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1、电动汽车充换电设施电能计量及溯源方法探讨 樊路明 江苏省电力公司宜兴市供电公司 摘 要： 鉴于以往所使用的电能表已经无法适应对于负荷进行准确计量的要求, 在检定溯源工作方面也存在着一定的局限性, 本文对电动汽车充换电设施电能计量及溯源方法进行了详细的阐述与分析, 希望可以起到参考作用。关键词： 溯源方法; 电能计量; 电动汽车; 1 充换电设施电能准确计量及溯源方法1.1 谐波环境下的电能计量方法本次实验研究以 ip-iq算法为基础, 对无功电流与电网谐波进行分析。电网中的谐波通常为整数次谐波, 在其中包括非整数次谐波的情况下, 基于以往所使用的 ip-iq算法, 非整数次谐波的计算很可能会存
2、在误差, 这就需要采用瞬时无功功率理论对检测方法进行改进。1.2 电流冲击环境下电能计量技术在电波小型变化较大、负荷变化较大的情况下, 可以将电流调整至 1A, 电能表动态范围为 2500:1。此时额定电流 IN=1A, 传感电路转换过程中所释放出来的传感信号为 25m V;在 IN=10m A 的情况下, 传感信号为 250V, 若模数转换器仍然停留在 16bit 的水平上, 同时也未设置其他辅助手段, 所得到的测量结果会出现 3.6%以上的误差。在处理宽动态信号的过程中, 可供选择的方案订包括以下两种, 在着重考虑成本的情况下, 需要采用量程切换+16bit ADC 方案, 在着重考虑精度
3、宽范围的情况下, 则可以选用 24bit 的 ADC 无量程切换方案。在对渗滤能量进行计算的过程中, 可以采用 FFT 计算方法, 这种计算方法需要采样点数 N=2, 使分析精度得到进一步的提高。在同整周期采样的方式进行计量一方面能够使能量计量与谐波分析的精度得到提升。2 充换电设施专用电能表溯源技术2.1 三相动态畸变负荷波形模拟标准源的研制动态畸变负债的计量需要通过电能计量表来完成, 本次实验研究所选用的模拟标准源为 0.05 级。标准方案与标准源指标可以在功率放大器辅助下实现。采用模拟功放形式的功率源能够防止受到数字功放因素的影响, 同时也能够避免受到不必要的、额外的谐波累加, 降低谐波
4、含量。将数字预失真技术引入到电能计量中, 在标准表反馈结果的支持下, 对理论波型与谐波波型进行比较, 所释放的信号源能够体现出差值的反向叠加特点, 将预失真的效果充分体现出来, 使输出的谐波达到比较理想的水平。通过阻容非线性材料, 能够对反馈互感器与对升流器的非线性起到补偿作用, 升流器能够维持在 250 次谐波的输出波型, 体现出一定的单调性特点。2.2 高压大电流直流电能表整体校验装置研制直流电能表在长期的使用过程中需要接受多次的检定, 本次实验研究所选用的电能表检定装置为直流式装置, 能够整体检定 0.2 级以下的电能表装置, 其中包括具备直流功率输出、纹波功率输出的标准功率源。电能表有
5、效检定电压范围在 0500v 之间, 电流范围在 0750A 之间。直流电能表检定装置由计算机、误差显示器、标准直流表、电流源、电压源等构成。在具体的检定过程中, 计算机会向直流源发出指令, 接收到指令后的直流源会对电流 I 与电压 U 进行检定, 被检表与标准直流会在同一时间对电流与电压进行连续的采集, 在对所采集到的数字进行计算后, 能够于显示器上将误差数值显示出来, 同时通过通信系统将误差值反馈给计算机。3 充换电设施电能计量技术应用3.1 交流电能计量技术应用基于谐波电能计量算法与谐波分量检测算法的动态电能检定装置, 其基波电流为 If=5A, Uf=57.7V, 第 n 次谐波电流为
6、 40%If, 第 k 次谐波电压为 10%Uf。3.2 直流电能计量技术应用在充电站为电动汽车充电的过程中, 充电状态与车辆数据所产生的变化一定程度上会出现电流冲击现象, 对计量准确性造成一定的影响。处于直流充电状态下电动汽车需要采用直流计量的方法, 依照直流电能计量装置, 所选用的计费方式也需要与直流装置的要求相符合。我国现有的电力系统所使用的计费方面主要为交流计费。在电机损耗国忽略不计的情况下, 交流电能与直流电能表计量的电量需要保持一致。若将电机损耗纳入到考虑范围之中, 直流计量条件下交流计量条件下所得到的充分电量需要大于交流计量。经实验研究发现, 有关问题需要进一步加强对于直流电能表
7、检定装置的研究, 结合以往的应用经验形成直流电能表溯源体系。本文对充电状态下电动汽车电能计算的具体方法进行了详细的介绍, 提出了对电压、基波电流、整数次谐波进行分步检测的方式, 在小型畸变的状态下能够提升谐波检测的实时性。在无级放大技术的支持下, 对荷电能计量技术进行了改进, 使电能表快速响应能力与响应范围得到了提升。在三相动态模型标准的支持下, 能够对电能计量在动态畸变负荷影响下所产生的溯源问题进行有效的解决。电动汽车在量值可溯源的情况下能够解决下游电能量在电压变化情况下所引发的检定溯源问题, 这种处理方法能够在具体的应用过程中体现出良好的效果。本次实验研究能够对智能计量、智能电网的建设起到良好的推进作用, 实现公正、公平的智能用电起到有效的推动作用。4 结语当前我国已经进入到转变经济增长方式, 促进产业结构优化升级的关键阶段, 电动汽快速发展, 相关的电能计量计数也需要能够与电动汽车的发展相一致, 使各项指标能够符合计量标准, 为我国新能源汽车的发展贡献力量。参考文献1徐臣, 李跃武.电动汽车充换电设施新型经营模式初探J.能源技术经济, 2011 (09) :2934. 2张迪.电动汽车充换电设施选址模型研究D.武汉:华中科技大学, 2015, 06 (11) :1819.
