选录：电动汽车充电桩技俩中为达成节能场所，减少电能花消，需要加强电能计量限定和管制，以创造自制、有序的电能来回环境，为新动力汽车产业发展创造追究的发展环境。为此，分析了电动汽车充电桩电能计量时存在的问题九游会J9，并提倡了相应的责罚策略，这对充电桩技俩的建立具有本色参考价值。

要害词：电动汽车；充电桩；电能计量

0序文

当今，跟着国度动力计策的调解，低碳经济成为了各行业的紧要发展场所。为相宜低碳环保的发展场所，五行八作齐在轻易推行新动力的应用，以镌汰碳排放，达成可赓续发展。比年来，我国的电动汽车发展赶快，为称心汽车充电需求，充电桩数目赓续加多，但由于电动汽车技巧发展尚不锻练，在充电桩电能计量方面还存在一系列问题，这是异日新动力汽车产业发展中需要热心的。

1 电动汽车充电分类及计量模式

按充电款式分别，电动汽车主要有有线充电和无线充电 2 种。其中，无线充电仅在微波技巧方面有所发展，但微波技巧受距离限制较大，在新动力汽车产业中并未大范围扩充，因此电动汽车主要已经领受电缆有线充电的款式。

按充电模式分别，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转机功能，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，而快充多用于紧要充电，可能会导致电网负荷在短时期内急巨变化，给供电辘集带来一定风险，并会对电板酿成挫伤。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，蔓延电板使用寿命。

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。探讨到本色的使用需求，充电的筹办和部署范围较大，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，要经久保持电能计量精度，一朝电能存在谐波或其他侵犯，必将影响电网的配电质料及安全。

电能计量包含交流计量和直流计量，分别需要设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 馈线奏凯上传电动汽车监控中心。直流充电模式下常常会引入直流重量，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热心，商场上络续出现了各式类型的计量电能表，相比先进的是感应式智能型电能表。传统机械式电能表的守秘性不及，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本性，其中的互感器可将电网高位电流电压向低位数值转机。然则，即使感应式智能型电能表的智能化进程较高，在使用中也会受到外部因素的侵犯，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充电谐波稠浊

谐波稠浊是电路中较常见且危害较大的侵犯因素。为灵验减小谐波稠浊，配电网中常常会设立整流安装，保险电网的精深运行。谐波与波形中的噪声侵犯高度相似，天然其幅度较小，然则对电网举座运营的危害较大。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，系统赓续运行的经过中会产生非线性谐波，而谐波多以正弦或余弦重量默示，相位的奇偶性便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、相邻抖动的时时期隔越短，标明谐波幅度变化较小。谐波的引入与充电桩并网数目、时期、充电模式等齐有精良辩论，越接近充电峰值的时期段谐波变化幅度越大，对电流的负面影响也越大。相接本色训戒，一般以奇次谐波产生的电流侵犯为主，因此在本色的职责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，精深电流电压与谐波电压之间常常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逾越单台充电桩的谐波电流，而且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紧要因素，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

充电桩在快充现象下常常会对原电网产生较大的冲击性负荷，引起波形变形，导致波形呈不章程的特质，以至在不同周期内波形的幅值、相位、频率等波动昭着。在电流脉冲功率变化梯度赓续加速的情况下，电力系统的电压易出现闪变风物，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热心的紧要问题，脉冲充电对电网旯旮负荷存在倏得性压力，一朝计量恶果的准确度不及将会侵犯电网的精深运转，以至激勉充电事故。脉冲幅值较高的情况下，谐波因素与老例电流相接近，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，淌若充电幅值赓续增大，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现象时，也可能会引起直流重量。直流重量是酿成电磁互感器磁偏风物的紧要原因，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，电能计量恶果与本色值的偏差越大，但在直流重量变化梯度不逾越某一限制值的情况下，电能计量恶果虽有偏差，但其偏差异常小，基本上不错忽略不计。

3责罚策略

3.1完满辘集负荷波形

当今，在新动力汽车行业发展的经过中，充电桩电能计量方面出现了好多新表面和新技巧，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问课题。关联东说念主员需要在有条目的情况下组成相宜负荷波形辘集要求的环境条目，在其中配备波形记载仪，使其频率为 500 kHz，由该开发辘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关联参数，如电压、电流、谐波幅值等。现场环境中需要配备波形记载仪，为确保该仪器能完成其测量任务，应降服相应的安装与操作门径，如用外接入型电压探头赢得和辘集电压数据，期骗钳式电流互感器辘集电流参数；为保险测量恶果准确性，可期骗四相三线的接线款式，以链接不同的电能计量点，得到完满、准确的测量数据。

充电桩电能计量系统插足职责现象后，同步启动波形记载仪，及时辘集电流与电压信息；由于辘集到的信息款式不相宜系统圭臬，需要将辘集到的信息滚动为 MEM 文献保存，后期期骗开发读取该数据再将其转机成系统可识别的 txt或 CSV 文献，依靠 Matlab 软件深远分析、挖掘数据，得到可靠的论断。对 CSV 款式的数据而言，读取速率较慢，能灵验涌现的数据范围受限一般为 105 万点傍边，在处理数据时要对 Matlab 进行导入，无法达成裁剪功能且文献容量较大；对 txt 款式的数据来说 ，读取速率相通相对沉稳，相通需将数据导入Matlab，数据处理速率较低，一些较为复杂的处理行径无法达成。而 Matlab 数据相较于这 2 种数据款式的读取速率快，其可涌现的数据量较大，好像被裁剪、处理后奏凯期骗。数据转机方法如图 1所示。

3.2分析负荷波形章程

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，得到科学的处理款式，关联东说念主员在本色的职责中需要掌捏负荷波形的变化趋势和章程。以直流充电桩为例，在保持其他参数不变的现象下，变化充电桩的职责情形，主要包含停机、充电、启动、待机 4 个现象，辘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，借助软件伸开数据分析与判定。凭证数据辘集恶果，不同期段内的电流与电压各有不同，关联东说念主员在软件援救下分析数据，得到其他参数沟通、现象不恻隐况下电流和电压的变化趋势，计较 32 周波、单周波的电流和电压的大值、小值，终详情谐波含量，分析谐波对电能计量的侵犯。

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，采取 32 周波、单周波进行比对，当充电桩慎重充电时相比电流和电压的大值与小值波动。追忆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，当开发待机时电流较小，基本在 7 A 傍边；当开发插足充电情形时，电流将从 7 A 驱动渐渐变大，但启动时无昭着冲击；当插足恒流充电现象时，开发万古期安适运转；扫尾充电后的 1～2 s 内电流从原先的峰值驱动减小，在此经过中运行也相对安适和可靠。通过抽象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，住手与启动时期段内的谐波含量大，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，变化幅度也异常小，基本不错忽略不计。充电桩负荷有以下特质：① 充电情况下负荷电流大，为 100 A；② 住手与启动充电桩时对应的交流输入侧谐波电流大，但现象转机插足充电情形时电流谐波含量呈现着落趋势，基本在 3% 傍边，扫数经过中的电流谐波异常小；③ 充电桩处于待机现象时，功率因数减小；④ 当处于直流输出侧时，谐波含量偏低，对电能计量的影响不值一提。

3.3加强环境温度管制

交流充电桩职责时温度亦然需要热心的紧要意见，当温度存在较大幅度的波动时，充电桩示数破绽也会随之有所变化。以某一充电桩为分析对象，改动其输出电流的大小，示数破绽不变，但若调解其温度大小，示数破绽有变化但幅度异常小。交流充电桩内包含各式里面元件，淌若这些元件所处的环境温度有所波动，将产生温度漂移风物，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异常敏锐，独一温度有变化，晶振频率也会发生变化，淌若系统重叠的破绽次数较多，示数破绽波动昭着，电流与电压的积攒量形成充电电量破绽。值得指出的是，环境湿度变化并不会侵犯充电桩的晶振电路。为此，为限定充电桩的电能计量破绽，需要热心充电桩的职责温度。

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技巧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拒绝地数据辘集和监控，及时监控充电桩运职业态，进行充电管事、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，绝缘低各样故障进行预警；充电桩支柱以太网、4G或WIFI等款式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

4.2应用场合

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单元、交易抽象体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施遐想。

4.3系统结构

4.3.1系统分为四层：

1）即数据辘集层、辘集传输层、数据中心层和客户端层。

2）数据辘集层：包括电瓶车智能充电桩通信公约为圭臬modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于辘集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）辘集传输层：通过4G辘集将数据上传至搭建好的数据库管事器。

4）数据中心层：包含应用管事器和数据管事器，应用管事器部署数据辘集管事、WEB网站，数据管事器部署及时数据库、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探望电瓶车充电桩收费平台。结尾充电用户通过刷卡扫码的款式启动充电。

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门径。

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溜达情况，对开发现象、开发使用率、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涌现，同期可稽查每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记载、收益、能耗、故障记载等。调和管制小区充电桩，稽查开发使用率，合理分派资源。

4.4.2及时监控

及时监视充电设施运职业况，主要包括充电桩运职业态、回路现象、充电经过中的充电电量、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注意信息。

4.4.4故障管制

开发自动上报故障信息，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职责完成后将恶果上报。充电用户也可通过充电小门径反应现场问题。

4.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时期、充电款式等不同角度，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、优惠行径，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、好像进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行辛苦参数缔造，同期可采纳故障推送

4.4.8充电小门径

面向充电用户使用，可稽查隔邻闲散开发，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、来回查询、故障禀报等功能。

4.5系统硬件设立

5结语

跟着我国电动汽车的高速发展，充电桩的电能 计量问题渐渐受到了消费者的热心。本文从电动汽车充电款式与计量模式启航，得出充电桩对电能 计量存在一定冲击的论断。为从根柢上减小破绽，擢升计量恶果的准确性，关联部门可参考本文得出的论断，制定相应措施责罚充电桩电能计量问题。

参考文献

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