformité réglementaire → Respecter les exigences du code de réseau régional en matière de FP.
- Services à valeur ajoutée → Offrir une assistance VAR aux services publics pendant les heures d'inactivité.
Grâce à sa conception full-SiC, le REG1K0135P2 atteint un rendement de pointe supérieur à 97,5 % et une densité de puissance inégalée dans l'industrie de > 65 W/in³, ce qui réduit en fin de compte l'empreinte et le poids des piles de chargement. Combinant un contrôle PF intelligent avec une compensation de la puissance réactive, il comble le fossé entre la performance HPC et le fonctionnement respectueux du réseau - permettant aux intégrateurs EVSE d'offrir à la fois une vitesse de charge élevée et une utilisation de la puissance élevée dans une solution unique.