王和忠 王慕將 曲鈺 鐘尚染 諸加榮

[摘? ? 要]電動汽車具有的功能越來越豐富，直流快充裝置的需求變得越來越多元，直流電能計量裝置憑借自身具有的多元化優(yōu)勢已經(jīng)在電動汽車充電樁中被廣泛使用。本文通過對電動汽車充電裝直流計量裝置遠程校驗系統(tǒng)整體構(gòu)架進行詳細分析，結(jié)合實際情況將具有較高針對性和有效性的方法運用其中，從而使遠程校驗工作具有的可靠性和安全性目標得到充分實現(xiàn)，為大眾享受高品質(zhì)汽車服務提供積極幫助。

[關(guān)鍵詞]電動汽車;充電樁;直流;設計裝置;遠程校驗

[中圖分類號]TM933.4 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Remote Calibration Method for DC Metering Device of Electric Vehicle Charging Pile

Wang He-zhong，Wang Mu-jiang，Qu Yu，Zhong Shang-ran，Zhu Jia-rong

[Abstract]Electric vehicles have more and more rich functions， and the demand for DC fast charging devices has become more and more diversified. DC energy metering devices have been widely used in electric vehicle charging piles with their diversified advantages. Based on the detailed analysis of the overall framework of the remote calibration system of DC metering device for electric vehicle charging， this paper applies highly targeted and effective methods in combination with the actual situation， so as to fully realize the reliability and safety objectives of the remote calibration work， and provide positive help for the public to enjoy high-quality automobile services.

[Keywords]electric vehicle; charging pile; direct; design device; remote verification

通過對電動汽車直流計量裝置的特點進行詳細分析，能夠明確了解電動汽車用戶希望快速充電的需求。對于直流非車載充電系統(tǒng)，我國正式頒布了對應的質(zhì)量計量標準。作為核心計量依據(jù)，直流電能表是否具有較高性能，對電力企業(yè)、電動車用戶、充電站運營商是否能夠獲得較高經(jīng)濟效益起到了決定性作用。因此，定期對電能計量裝置具有的誤差進行嚴格校驗，才能確保相關(guān)裝置計量結(jié)果具有較高準確性。電動汽車充電樁直流計量裝置進行遠程校驗方法，能夠?qū)鹘y(tǒng)由人工攜帶電能表在設備現(xiàn)場進行檢查的方式徹底改變，不僅能夠使校驗工作具有的準確性得到有效提高，充分縮短校驗時間，而且還能使校驗成本大幅度降低，因此具有較高的實用價值。

1 電動汽車充電樁直流計量裝置遠程教校驗系統(tǒng)的整體構(gòu)架

根據(jù)對電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統(tǒng)展開詳細分析能夠知道，相關(guān)系統(tǒng)主要是由在集中管理中心布置的遠程校驗管理主站以及在充電站場安裝的現(xiàn)場校驗裝置所組成。其中，遠程校驗管理主站包括管理工作站、服務器、其他客戶端。以二層式通信方式作為整個遠程校驗系統(tǒng)的構(gòu)架，具體如圖1所示。當數(shù)量較多的充電樁站點接入時，能夠結(jié)合實際情況，進行遠程校驗管理子站的設置，從而在二層式通用型構(gòu)架的基礎(chǔ)上，擴展成為三層[1]。

通過對具體線路進行有效切換，能夠使現(xiàn)場裝置在不同時刻對不同線路電路表進行誤差檢測、分流器二次負荷測試的目標得到有效實現(xiàn)，具體如下所示。

（1）本地控制模塊。在落實現(xiàn)場校驗裝置核心控制目標的過程中，主要通過工控機實現(xiàn)。工控機主要是針對現(xiàn)場校驗裝置發(fā)揮作用，通過結(jié)合實際工作需求，對現(xiàn)場校驗裝置的工作邏輯進行有效控制、管理本地通訊、與遠程主站之間實現(xiàn)交互、操作本地人機界面等。脈沖通道切換模塊與采樣通道切換模塊還能在本地控制模塊的作用下，有效控制通道的切換。

（2）采樣通道切換模塊。通過對本地控制模塊下發(fā)的控制指令進行有效接收，能夠控制并切換測試通道，并且在同一時間，對各通道的電壓信號和電流信號進行二次側(cè)采樣、調(diào)整，將最終得到的信號上傳到標準表中。

（3）脈沖通道切換模塊。通過對本地控制木塊下發(fā)的控制指令進行有效接收，控制并切換每一個待測電能表中的脈沖信號通道，從而將得到的脈沖信號上傳到標準表中。

（4）標準表。標準表的主要作用是確保電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗結(jié)果的準確性，提供具有較高準確性的校驗對比標準源。通常情況下，會采用精準度在0.1級以上的標準表，對頻率、相位、電流、電壓、電量等電信號進行測量。

2 電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗功能的有效實現(xiàn)途徑

2.1 系統(tǒng)具有的功能

對于電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統(tǒng)而言，能夠憑借自身具有的多元化優(yōu)勢，在奠定汽車行業(yè)得到廣泛發(fā)展和普及，其具有的功能主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）能夠?qū)χ绷饔嬃垦b置具有的誤差進行校驗。通過使用實時脈沖比較法，對直流計量裝置具有的誤差進行測試。不僅要計量裝置直流電能表的數(shù)據(jù)和標準目標具有的電能脈沖信號，而且還要對比分析檢測結(jié)果，從而準確得到直流電能表具有的誤差數(shù)據(jù)。

（2）有效監(jiān)測分流器的二次負荷情況。之所以電能計量存在的誤差會不斷增加，是原因分流器二次回路采樣數(shù)據(jù)缺乏精準性。通過對分流器的二次負荷情況進行實時監(jiān)測，對其是否超過標準數(shù)值進行判斷，從而使計量校驗工作具有的準確性得到保障[2]。

（3）遠程校驗操作。通過對主站后臺管理軟件以及無線網(wǎng)絡的科學操作，能夠有效實現(xiàn)在同一時間遠程校驗多個不同充電樁具有的直流計量方式，徹底解決傳統(tǒng)校驗方法需要工作人員到現(xiàn)場進行單獨校驗存在的眾多問題。

（4）遠程監(jiān)測異常狀態(tài)。通過對誤差數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)記錄的有效保存，當校驗達到的誤差數(shù)據(jù)超過最高上限時，系統(tǒng)服務器會第一時間發(fā)出異常報警，并將相關(guān)內(nèi)容及時推送到客戶端[3]。

2.2 系統(tǒng)通信建模

對于電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統(tǒng)而言，其具有的軟件通信管理數(shù)據(jù)包不僅擁有固定數(shù)據(jù)幀長度的數(shù)據(jù)包（如對直流計量裝置發(fā)出的校準操作和指令），而且還有不固定數(shù)據(jù)幀長度的數(shù)據(jù)包（如主站接收到設備端發(fā)送的直流計量裝置相關(guān)精度誤差數(shù)據(jù)）。為了能夠使通信兼容的目的在每一個遠程校驗系統(tǒng)之間得到有效實現(xiàn)，應該對相關(guān)數(shù)據(jù)通信進行規(guī)范化管理。管理軟件應該結(jié)合具體情況和實際要求，將IEC61850通信協(xié)議標準相關(guān)內(nèi)容結(jié)合其中，從而適當擴展現(xiàn)有標準中的相關(guān)邏輯節(jié)點。

以IEC61850通信協(xié)議標準為基礎(chǔ)，對電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統(tǒng)進行操作，需要對以下兩個方面實現(xiàn)建模：①IEC61850的客戶端需要由遠程校驗管理手段進行實現(xiàn)，對充分符合IEC61850標準的現(xiàn)場校驗裝置具有的數(shù)據(jù)讀取操作和配置下裝操作給予積極支持。②IEC61850服務器相關(guān)需求要能被現(xiàn)場校驗裝置有效滿足，不僅要根據(jù)相關(guān)標準內(nèi)容進行建模，而且還要為各項目服務提供接口，對ICD文件的配置給予支持，具體如圖2所示[4]。

2.3 管理軟件功能的實現(xiàn)

操作人員在系統(tǒng)遠程校驗管理主站端口，可以根據(jù)相關(guān)的圖形對界面進行操作，在校驗充電樁側(cè)的直流計量裝置的過程中，通過對數(shù)據(jù)庫管理模塊的查詢，管理軟件可以率先得到該計量裝置具有的各項參數(shù)和屬性，然后在充電樁通信管理模塊的作用下，對該計量裝置具有的充電樁通信屬性請求準確的掌握，并將對應的通信Socket結(jié)構(gòu)體配置其中，從而使相應通信連接在充電樁側(cè)形成的校驗裝置和通信控制模塊進行有效組合和建立[5]。

遠程校驗管理主站端口下發(fā)的各種遠程教研操作指令被充電樁側(cè)現(xiàn)場校驗裝置接收之后，現(xiàn)場校驗裝置能夠充分發(fā)揮采樣通道具有的切換模塊作用以及脈沖通道具有的切換模塊作用，針對目標充電樁計量裝置進行有效校驗。校驗現(xiàn)場相關(guān)裝置的主控模塊能夠?qū)Ρ恍ｒ灣潆姌毒哂械闹绷麟娔鼙砗蜆藴孰娏鞅碇g相同的計量脈沖信號和電氣參數(shù)進行同時采集，從而準確計算被校驗充電樁電能表各項參數(shù)具有的誤差，然后根據(jù)IEC61850協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)幀格式，對最后得到的數(shù)據(jù)進行處理。在此基礎(chǔ)上，運用無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡將最后得到的數(shù)據(jù)傳回到遠程校驗主站端口，從而充分發(fā)揮出對各個遠程充電樁計量表裝置進行準確校驗的功能和價值[6]。

3 結(jié)束語

如今，電動汽車行業(yè)整體發(fā)展水平逐年提升。然而，由于我國目前電動汽車充電樁的分布位置比較零散，如果依然使用傳統(tǒng)校驗方式，工作量較大、成本較高、周期較長的問題就無法得到有效解決。通過對電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗方式的靈活運用，能夠?qū)﹄娏鞅泶嬖诘恼`差進行遠程校驗，遠程監(jiān)控分流器具有的二次負荷情況和計量表裝置具有的異常情況。不僅能夠使充電樁具有的計量計費精度更加準確，還能使校驗工作具有的勞動強度得到大幅度降低，使工作效率全面提高的同時，提升電動汽車充電收費的公開水平。因此，電動汽車行業(yè)應該加強對充電樁直流計量裝置遠程校驗方法的積極推廣和靈活使用，能夠在一定程度上為我國電動汽車充電樁電能計量裝置管理工作朝著標準化和規(guī)范化方向發(fā)展提供積極幫助。

參考文獻

[1] 李愛民.淺談電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗方法[J].數(shù)碼設計（下），2019（5）：170.

[2] 陳文，趙玉祥，孫佳琪.電動汽車充電樁遠程監(jiān)測評價方法的研究[J].儀表技術(shù)，2020（4）：29-32.

[3] 王定富，毛卓越，毛勇，等.電動汽車智能充放電控制及計量裝置、系統(tǒng)及方法：CN：201811148449.7[P].2018-09-29.

[4] 于海波，李賀龍，王興媛，等.一種確定電動汽車充電樁電能計量裝置的計量誤差的方法和系統(tǒng)：CN201811037730.3[P].2019-09-06.

[5] 杜法剛，劉新，李毅.一種基于電動汽車充電樁的直流電能表現(xiàn)場檢測裝置：CN201811239749.6[P].2018-10-24.

[6] 陳金鷹，鄧鵬，卿琦，等.基于FPGA的電動車充電樁手機遙控裝置及其控制方法：CN201811240831.0[P].2018-10-23.