1 電動汽車充電站充電模式
目前國內提出(chu)了多種電(dian)(dian)動汽車充(chong)電(dian)(dian)站模式，主要有常規充(chong)電(dian)(dian)、快速充(chong)電(dian)(dian)和(he)機(ji)械(xie)充(chong)電(dian)(dian)三種。

1.1 常規充電

常規充電方式，采用小電流的恒壓或恒流充電，充電電流約為15 A，充電時間一般為5 ～ 8 h，甚至長達10 ～ 20 多個小時。常規充電的充電器和安(an)裝(zhuang)成(cheng)本比較低，可充分利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)力低谷時段進行充電(dian)(dian)(dian)，降低充電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本，提高充電(dian)(dian)(dian)效率和延長電(dian)(dian)(dian)池的(de)使用(yong)壽命。

常規充電模(mo)式(shi)的主要(yao)缺(que)點為(wei)充電時(shi)間(jian)過長(chang)，有緊急運行需求(qiu)時(shi)難(nan)以滿(man)足(zu)。

1.2 快速充電

快速充電又稱應急充電，是以較大電流短時間在電動汽車停車的20 min ～ 2 h 內，為其提供短時充電服務，一般充電電流為150 ～ 400 A。相對常規充電模式，快速充電也存在一定的缺點: 充電器充(chong)電(dian)效率(lv)較(jiao)(jiao)低，且(qie)相應的(de)工作和(he)安裝(zhuang)成本較(jiao)(jiao)高(gao)。由于采用快速(su)充(chong)電(dian)，充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)大，這就對(dui)充(chong)電(dian)技術方法(fa)以及充(chong)電(dian)的(de)安全性提出了更高(gao)的(de)要求，同時(shi)計量收(shou)費設(she)計也需(xu)特別考慮(lv)。

1. 3 機械充電

電(dian)(dian)動汽車(che)用戶(hu)可(ke)租用充滿(man)電(dian)(dian)的(de)蓄電(dian)(dian)池，更換已經耗盡的(de)蓄電(dian)(dian)池，有利于提(ti)高車(che)輛使用效率，也提(ti)高了用戶(hu)使用的(de)方便性和快捷(jie)性。

2 電動汽車充電電能計量(liang)存在的(de)問題

2.1 對充電站(zhan)電能質量(liang)的(de)影響

電(dian)(dian)動汽車蓄電(dian)(dian)池充(chong)(chong)電(dian)(dian)屬非(fei)線性(xing)負荷，充(chong)(chong)電(dian)(dian)過程中會(hui)產生諧(xie)波(bo)，諧(xie)波(bo)會(hui)對(dui)電(dian)(dian)網造成諧(xie)波(bo)污染，引(yin)起(qi)線路或(huo)變壓器附加損耗增(zeng)加和發熱，造成系(xi)統(tong)的(de)電(dian)(dian)感、電(dian)(dian)容(rong)發生諧(xie)振，使諧(xie)波(bo)進一步(bu)放大(da)。電(dian)(dian)動汽車蓄電(dian)(dian)池充(chong)(chong)電(dian)(dian)屬容(rong)性(xing)負荷，負荷功率(lv)因數偏低(di)，不滿足(zu)供電(dian)(dian)公司對(dui)用(yong)戶功率(lv)因數大(da)于0.9 的(de)要求(qiu)。

另外(wai)，當電(dian)(dian)動汽(qi)車(che)采用大(da)電(dian)(dian)流快(kuai)速(su)充電(dian)(dian)時(shi)，會(hui)形成150 ～ 600 A 的(de)大(da)電(dian)(dian)流，這(zhe)可能會(hui)造成電(dian)(dian)網不穩(wen)定(ding)，并且(qie)過分密集的(de)集中充電(dian)(dian)可能導致(zhi)充電(dian)(dian)站瞬(shun)時(shi)負(fu)(fu)荷過大(da)，對電(dian)(dian)網的(de)負(fu)(fu)荷調(diao)節能力、載(zai)荷能力以(yi)及電(dian)(dian)源(yuan)容量均(jun)造成考驗。

2.2 充電站電能(neng)計(ji)量難點

對以上問題(ti)，安裝在較大型充電(dian)(dian)站(zhan)的電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)計(ji)(ji)量(liang)裝置，必須具備(bei)諧波計(ji)(ji)量(liang)、監測及消除(chu)功能(neng)(neng)(neng)(neng)，以及直流電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)計(ji)(ji)量(liang)功能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)寬負載計(ji)(ji)量(liang)功能(neng)(neng)(neng)(neng)。這對目前廣泛使用的智能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)表提(ti)出(chu)了更為嚴苛的要求。

對于同一充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)站同時擁有(you)快充(chong)(chong)(chong)(chong)和(he)慢充(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)情況下，如何調整充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)負荷(he)，使(shi)為(wei)快速(su)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設定的(de)容量(liang)(liang)在(zai)常規(gui)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)的(de)情況不致于造成容量(liang)(liang)冗余。且由(you)于充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)時間(jian)分散，如何調整充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)時間(jian)，使(shi)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)站可(ke)以在(zai)低谷(gu)時段起到削峰填谷(gu)、提高負荷(he)利用率的(de)作用，都成為(wei)目前電(dian)動車充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)站計量(liang)(liang)點配置(zhi)的(de)難題。

3 充(chong)電(dian)站(zhan)電(dian)能計量問(wen)題分析及對策

3.1 諧(xie)波對(dui)電能表計量(liang)準確性的影響(xiang)

電動汽車充電設備所產生的諧波以及容性負荷性質，也對電能計量裝置提出了較高的工作要求。全電子式電能表的計量原理如圖1 所示。
 
電(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)的誤差(cha)主要(yao)源于其輸入(ru)部(bu)分，由于電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)輸入(ru)部(bu)分僅(jin)對(dui)基(ji)波(bo)(bo)信號進行變(bian)送，當電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流波(bo)(bo)形發生畸變(bian)時(shi)，磁通(tong)不(bu)能(neng)(neng)(neng)相應(ying)地發生線性變(bian)化而產生誤差(cha)，影(ying)(ying)響了電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)整體的計(ji)量(liang)精(jing)度。但(dan)絕大部(bu)分電(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)在(zai)0 ～ 1 kHz 范(fan)圍(wei)內(nei)對(dui)諧波(bo)(bo)功率的響應(ying)和對(dui)基(ji)波(bo)(bo)功率的響應(ying)大致(zhi)相同，因此它基(ji)本上能(neng)(neng)(neng)計(ji)量(liang)基(ji)波(bo)(bo)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)和全部(bu)諧波(bo)(bo)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)，反映的電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)值可表(biao)示為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因此對(dui)于充電(dian)(dian)站電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)應(ying)采用全波(bo)(bo)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)計(ji)量(liang)方(fang)式(shi)，避免(mian)諧波(bo)(bo)對(dui)計(ji)量(liang)裝(zhuang)置的影(ying)(ying)響。

3.2 沖擊負荷對計量(liang)的影(ying)響

在快速(su)充(chong)電模式下，充(chong)電站會(hui)對電網(wang)產生沖(chong)擊(ji)性負荷(he)，其(qi)對系統的(de)影響主要表現(xian)在使波(bo)(bo)形(xing)畸(ji)變嚴(yan)重、無規(gui)律，可能(neng)造成不同周期內的(de)波(bo)(bo)形(xing)存(cun)在幅值、相位和頻率(lv)的(de)波(bo)(bo)動。由于(yu)功率(lv)變化(hua)迅(xun)速(su)，容易造成系統電壓閃變使電壓波(bo)(bo)形(xing)出現(xian)凹陷或突出。所以，沖(chong)擊(ji)性負荷(he)也給(gei)電能(neng)計量(liang)表計量(liang)誤差帶(dai)來很(hen)大(da)的(de)隨(sui)機性。

同(tong)(tong)樣(yang)的(de)(de)計量表(biao)針對不(bu)同(tong)(tong)時(shi)間的(de)(de)同(tong)(tong)一沖擊負荷，其(qi)所(suo)計量的(de)(de)電量可能有很大差(cha)(cha)別。例如，某(mou)軋(ya)鋼廠在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)中進行校驗，其(qi)電子表(biao)誤差(cha)(cha)可達－12.45%，而在(zai)停產(chan)(chan)時(shi)校驗，誤差(cha)(cha)僅為+0.28%。沖擊負荷造成(cheng)計量誤差(cha)(cha)的(de)(de)主要原因(yin)是采樣(yang)的(de)(de)頻(pin)譜泄漏(lou)。

針(zhen)對沖擊性(xing)負荷，由于數字式計量表中所(suo)采用(yong)的FFT 在(zai)時域中沒有(you)局部變(bian)化的能力，所(suo)以(yi)可以(yi)考慮(lv)將具有(you)良好時－ 頻局部變(bian)化特征的小波變(bian)換(huan)應用(yong)在(zai)電能表中，兩種方法結合使用(yong)，以(yi)計量在(zai)沖擊性(xing)負荷的情況下用(yong)戶(hu)所(suo)消(xiao)耗的實際電能。

3.3 電能表的寬負(fu)載(zai)計量能力

電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)分為快充(chong)(chong)和(he)慢充(chong)(chong)兩種模式(shi)。快充(chong)(chong)模式(shi)時(shi)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間較(jiao)短，回(hui)路中(zhong)的負載電(dian)(dian)(dian)流卻很大，有時(shi)會達到(dao)150 ～ 600 A; 而慢充(chong)(chong)模式(shi)時(shi)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間較(jiao)長，在充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)回(hui)路中(zhong)形(xing)成的負載電(dian)(dian)(dian)流較(jiao)小。因(yin)此電(dian)(dian)(dian)能計量裝置必須具備從小電(dian)(dian)(dian)流到(dao)幾百安大電(dian)(dian)(dian)流的測量范圍，對電(dian)(dian)(dian)能計量來(lai)講，是一個(ge)技術難題。

對于這一難題，可以在大電流時采取并聯均流的方法，原理如圖2 所示。
 
采(cai)用N 個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)并聯構(gou)成(cheng)的電(dian)源(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)向負(fu)載(zai)供電(dian)，每個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)的功(gong)率為(wei)負(fu)載(zai)所(suo)需功(gong)率的1 /N。運(yun)行時(shi)，每個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)平均承擔(dan)負(fu)載(zai)功(gong)率。某一個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)發生故障時(shi)，供電(dian)并不(bu)中斷(duan)，僅僅是最(zui)大供電(dian)能(neng)力有所(suo)降低(di)，不(bu)會影響負(fu)載(zai)的正常工作。

這(zhe)種方(fang)(fang)(fang)式要求(qiu)并(bing)聯(lian)運(yun)行的(de)每個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)平(ping)均承擔負(fu)載功(gong)率，這(zhe)并(bing)不(bu)是簡(jian)(jian)單地(di)將多個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)輸出(chu)(chu)端接在一起就(jiu)能做到的(de)。但(dan)是電(dian)源(yuan)(yuan)輸出(chu)(chu)參(can)數(shu)的(de)擴展，僅僅通過簡(jian)(jian)單的(de)串、并(bing)聯(lian)方(fang)(fang)(fang)式還不(bu)能完全保證整個(ge)擴展后的(de)電(dian)源(yuan)(yuan)系統穩定可靠地(di)工(gong)作。不(bu)論電(dian)源(yuan)(yuan)模塊是擴壓(ya)還是擴流，均存在一個(ge)“均壓(ya)”、“均流”的(de)問題，而(er)解決方(fang)(fang)(fang)法的(de)不(bu)同，對整個(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)擴展系統的(de)穩定性(xing)、可靠性(xing)都有很(hen)大的(de)影響。

4 結語

未來，電動汽車對電力市場的增供擴銷會起到重要的拉動作用。由電力企業發展經營電動車充電站具有先天優勢，而準確計量更成為電力企業在占有電動車充電站發展市場中最為關鍵的環節。早日解決電動車充電計量中的各種難題，將推動新能源汽車的普及。