智慧電網 - 電磁相容性 (EMC)

在智慧電網技術中，**電磁相容性 (EMC)** 是一項重要的概念，有助於電力分配和管理。當共址裝置能夠在環境中存在電磁干擾的情況下令人滿意且可靠地工作時，就能在電力系統中實現電磁相容性。

本章將解釋智慧電網技術背景下的電磁相容性概念。在這裡，我們將介紹基本概念、電磁干擾的原因、EMC 中的挑戰等。

什麼是電磁相容性 (EMC)？

一般來說，**電磁相容性**或**EMC**定義為電氣裝置或系統在存在電磁干擾的情況下，能夠令人滿意地執行且不會出現任何電磁干擾 (EMI) 的能力。

智慧電網是先進感測、控制和通訊技術的整合系統。因此，它更容易受到電磁干擾的影響。因此，電磁相容性在確保智慧電網在電磁環境中預期且可靠的執行方面發揮著重要作用。

電磁干擾的來源

在智慧電網中，以下是一些主要的電磁干擾 (EMI) 來源：

• 電力線產生的電磁場
• 通訊網路產生的電磁訊號
• 各種電子裝置（如智慧電錶、感測器、逆變器等）產生的電磁能量

電磁干擾的型別

以下是智慧電網系統中兩種主要的電磁干擾 (EMI) 型別：

• **傳導性電磁干擾** - 由導線（如電力線）引起。
• **輻射性電磁干擾** - 由空間中流動的電磁訊號引起，例如智慧電錶通訊訊號。

智慧電網中的EMC標準

在智慧電網中，有各種標準，例如國際無線電干擾特別委員會 (CISPR) 和 IEEE EMC 標準，旨在制定關於 EMI 排放限值和抗 EMI 水平的指南和法規。

這些 EMC 標準實現了智慧電網中電子裝置、系統和電磁環境之間的電磁相容性。

降低EMI的技術

在智慧電網系統中，可以使用以下技術來降低電磁干擾 (EMI)：

• 可以使用遮蔽材料封閉高度敏感的智慧電網裝置，以防止輻射發射並保護其免受外部電磁場的影響。
• 也可以使用濾波器和抑制器來降低電磁干擾。
• 可以透過在智慧電網中提供適當的接地來降低由噪聲引起的電磁干擾。

電磁相容性測試

在智慧電網中，可以執行以下測試以驗證系統是否符合 EMC 標準：

• 傳導和輻射發射測試
• 抗擾度測試
• 瞬態抗擾度測試

智慧電網EMC的挑戰

智慧電網系統受到各種傳導和輻射 EMI 源的影響，這些源在智慧電網的 EMC 實施中構成障礙。

在智慧電網中實施 EMC 的主要挑戰如下：

• 智慧電網將可再生能源系統整合到電網中。這種整合涉及使用逆變器和電力電子轉換器。這些電力電子元件是系統中主要的 EMI 源，並使 EMC 的實施變得困難。
• 智慧電網在不同元件之間使用無線通訊網路。這些通訊網路也會增加 EMI，併成為智慧電網中 EMC 實施的障礙。
• 智慧電網元件使用各種高頻開關器件，如 IGBT、MOSFET 等。所有這些開關器件都會發出大量的電磁噪聲，並影響智慧電網的電磁相容性。

在智慧電網中實施EMC的補救措施

我們可以採用以下實踐來在智慧電網中實現強大的電磁相容性：

• 使用先進的電磁濾波技術。
• 為裝置提供有效的遮蔽。
• 根據 EMC 標準和法規開發智慧電網系統。

結論

電磁相容性 (EMC) 是智慧電網中的一項重要特性，有助於其在電磁環境中可靠地執行。在設計智慧電網系統時，瞭解 EMC 至關重要，以便可以對其進行最佳化，使其能夠在存在電磁干擾的情況下令人滿意地執行。