充电桩箱变必须上有源滤波（APF）吗？

文章来源：https://www.cnboda.cn 发布时间：2025-06-26 浏览次数：2

在有源滤波（APF）是否为充电桩箱变“必配设备”的问题上，许多运营商和建设方常陷入困惑：一方面担心谐波污染影响电网或设备；另一方面又顾虑APF的成本与必要性。本文将从技术原理、标准要求和实际场景出发，为您拆解这一问题。

 

一、先明确：充电桩为何会产生谐波？

充电桩（尤其是直流快充桩）的核心部件是“整流模块”——将电网的交流电（AC）转换为直流电（DC）供电动汽车充电。这一过程中，整流电路（如6脉冲、12脉冲整流）会产生大量谐波电流（主要是5次、7次、11次等奇次谐波）。

 

谐波的危害：

加剧电网电压畸变，影响同一母线上的其他设备（如照明、电机）运行；

增加变压器损耗，降低箱变效率；

可能触发电网的“谐波超限报警”，甚至被要求整改或罚款；

长期谐波干扰会缩短充电桩内电子元件（如电容、IGBT）的寿命。

二、是否必须配APF？关键看这3个核心条件

条件1：是否符合国家标准《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）？

该标准明确规定了公用电网各电压等级的谐波限值（以380V低压电网为例）：

 

5次谐波电压畸变率（THDu）≤4%；

7次谐波电压畸变率≤2.8%；

总谐波畸变率（THD）≤5%。

判断方法：

在充电桩箱变接入电网的低压侧（380V母线），通过电能质量分析仪实测谐波含量。若实测值超过国标限值，则必须配置APF或其他谐波治理装置；若未超标，可不强制安装。

 

条件2：充电桩的功率与数量是否导致谐波叠加超标？

单台充电桩的谐波含量有限，但多台快充桩集中运行时，谐波会叠加放大。例如：

 

单台120kW直流快充桩（6脉冲整流）的5次谐波电流约为基波的20%-30%；

若同一箱变下接入10台120kW快充桩，总5次谐波电流可能达到基波的150%-200%，远超单台限值。

典型场景：

 

商业综合体快充站（30台以上120kW快充桩）；

高速服务区超充站（40台以上240kW超充桩）；

物流园区重卡充电集群（单桩300kW+，总功率超2000kW）。

结论：此类高功率、多桩集中的场景，谐波极易超标，建议配置APF。

 

条件3：电网条件是否敏感或严苛？

部分地区电网本身谐波含量较高（如附近有大量工业非线性负载、光伏逆变器等），或电网公司对谐波管理严格（如要求“零超限”），此时即使充电桩谐波未单独超标，也可能需要APF进一步抑制，避免与电网原有谐波叠加后超标。

 

三、哪些场景可以“不配APF”？

若满足以下条件，可暂不配置APF（但仍需定期监测谐波）：

 

低功率、分散充电场景：单桩≤30kW（如交流慢充桩），且总功率≤200kW，谐波叠加后未超标；

电网谐波环境优良：接入点的电网背景谐波电压畸变率（THDu）≤2%，且充电桩数量少（≤5台快充桩）；

充电桩自身谐波抑制能力强：部分高端快充桩采用“多脉冲整流（如12脉冲、24脉冲）”或有源前端（AFE）技术，谐波含量已低于国标限值（无需额外APF）。

四、替代方案：无源滤波 vs 有源滤波

若谐波接近限值但不严重，或预算有限，可考虑无源滤波器（PPF）：通过电容、电感组成的滤波支路，针对性滤除特定次数的谐波（如5次、7次）。

 

无源滤波的优势：成本低（约为APF的1/3-1/2）、结构简单；

劣势：仅对设计频率的谐波有效，对其他频率谐波可能放大；体积大，占用箱变空间；无法动态调整。

 

总结：是否必须配APF？“3步判断法”

测谐波：实测箱变低压侧谐波含量，对比国标限值；

看场景：高功率（＞200kW）、多桩（＞5台快充桩）、电网敏感区域，建议配APF；

算成本：若谐波轻微且电网允许，可暂不配；若超标或需长期稳定运行，APF是更可靠的治理方案。

一句话建议：

商业快充站、高速超充站、物流重卡充电集群等高功率场景，建议配置APF以规避谐波风险；

社区慢充站、小功率分散充电点，若谐波未超标，可暂不配（但需定期监测）。