1 電動汽車充電站充電模式
目前國內提出了多種電(dian)動汽車充(chong)電(dian)站模式，主要有常規充(chong)電(dian)、快速(su)充(chong)電(dian)和機(ji)械充(chong)電(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)裝成本比較低(di)，可充(chong)分利用電(dian)(dian)力低(di)谷時(shi)段進(jin)行充(chong)電(dian)(dian)，降低(di)充(chong)電(dian)(dian)成本，提高充(chong)電(dian)(dian)效(xiao)率和延長電(dian)(dian)池的使用壽命。

常規充電(dian)模式的(de)主要缺點為(wei)充電(dian)時間(jian)過長，有緊(jin)急運行需求(qiu)時難(nan)以滿足。

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: 充電器充電(dian)效率較低(di)，且相應的(de)工作和安裝成本較高。由于采用快速充電(dian)，充電(dian)電(dian)流大，這就對充電(dian)技術方(fang)法以(yi)及充電(dian)的(de)安全(quan)性(xing)提出(chu)了更高的(de)要求，同時計(ji)量收費設計(ji)也需特(te)別考慮。

1. 3 機械充電

電(dian)動汽車(che)用戶可租用充(chong)滿電(dian)的(de)蓄電(dian)池(chi)，更換已(yi)經耗(hao)盡的(de)蓄電(dian)池(chi)，有利于(yu)提高車(che)輛(liang)使(shi)用效率，也提高了用戶使(shi)用的(de)方便性(xing)和快(kuai)捷性(xing)。

2 電(dian)動汽車充電(dian)電(dian)能計量存(cun)在的問題

2.1 對充電站電能質量的影(ying)響

電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車蓄電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)屬非線(xian)性負荷，充電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中會產生(sheng)諧(xie)波(bo)，諧(xie)波(bo)會對電(dian)(dian)(dian)網造成(cheng)諧(xie)波(bo)污染(ran)，引(yin)起(qi)線(xian)路(lu)或變壓器附加損耗(hao)增加和發熱(re)，造成(cheng)系統的電(dian)(dian)(dian)感(gan)、電(dian)(dian)(dian)容(rong)發生(sheng)諧(xie)振，使諧(xie)波(bo)進一(yi)步放大。電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車蓄電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)屬容(rong)性負荷，負荷功率因數偏低(di)，不滿足供電(dian)(dian)(dian)公司對用戶功率因數大于0.9 的要求。

另(ling)外，當電(dian)動汽車采用大電(dian)流快(kuai)速充(chong)電(dian)時，會形成(cheng)150 ～ 600 A 的大電(dian)流，這可能(neng)會造(zao)成(cheng)電(dian)網不穩定，并且過分(fen)密集(ji)(ji)的集(ji)(ji)中充(chong)電(dian)可能(neng)導致充(chong)電(dian)站瞬時負(fu)荷(he)過大，對電(dian)網的負(fu)荷(he)調節能(neng)力(li)、載荷(he)能(neng)力(li)以(yi)及電(dian)源容量均造(zao)成(cheng)考(kao)驗。

2.2 充電站(zhan)電能計量難點

對以(yi)上問題(ti)，安裝在(zai)較大型充電站(zhan)的電能(neng)(neng)計(ji)(ji)量裝置，必須具備(bei)諧波計(ji)(ji)量、監測及消除功(gong)能(neng)(neng)，以(yi)及直流電能(neng)(neng)計(ji)(ji)量功(gong)能(neng)(neng)和寬負(fu)載計(ji)(ji)量功(gong)能(neng)(neng)。這對目前廣泛使用的智(zhi)能(neng)(neng)電能(neng)(neng)表提(ti)出了更為嚴苛的要求。

對于(yu)(yu)同一充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)站同時擁有快充(chong)(chong)和(he)慢充(chong)(chong)的(de)情況(kuang)下，如(ru)何調整充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)負(fu)荷，使(shi)(shi)為快速充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)設定的(de)容(rong)量(liang)在常規(gui)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)的(de)情況(kuang)不致于(yu)(yu)造成(cheng)容(rong)量(liang)冗(rong)余。且由(you)于(yu)(yu)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時間分散，如(ru)何調整充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時間，使(shi)(shi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)站可以在低(di)谷時段起到削峰填(tian)谷、提高負(fu)荷利用(yong)率的(de)作用(yong)，都成(cheng)為目前電(dian)(dian)(dian)動車(che)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)站計量(liang)點配(pei)置的(de)難題。

3 充電站電能計量問題(ti)分(fen)析及對策(ce)

3.1 諧波對(dui)電(dian)能表(biao)計量準確性的影響

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)(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)的(de)(de)誤差主要源于其輸入部(bu)分，由(you)于電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)輸入部(bu)分僅對(dui)基(ji)波(bo)(bo)信(xin)號(hao)進行變(bian)送，當(dang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流波(bo)(bo)形發(fa)生畸變(bian)時，磁通不能(neng)相應(ying)地發(fa)生線性變(bian)化而(er)產生誤差，影響了電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)整(zheng)體的(de)(de)計(ji)量(liang)精(jing)度。但絕大(da)部(bu)分電(dian)(dian)(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)在0 ～ 1 kHz 范圍內對(dui)諧(xie)波(bo)(bo)功率的(de)(de)響應(ying)和對(dui)基(ji)波(bo)(bo)功率的(de)(de)響應(ying)大(da)致相同，因(yin)此(ci)(ci)它(ta)基(ji)本上能(neng)計(ji)量(liang)基(ji)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)和全(quan)部(bu)諧(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)，反映的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)值可表(biao)示(shi)為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因(yin)此(ci)(ci)對(dui)于充電(dian)(dian)(dian)(dian)站電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)應(ying)采用全(quan)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)計(ji)量(liang)方式(shi)，避免諧(xie)波(bo)(bo)對(dui)計(ji)量(liang)裝置的(de)(de)影響。

3.2 沖擊負(fu)荷(he)對(dui)計量(liang)的(de)影響

在(zai)(zai)快速(su)充(chong)電(dian)模(mo)式下(xia)，充(chong)電(dian)站會對(dui)電(dian)網產生沖擊性(xing)負(fu)荷(he)，其對(dui)系統(tong)的影響主要表現(xian)在(zai)(zai)使波(bo)形畸變嚴(yan)重、無規律(lv)，可能造成不同周期內(nei)的波(bo)形存(cun)在(zai)(zai)幅值、相位和頻率的波(bo)動。由于功率變化迅速(su)，容易造成系統(tong)電(dian)壓閃變使電(dian)壓波(bo)形出現(xian)凹陷或突出。所以，沖擊性(xing)負(fu)荷(he)也給(gei)電(dian)能計(ji)量(liang)表計(ji)量(liang)誤差(cha)帶來很(hen)大的隨機性(xing)。

同樣(yang)的(de)計量(liang)(liang)表針對(dui)不同時間的(de)同一沖(chong)擊負荷，其所計量(liang)(liang)的(de)電(dian)量(liang)(liang)可(ke)能有很大差別。例如，某軋鋼廠在生(sheng)產(chan)中進行校(xiao)(xiao)驗，其電(dian)子(zi)表誤差可(ke)達(da)－12.45%，而在停產(chan)時校(xiao)(xiao)驗，誤差僅為+0.28%。沖(chong)擊負荷造(zao)成(cheng)計量(liang)(liang)誤差的(de)主要原因是采樣(yang)的(de)頻(pin)譜泄(xie)漏(lou)。

針對沖擊性負荷，由(you)于(yu)數字式(shi)計量表中(zhong)所(suo)采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)FFT 在時(shi)域(yu)中(zhong)沒(mei)有局部變化(hua)的(de)(de)(de)能(neng)力，所(suo)以可以考慮將具有良好時(shi)－ 頻局部變化(hua)特征的(de)(de)(de)小波變換應用(yong)(yong)在電能(neng)表中(zhong)，兩種(zhong)方法結合使用(yong)(yong)，以計量在沖擊性負荷的(de)(de)(de)情(qing)況下用(yong)(yong)戶(hu)所(suo)消耗的(de)(de)(de)實(shi)際電能(neng)。

3.3 電能表的寬負載計(ji)量能力

電(dian)(dian)動汽車(che)充電(dian)(dian)分為(wei)快充和慢充兩種(zhong)模式(shi)。快充模式(shi)時，充電(dian)(dian)時間較短，回路(lu)(lu)中(zhong)的(de)(de)負(fu)載(zai)電(dian)(dian)流(liu)卻很大，有(you)時會達到150 ～ 600 A; 而(er)慢充模式(shi)時，充電(dian)(dian)時間較長，在充電(dian)(dian)回路(lu)(lu)中(zhong)形成的(de)(de)負(fu)載(zai)電(dian)(dian)流(liu)較小。因此電(dian)(dian)能計(ji)量(liang)(liang)(liang)裝置必須具備從小電(dian)(dian)流(liu)到幾百安大電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)測量(liang)(liang)(liang)范圍，對電(dian)(dian)能計(ji)量(liang)(liang)(liang)來講(jiang)，是一個技術難題。

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。
 
采用N 個(ge)電(dian)(dian)(dian)源并(bing)聯構成(cheng)的(de)電(dian)(dian)(dian)源系統向(xiang)負(fu)載(zai)供(gong)電(dian)(dian)(dian)，每個(ge)電(dian)(dian)(dian)源的(de)功率(lv)為負(fu)載(zai)所(suo)需功率(lv)的(de)1 /N。運(yun)行時(shi)，每個(ge)電(dian)(dian)(dian)源平(ping)均承(cheng)擔負(fu)載(zai)功率(lv)。某一個(ge)電(dian)(dian)(dian)源發(fa)生故障時(shi)，供(gong)電(dian)(dian)(dian)并(bing)不中(zhong)斷，僅(jin)僅(jin)是最大(da)供(gong)電(dian)(dian)(dian)能力有(you)所(suo)降低，不會影(ying)響(xiang)負(fu)載(zai)的(de)正常工作(zuo)。

這種方(fang)式要求并(bing)聯(lian)運行的(de)(de)每(mei)個(ge)(ge)(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)平均(jun)承(cheng)擔負載功率，這并(bing)不是(shi)簡單地(di)將多個(ge)(ge)(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)輸出(chu)端接在一起就能(neng)做到(dao)的(de)(de)。但是(shi)電(dian)源(yuan)(yuan)輸出(chu)參數(shu)的(de)(de)擴展，僅僅通(tong)過簡單的(de)(de)串(chuan)、并(bing)聯(lian)方(fang)式還不能(neng)完全保證整個(ge)(ge)(ge)擴展后(hou)的(de)(de)電(dian)源(yuan)(yuan)系統穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)地(di)工(gong)作。不論電(dian)源(yuan)(yuan)模塊是(shi)擴壓(ya)還是(shi)擴流(liu)(liu)，均(jun)存在一個(ge)(ge)(ge)“均(jun)壓(ya)”、“均(jun)流(liu)(liu)”的(de)(de)問題，而解決方(fang)法的(de)(de)不同，對整個(ge)(ge)(ge)電(dian)源(yuan)(yuan)擴展系統的(de)(de)穩(wen)定(ding)性、可(ke)靠(kao)性都有很(hen)大的(de)(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。