提要：电动汽车充电桩模样中为杀青节能标的，减少电能铺张，需要加强电能计量限度和管制，以创造公说念、有序的电能来回环境，为新动力汽车产业发展创造细密的发展环境。为此，分析了电动汽车充电桩电能计量时存在的问题，并建议了相应的科罚策略，这对充电桩模样的斥地具有试验参考价值。

要道词：电动汽车；充电桩；电能计量

0引子

现在，跟着国度动力计谋的治愈，低碳经济成为了各行业的强大发展标的。为合适低碳环保的发展标的，五行八作齐在猖狂实践新动力的应用，以缩小碳排放，杀青可不息发展。连年来，我国的电动汽车发展飞速，为昂然汽车充电需求，充电桩数目不息增加，但由于电动汽车工夫发展尚不进修，在充电桩电能计量方面还存在一系列问题，这是往常新动力汽车产业发展中需要选藏的。

1 电动汽车充电分类及计量模式

按充电方式辨认，电动汽车主要有有线充电和无线充电 2 种。其中，无线充电仅在微波工夫方面有所发展，但微波工夫受距离限定较大，在新动力汽车产业中并未大范围引申，因此电动汽车主要照旧采纳电缆有线充电的方式。

按充电模式辨认，电动汽车可分为交流和直流2 种充电模式，不同的模式下配备的充电机也各有不同，即交流模式下需要配备交流充电机，而直流模式下配备直流充电机［1］。直流充电机不具备电流治愈功能，电能传输时的损耗小、功率大，在快速充电（以下简称“快充”）中的应用较多，而快充多用于蹙迫充电，可能会导致电网负荷在短时天职急巨变化，给供电汇集带来一定风险，并会对电板变成毁伤。交流充电机一般用于慢速充电，充电时的功率小，能保护电板，延迟电板使用寿命。

充电桩当作新式的负荷、电源体式，在应用时一般需要接入配网。商量到试验的使用需求，充电的狡计和部署规模较大，给原电网带来了一定的冲击。配电网运行时为创造更大的经济效益，要遥远保持电能计量精度，一朝电能存在谐波或其他干预，必将影响电网的配电质地及安全。

电能计量包含交流计量和直流计量，分别需要竖立交流电能表和直流电能表，均部署在用采端，通过配网 10 kV 馈线平直上传电动汽车监控中心。直流充电模式下不时会引入直流重量，而交流充电模式下引入的是谐波等杂质电能，不利于保险电能计量的准确性。

跟着行业内对电能计量的日渐选藏，市集上链接出现了各式类型的计量电能表，比拟先进的是感应式智能型电能表。传统机械式电能表的守密性不及，在使用中存在窃电风险，计量准确度不及；感应式智能型电能表具有电磁感应秉性，其中的互感器可将电网高位电流电压向低位数值治愈。然则，即使感应式智能型电能表的智能化进度较高，在使用中也会受到外部因素的干预，无法保险计量的准确性。

2电动汽车充电桩对电能计量的冲击

2.1充电谐波欺侮

谐波欺侮是电路中较常见且危害较大的干预因素。为有用减小谐波欺侮，配电网中不时会竖立整流安设，保险电网的平素运行。谐波与波形中的噪声干预高度相似，固然其幅度较小，然则对电网合座运营的危害较大。电动汽车充电系统的组成复杂，其中包含了各式电子元器件，系统不息运行的流程中会产生非线性谐波，而谐波多以正弦或余弦重量示意，相位的奇偶性即是其对电网产生的正面与负面影响［2］。谐波与噪声波形一样，电路抖动次数越多、相邻抖动的时分间隔越短，标明谐波幅度变化较小。谐波的引入与充电桩并网数目、时分、充电模式等齐有细巧酌量，越接近充电峰值的时分段谐波变化幅度越大，对电流的负面影响也越大。联接试验老师，一般以奇次谐波产生的电流干预为主，因此在试验的责任中应尽可能减少奇次谐波的产生。

在多台充电桩同期接入电网的情况下，平素电流电压与谐波电压之间不时存在一定的相位偏移，从而发生衰减效应，而不同充电桩电路相位会发生相位对消。因此，在接入多台充电桩的情况下，其谐波电流一般不得最初单台充电桩的谐波电流，况兼谐波电流的大小与数目同向变化［3］。总之，充电负荷为决定谐波电流幅值的强大因素，但相位偏移情况则由接入的充电桩数目决定。

2.2冲击脉冲

充电桩在快充气象下不时会对原电网产生较大的冲击性负荷，引起波形变形，导致波形呈不礼貌的特色，甚而在不同周期内波形的幅值、相位、频率等波动彰着。在电流脉冲功率变化梯度不息加速的情况下，电力系统的电压易出现闪变风光，形成电流波形峰谷，不利于保险电能计量的准确性。在脉冲充电的情况下，计量的准确性是东说念主们选藏的强大问题，脉冲充电对电网边际负荷存在短暂性压力，一朝计量恶果的准确度不及将会干预电网的平素运转，甚而激勉充电事故。脉冲幅值较高的情况下，谐波因素与旧例电流贯串近，但各次谐波含量相对同功率恒流充电的谐波含量较高［4］。在脉冲幅值较大的情况下，谐波中同期存在整流特征谐波、间谐波、奇次谐波，要是充电幅值不息增大，谐波组成将愈加复杂，包含的谐波类型更多。

2.3直流重量影响

电动汽车充电桩在接入电网的情况下，直流充电桩将引入直流重量，交流充电桩处于突发性充电气象时，也可能会引起直流重量。直流重量是变成电磁互感器磁偏风光的强大原因，形成的光双折射使铁芯中的电磁感应恒定，不利于保险二 次 电 流 的 计 量 精 度 。 直 流 分 量 的 变 化 梯 度 越大，电能计量恶果与试验值的偏差越大，但在直流重量变化梯度不最初某一限定值的情况下，电能计量恶果虽有偏差，但其偏差额外小，基本上不错忽略不计。

3科罚策略

3.1完好汇集负荷波形

现在，在新动力汽车行业发展的流程中，充电桩电能计量方面出现了许多新表面和新工夫，但计量恶果准确度不高的问题时有发生，这是现时行业内的热门盘考课题。干系东说念主员需要在有条目的情况下组成合适负荷波形汇集要求的环境条目，在其中配备波形纪录仪，使其频率为 500 kHz，由该斥地汇集电流信号和电压信号，保持相位的同步性，并测量充电桩运行中的干系参数，如电压、电流、谐波幅值等。现场环境中需要配备波形纪录仪，为确保该仪器能完成其测量任务，应苦守相应的安装与操作要领，如用外接入型电压探头取得和汇集电压数据，欺骗钳式电流互感器汇集电流参数；为保险测量恶果准确性，可欺骗四相三线的接线方式，以汇聚不同的电能计量点，得到完好、准确的测量数据。

充电桩电能计量系统插足责任气象后，同步启动波形纪录仪，及时汇集电流与电压信息；由于汇集到的信息方法不合适系统尺度，需要将汇集到的信息转换为 MEM 文献保存，后期欺骗斥地读取该数据再将其治愈成系统可识别的 txt或 CSV 文献，依靠 Matlab 软件长远分析、挖掘数据，得到可靠的论断。对 CSV 方法的数据而言，读取速率较慢，能有用浮现的数据范围受限一般为 105 万点左右，在处理数据时要对 Matlab 进行导入，无法杀青裁剪功能且文献容量较大；对 txt 方法的数据来说 ，读取速率相似相对缓慢，相似需将数据导入Matlab，数据处理速率较低，一些较为复杂的处理步履无法杀青。而 Matlab 数据相较于这 2 种数据方法的读取速率快，其可浮现的数据量较大，约略被裁剪、处理后平直欺骗。数据治愈方法如图 1所示。

3.2分析负荷波形礼貌

为判定电动汽车充电桩电能计量时存在的问题并分析其原因，得到科学的处理方式，干系东说念主员在试验的责任中需要掌持负荷波形的变化趋势和礼貌。以直流充电桩为例，在保持其他参数不变的气象下，变化充电桩的责任情形，主要包含停机、充电、启动、待机 4 个气象，汇集工频交流输入侧电流、电压的波形弧线，以及直流输出侧电流、电压的波形弧线，借助软件张开数据分析与判定。凭证数据汇集恶果，不同期段内的电流与电压各有不同，干系东说念主员在软件扶助下分析数据，得到其他参数疏通、气象不不幸况下电流和电压的变化趋势，狡计 32 周波、单周波的电流和电压的大值、小值，终细目谐波含量，分析谐波对电能计量的干预。

3.2.1交流输入侧

在分析负荷波形时，需要进一步捕捉电参量的暂态及常态下的参数变化，采纳 32 周波、单周波进行比对，当充电桩精良充电时比拟电流和电压的大值与小值波动。记挂各式数据参数不错看出，电流幅值、电压幅值的信号基本不变，当斥地待机时电流较小，基本在 7 A 左右；当斥地插足充电情形时，电流将从 7 A 运转缓慢变大，但启动时无彰着冲击；当插足恒流充电气象时，斥地永劫分沉稳运转；收尾充电后的 1～2 s 内电流从原先的峰值运转减小，在此流程中运行也相对沉稳和可靠。通过概括对比每一个周波的电流、电压不错看出，电压中总谐波含量为 0，罢手与启动时分段内的谐波含量大，达 33%，在这一峰值内也对应着较大的电流波动。

3.2.2 直流输出侧

交流输入侧、直流输出侧的电流、电压波形弧线高度一样，初插足启动阶段时电流、电压齐相对固定，即使存在变化，变化幅度也额外小，基本不错忽略不计。充电桩负荷有以下特色：① 充电情况下负荷电流大，为 100 A；② 罢手与启动充电桩时对应的交流输入侧谐波电流大，但气象改造插足充电情形时电流谐波含量呈现下跌趋势，基本在 3% 左右，扫数流程中的电流谐波额外小；③ 充电桩处于待机气象时，功率因数减小；④ 当处于直流输出侧时，谐波含量偏低，对电能计量的影响一丁点儿。

3.3加强环境温度管制

交流充电桩责任时温度亦然需要选藏的强大标的，当温度存在较大幅度的波动时，充电桩示数漏洞也会随之有所变化。以某一充电桩为分析对象，改变其输出电流的大小，示数漏洞不变，但若治愈其温度大小，示数漏洞有变化但幅度额外小。交流充电桩内包含各式里面元件，要是这些元件所处的环境温度有所波动，将产生温度漂移风光，如金属膜电阻器、稳压管、计量芯片等元器件；充电桩里面的晶振频率对温度额外敏锐，唯有温度有变化，晶振频率也会发生变化，要是系统重迭的漏洞次数较多，示数漏洞波动彰着，电流与电压的积存量形成充电电量漏洞。值得指出的是，环境湿度变化并不会干预充电桩的晶振电路。为此，为限度充电桩的电能计量漏洞，需要选藏充电桩的责任温度。

4安科瑞充电桩收费运营云平台

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网工夫对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不阻隔地数据汇集和监控，及时监控充电桩运功绩态，进行充电劳动、支付管制，来回结算，资要管制、电能管制，明细查询等。同期对充电机过温保护、走电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩营救以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

4.2应用形式

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单元、交易概括体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施想象。

4.3系统结构

4.3.1系统分为四层：

1）即数据汇集层、汇集传输层、数据中心层和客户端层。

2）数据汇集层：包括电瓶车智能充电桩通信契约为尺度modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于汇集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）汇集传输层：通过4G汇集将数据上传至搭建好的数据库劳动器。

4）数据中心层：包含应用劳动器和数据劳动器，应用劳动器部署数据汇集劳动、WEB网站，数据劳动器部署及时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管制员可在浏览器中造访电瓶车充电桩收费平台。结尾充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、及时监控、来回管制、故障管制、统计分析、基础数据管制等功能，同期为运维东说念主员提供运维APP，充电用户提供充电小方法。

4.4安科瑞充电桩云平台系统功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点散布情况，对斥地气象、斥地使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计浮现，同期可稽查每个站点的站点信息、充电桩列表、充电纪录、收益、能耗、故障纪录等。长入管制小区充电桩，稽查斥地使用率，合理分派资源。

4.4.2及时监控

及时监视充电设施运功绩况，主要包括充电桩运功绩态、回路气象、充电流程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

4.4.3来回管制

平台管制东说念主员可管制充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、刊出等操作，可稽查小区用户逐日的充电来回详备信息。

4.4.4故障管制

斥地自动上报故障信息，平台管制东说念主员可通过平台稽查故障信息并进行派发处理，同期运维东说念主员可通过运维APP收取故障推送，运维东说念主员在运维责任完成后将恶果上报。充电用户也可通过充电小方法响应现场问题。

4.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时分、充电方式等不同角度，查询充电来回统计信息、能耗统计信息等。

4.4.6基础数据管制

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管制其运营所需站点和充电设施，爱戴充电设施信息、价钱策略、扣头、优惠行为，同期可管制在线卡用户充值、冻结息争绑。4.4.7运维APP

面向运维东说念主员使用，不错对站点和充电桩进行管制、约略进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行而已参数诞生，同期可接纳故障推送

4.4.8充电小方法

面向充电用户使用，可稽查隔邻闲适斥地，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、来回查询、故障申报等功能。

4.5系统硬件竖立

5结语

跟着我国电动汽车的高速发展，充电桩的电能 计量问题缓慢受到了消费者的选藏。本文从电动汽车充电方式与计量模式开拔，得出充电桩对电能 计量存在一定冲击的论断。为从压根上减小漏洞，提升计量恶果的准确性，酌量部门可参考本文得出的论断，制定相应措施科罚充电桩电能计量问题。

参考文献

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