安科瑞 陳聰

摘要：伴隨著(zhù)我國現代社會(huì )的不斷發(fā)展，汽車(chē)保有量的不斷增加，大氣環(huán)境污染問(wèn)題也在愈發(fā)嚴峻。為此，我國政府大力推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)事業(yè)的全面發(fā)展，通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)充電樁項目的建設，減少化石能源消耗的污染物質(zhì)排放，同時(shí)充電樁項目也能減少電力能源的消耗，逐步達成環(huán)境保護以及節能減排的目標。為此，在電動(dòng)汽車(chē)充電樁項目建設的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員要優(yōu)化電能計量控制和管理水平，逐步創(chuàng )建更為公平、有序的電力能源交易環(huán)境，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng )造良好的環(huán)境和空間。為此，相關(guān)技術(shù)人員要著(zhù)重分析電動(dòng)汽車(chē)充電樁電能計量過(guò)程中的問(wèn)題，并提出恰當合理的優(yōu)化措施，以此來(lái)為充電樁項目建設帶來(lái)技術(shù)參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；充電樁；電能計量

0 引言

近些年來(lái)，我國政府大力開(kāi)展了能源戰略結構的轉型工作，逐步實(shí)行低碳經(jīng)濟發(fā)展模式，已成為各個(gè)行業(yè)的核心發(fā)展理念。為有效達成低碳環(huán)保的經(jīng)濟發(fā)展目標，當前各行各業(yè)當中都在大力推行新能源和綠色能源，以此來(lái)降低化石能源消耗的碳排放，有效達成社會(huì )經(jīng)濟以及環(huán)境發(fā)展的可持續性目的。在社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的推動(dòng)下，我國電動(dòng)汽車(chē)事業(yè)呈現出極為迅猛的發(fā)展態(tài)勢，有效滿(mǎn)足低碳環(huán)保社會(huì )對于新能源汽車(chē)的需求量，這也讓充電樁的數量不斷增加。但由于當前電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)仍舊未能發(fā)展成熟，充電中在電能計量方面仍舊存在諸多的問(wèn)題和不足，需要相關(guān)從業(yè)人員對其做出優(yōu)化和完善。

1 電動(dòng)汽車(chē)充電分類(lèi)以及具體的計量模式

相關(guān)技術(shù)員結合電動(dòng)汽車(chē)的充電方式進(jìn)行合理劃分，主要包含了有線(xiàn)充電和無(wú)線(xiàn)充電兩種模式。而不同的充電模式具有相應的供電特點(diǎn)，各自在技術(shù)層面上會(huì )展現出更強的優(yōu)勢，可供廣大用戶(hù)的選擇，但當前充電樁以有線(xiàn)充電樁為主，在市面上普及度相對較高，無(wú)論是在實(shí)用性還是在充電便捷性方面更為理想，受到了相關(guān)從業(yè)人員的一種青睞。而從具體的充電模式上也有著(zhù)較大的差別，在這當中有線(xiàn)充電往往是以直流和交流電為主，為其配備的充電設備會(huì )做出相應規劃，交流電需要工作人員為其配備交流充電機，而直流電則要為其配置直流充電機。確保電流能夠得到全面轉換，減少電力能源傳輸過(guò)程當中的不必要消耗、功率更大，需要快速充電，而快充多用于緊急充電，這就會(huì )導致電網(wǎng)負荷在較短的時(shí)間內出現大幅度變化，使供電網(wǎng)絡(luò )存在諸多的風(fēng)險，而汽車(chē)的電池也會(huì )受到一定程度的損害。而交流充電機往往會(huì )應用在慢速充電模式當中，充電期間功率較小，能夠有效保護電池，借此來(lái)延長(cháng)電池運行壽命。

充電樁屬于一種新型電源供應形式，在應用過(guò)程期間需要接入配網(wǎng)?？紤]到充電樁的實(shí)際應用需求，全國各個(gè)地區和城市都全面部署了充電樁，這就讓原電網(wǎng)面臨著(zhù)諸多的技術(shù)挑戰。在配網(wǎng)運行過(guò)程期間，為了獲取更為豐厚的經(jīng)濟效益，工作人員要始終保障電能計量的準確度，一旦電能出現諧波或者其他干擾問(wèn)題，那么電網(wǎng)的配電質(zhì)量和安全性就會(huì )受到巨大影響。

在電能計量的過(guò)程中，技術(shù)人員要為其設置相應的計量方法和措施，配置與其相對應的計量電表，從而有效實(shí)現穩定充電，將供電設備配置在較為適合的區域，確保電力能源能夠得到恰當合理的傳輸，有效提高電能計算的準確度，而交流充電模式則會(huì )引入諧波等雜質(zhì)電能，這就會(huì )影響電能計量的準確度。

伴隨著(zhù)當今行業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì )各界對于電能計量關(guān)注度不斷提升，市面當中逐步涌現出了多種不同類(lèi)型的計量電能表，而在這當中便是感應式智能型電能表。選用傳統機械式的電能表在保密性方面存在缺陷，使用過(guò)程期間極易出現竊電的風(fēng)險，嚴重影響電能計量的準確性；感應式智能型電能表具備電磁感應特性，在這當中的互感器能夠將電網(wǎng)高位電流和電壓逐步轉向低位數值。但即使是感應式智能型電能表具備*高的智能技術(shù)水平，在實(shí)際應用過(guò)程期間仍舊會(huì )受到外部因素的干擾和限制，其終的電能計量準確性也無(wú)法得到根本性保障。

2 電動(dòng)汽車(chē)充電中對于電能計量的不良影響

2.1 存在充電諧波污染

在電路當中諧波污染存在較大的危害性，屬于極為嚴重的干擾因素。相關(guān)技術(shù)人員為了有效把控諧波污染，需要在配電網(wǎng)當中配置整流裝置，促使電網(wǎng)能夠持續穩定的高效運轉。諧波與其他模型往往存在較大的相似度，都會(huì )在電能傳輸的過(guò)程中形成不同程度的干擾，盡管在不同階段對于電能的影響度存在較大差別，但仍舊會(huì )阻礙電網(wǎng)的正常運轉，使電網(wǎng)受到不同程度的損害。尤其是現代化電動(dòng)汽車(chē)設備充電系統內部結構愈發(fā)繁瑣和復雜，其生產(chǎn)設計過(guò)程當中會(huì )應用到多種不同類(lèi)型的元器件，這就導致系統運行過(guò)程中出現較大的波動(dòng)，特別是非線(xiàn)性諧波會(huì )造成充電系統的不良影響。相關(guān)技術(shù)人員要采用特定的方法對非線(xiàn)性諧波進(jìn)行表達和展示，所帶來(lái)的污染問(wèn)題所造成的影響也是雙面的。這關(guān)乎著(zhù)電能計量的準確度，以及充電系統運轉的穩定性，相關(guān)工作人員要采取有效措施對其控制，轉變當前的運行模式和充電體系，進(jìn)一步縮短充電時(shí)間。而諧波所出現的幅度也更為嚴峻，對于電流所帶來(lái)的負面影響也將更加嚴重。

在電網(wǎng)當中充電樁接入數量持續增加的過(guò)程期間，那么電流電壓以及諧波都會(huì )出現相應的狀況，使電能，傳輸效率大幅度削減，多個(gè)充電樁電流在共同運轉過(guò)程期間會(huì )產(chǎn)生不同的狀況。因此，工作人員在多個(gè)充電樁共同接入的過(guò)程期間，工作人員要對其諧波電流作出合理把控，盡可能以單臺諧波電流的形式作出間隔，同時(shí)還要結合諧波的規模以及頻率作出合理優(yōu)化?？偟膩?lái)說(shuō)，充電樁的用電負荷，往往會(huì )與諧波電流的幅值存在較大關(guān)聯(lián)，而充電樁的接入數量將直接關(guān)系到相位偏移的具體情況。

2.2 沖擊脈沖的影響

在充電樁處于快充狀態(tài)下，由于短時(shí)間內運行負荷過(guò)大，那么電網(wǎng)就會(huì )受到不同程度的影響和負荷，使電網(wǎng)的整體運行水平大打折扣，相關(guān)技術(shù)人員要結合不同的周期以及不同的波動(dòng)做出合理規劃。但由于電流脈沖功率持續上升，電力系統的電壓就會(huì )進(jìn)入到不穩定狀態(tài)，甚至還會(huì )出現多種不同類(lèi)型的故障現象，需要工作人員優(yōu)化電能計量的準確性，提高整個(gè)系統的綜合運行水平。針對充電樁電力能源供應，工作人員要保障其電力能源計算的準確度，這部分關(guān)注點(diǎn)往往存在較大差別，使電網(wǎng)負荷的運行壓力進(jìn)一步上漲，要保障計量結果的準確性，確保電網(wǎng)運轉免受不良因素的干擾，降低風(fēng)險事故的發(fā)生概率。除此之外，不同階段和時(shí)段的脈沖幅度往往會(huì )出現極為明顯的變化，常規電流與低谷供電階段的諧波往往會(huì )處于相近形態(tài)，工作人員要對每次諧波的含量作出把控。除此之外，如果脈沖扶持快速上升，在系統當中存在多種不同因素，那么在充電扶持進(jìn)一步上升的過(guò)程中，其整體構成結構也會(huì )出現很大的變化。

2.3 直流分量所帶來(lái)的影響

電動(dòng)汽車(chē)充電樁在并網(wǎng)的狀態(tài)下，直流充電樁將會(huì )引入直流分量，交流充電樁處于突發(fā)性充電狀態(tài)時(shí)，也可能會(huì )引發(fā)直流分量。由此看來(lái)，直流分量是引發(fā)電磁互感器磁偏現象的重要原因，同時(shí)也會(huì )形成光雙折射使鐵芯中的電磁感應恒定狀態(tài)，這就無(wú)法保障二次電流的計量準確度。當直流分量變化梯度逐步增加的過(guò)程中，電能計算結果和實(shí)際值就會(huì )逐步出現偏差，而直流分量梯度如果未能超過(guò)某一限定值，那么電能的計量結果雖然會(huì )存在偏差，但偏差值相對較小，可不計入到計算當中。

3安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺系統選型方案

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

3.2應用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

3.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。

2）數據采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

4）數據層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

3.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

3.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

3.4.2實(shí)時(shí)監控

實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

3.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

3.4.4故障管理

設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

3.4.5統計分析

通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統計信息、能耗統計信息等。

3.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、凍結和解綁。

3.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置，同時(shí)可接收故障推送

3.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

3.5系統硬件配置

4結束語(yǔ)

充電樁的運維管理是電力系統中重要的環(huán)節，對充電樁的安全穩定運行、居民的生活出行、企業(yè)的正常運轉息息相關(guān)。智能化移動(dòng)終端的開(kāi)發(fā)應用對充電樁的智能運維管理起到積極的作用，在現在移動(dòng)技術(shù)高度發(fā)展的社會(huì )，移動(dòng)終端的應用將成為充電樁運維管理中不*或缺的一部分。

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