1 電動汽車充電站充電模式
目前國內提出了多種電(dian)動汽車充電(dian)站模式，主要有(you)常規充電(dian)、快速充電(dian)和機械充電(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裝成本比(bi)較低，可充分利用電(dian)(dian)(dian)力低谷時段進行充電(dian)(dian)(dian)，降低充電(dian)(dian)(dian)成本，提高充電(dian)(dian)(dian)效率和延長(chang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)使用壽命(ming)。

常規充(chong)電(dian)模式(shi)的主要缺(que)點為充(chong)電(dian)時間過(guo)長，有緊急運行需求時難(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(chong)(chong)電效(xiao)率較(jiao)低(di)，且相應的(de)工(gong)作和安裝(zhuang)成本(ben)較(jiao)高。由于采用快(kuai)速充(chong)(chong)電，充(chong)(chong)電電流(liu)大，這就對充(chong)(chong)電技術方法以及(ji)充(chong)(chong)電的(de)安全性提出了更高的(de)要求，同(tong)時計量收費設(she)計也需特別考(kao)慮(lv)。

1. 3 機械充電

電(dian)動汽車(che)用戶可(ke)租用充滿(man)電(dian)的(de)蓄電(dian)池，更換已經耗盡的(de)蓄電(dian)池，有(you)利于提高(gao)(gao)車(che)輛使(shi)用效率，也提高(gao)(gao)了用戶使(shi)用的(de)方便性(xing)和快捷性(xing)。

2 電動汽車(che)充電電能計(ji)量(liang)存在(zai)的問(wen)題

2.1 對充電(dian)站電(dian)能質量(liang)的影響

電(dian)(dian)動(dong)汽車蓄電(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)屬非線(xian)性(xing)負荷，充(chong)電(dian)(dian)過程中會產生(sheng)諧(xie)(xie)波，諧(xie)(xie)波會對電(dian)(dian)網造(zao)成諧(xie)(xie)波污(wu)染，引起線(xian)路或變(bian)壓器附加(jia)損耗增加(jia)和發(fa)熱，造(zao)成系(xi)統的電(dian)(dian)感、電(dian)(dian)容發(fa)生(sheng)諧(xie)(xie)振，使諧(xie)(xie)波進一步放大。電(dian)(dian)動(dong)汽車蓄電(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)屬容性(xing)負荷，負荷功(gong)率因數(shu)偏低(di)，不(bu)滿(man)足供電(dian)(dian)公司(si)對用戶功(gong)率因數(shu)大于(yu)0.9 的要求(qiu)。

另外，當電(dian)(dian)(dian)動汽車(che)采用大電(dian)(dian)(dian)流快速充電(dian)(dian)(dian)時(shi)，會形成(cheng)(cheng)150 ～ 600 A 的(de)大電(dian)(dian)(dian)流，這可能會造成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)網(wang)不穩定，并且過分密集的(de)集中充電(dian)(dian)(dian)可能導致充電(dian)(dian)(dian)站瞬時(shi)負荷(he)過大，對電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)負荷(he)調(diao)節能力(li)、載荷(he)能力(li)以及電(dian)(dian)(dian)源容量均造成(cheng)(cheng)考驗。

2.2 充電站電能計量難點(dian)

對以(yi)上問題(ti)，安裝(zhuang)(zhuang)在較(jiao)大型充電(dian)站的電(dian)能(neng)計量(liang)(liang)裝(zhuang)(zhuang)置，必須具(ju)備(bei)諧波計量(liang)(liang)、監測及(ji)消除(chu)功(gong)(gong)能(neng)，以(yi)及(ji)直流電(dian)能(neng)計量(liang)(liang)功(gong)(gong)能(neng)和寬負載(zai)計量(liang)(liang)功(gong)(gong)能(neng)。這對目前廣(guang)泛使用的智能(neng)電(dian)能(neng)表提出了更(geng)為嚴苛的要(yao)求。

對于同(tong)一充(chong)(chong)(chong)電站(zhan)(zhan)同(tong)時(shi)擁有快充(chong)(chong)(chong)和慢充(chong)(chong)(chong)的情況下，如何調(diao)整充(chong)(chong)(chong)電負(fu)(fu)荷，使為快速(su)充(chong)(chong)(chong)電設定的容量在(zai)(zai)常規(gui)充(chong)(chong)(chong)電的情況不(bu)致于造成容量冗(rong)余(yu)。且由于充(chong)(chong)(chong)電時(shi)間分散，如何調(diao)整充(chong)(chong)(chong)電時(shi)間，使充(chong)(chong)(chong)電站(zhan)(zhan)可以(yi)在(zai)(zai)低谷(gu)時(shi)段起到削峰(feng)填谷(gu)、提高負(fu)(fu)荷利用率的作用，都成為目前電動(dong)車充(chong)(chong)(chong)電站(zhan)(zhan)計量點配(pei)置的難題(ti)。

3 充(chong)電站電能計(ji)量(liang)問題分析及對策(ce)

3.1 諧波對電能表計量準確(que)性的(de)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)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)的(de)誤(wu)差(cha)主要源于其(qi)輸(shu)入(ru)(ru)部分(fen)，由于電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)輸(shu)入(ru)(ru)部分(fen)僅對基(ji)波(bo)信號(hao)進(jin)行(xing)變(bian)送，當電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流波(bo)形發生(sheng)畸變(bian)時，磁通不能(neng)(neng)(neng)相(xiang)應地發生(sheng)線(xian)性變(bian)化而產生(sheng)誤(wu)差(cha)，影響(xiang)了電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)整體的(de)計量(liang)精度。但絕大部分(fen)電(dian)(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)在(zai)0 ～ 1 kHz 范圍內對諧波(bo)功率的(de)響(xiang)應和對基(ji)波(bo)功率的(de)響(xiang)應大致相(xiang)同，因此它基(ji)本上能(neng)(neng)(neng)計量(liang)基(ji)波(bo)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)和全(quan)部諧波(bo)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)，反映的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)值可表(biao)示為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因此對于充電(dian)(dian)(dian)站電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)應采(cai)用全(quan)波(bo)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)計量(liang)方式(shi)，避免(mian)諧波(bo)對計量(liang)裝置(zhi)的(de)影響(xiang)。

3.2 沖擊(ji)負荷對計量的影(ying)響

在快(kuai)速充電(dian)模式下，充電(dian)站(zhan)會對(dui)電(dian)網產生沖擊性(xing)負荷，其對(dui)系統的影響主(zhu)要表現在使波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)畸變(bian)嚴重(zhong)、無(wu)規律，可(ke)能造(zao)成不同周期內的波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)存在幅值、相位和頻率的波(bo)(bo)動(dong)。由于功率變(bian)化(hua)迅(xun)速，容易造(zao)成系統電(dian)壓閃變(bian)使電(dian)壓波(bo)(bo)形(xing)(xing)(xing)出(chu)現凹陷或突出(chu)。所以，沖擊性(xing)負荷也給(gei)電(dian)能計(ji)量表計(ji)量誤差(cha)帶來很大的隨機(ji)性(xing)。

同(tong)樣的(de)計量(liang)(liang)表針對不同(tong)時間的(de)同(tong)一沖擊(ji)(ji)負荷，其所計量(liang)(liang)的(de)電(dian)量(liang)(liang)可(ke)能有很大差(cha)(cha)(cha)別。例如，某(mou)軋鋼廠在(zai)生產中進行校驗，其電(dian)子表誤(wu)差(cha)(cha)(cha)可(ke)達－12.45%，而(er)在(zai)停產時校驗，誤(wu)差(cha)(cha)(cha)僅為+0.28%。沖擊(ji)(ji)負荷造(zao)成計量(liang)(liang)誤(wu)差(cha)(cha)(cha)的(de)主(zhu)要原因是采樣的(de)頻(pin)譜(pu)泄漏。

針對沖擊性負荷，由于(yu)數字式計(ji)量表(biao)中(zhong)所采用的(de)(de)FFT 在(zai)時域中(zhong)沒有(you)局部變(bian)化的(de)(de)能力，所以(yi)可(ke)以(yi)考(kao)慮將具有(you)良好時－ 頻局部變(bian)化特征的(de)(de)小波變(bian)換應用在(zai)電能表(biao)中(zhong)，兩種方(fang)法結合使(shi)用，以(yi)計(ji)量在(zai)沖擊性負荷的(de)(de)情況下用戶所消耗的(de)(de)實際(ji)電能。

3.3 電能(neng)表的(de)寬負載計量(liang)能(neng)力

電(dian)(dian)動汽(qi)車充(chong)電(dian)(dian)分為(wei)快(kuai)充(chong)和慢充(chong)兩種模(mo)式。快(kuai)充(chong)模(mo)式時(shi)(shi)，充(chong)電(dian)(dian)時(shi)(shi)間(jian)(jian)較(jiao)(jiao)短，回路中(zhong)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)(dian)流(liu)卻很大(da)，有(you)時(shi)(shi)會(hui)達到(dao)(dao)150 ～ 600 A; 而慢充(chong)模(mo)式時(shi)(shi)，充(chong)電(dian)(dian)時(shi)(shi)間(jian)(jian)較(jiao)(jiao)長，在(zai)充(chong)電(dian)(dian)回路中(zhong)形成的(de)負(fu)載(zai)電(dian)(dian)流(liu)較(jiao)(jiao)小。因此電(dian)(dian)能計量裝置必須具備從小電(dian)(dian)流(liu)到(dao)(dao)幾百安大(da)電(dian)(dian)流(liu)的(de)測(ce)量范圍，對電(dian)(dian)能計量來講，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 個電源(yuan)并聯構成的電源(yuan)系統向負載(zai)供電，每個電源(yuan)的功(gong)率為(wei)負載(zai)所需功(gong)率的1 /N。運行(xing)時(shi)，每個電源(yuan)平均承擔負載(zai)功(gong)率。某一個電源(yuan)發(fa)生(sheng)故(gu)障時(shi)，供電并不中(zhong)斷，僅僅是最大(da)供電能力有所降低，不會影響負載(zai)的正常工作。

這(zhe)種(zhong)方式(shi)要求(qiu)并(bing)聯(lian)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)每(mei)個(ge)電源平均(jun)承擔負(fu)載功率，這(zhe)并(bing)不是(shi)(shi)簡單(dan)地將多個(ge)電源的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出端接在一起(qi)就能(neng)做到(dao)的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)(shi)電源輸(shu)出參數的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)展(zhan)，僅(jin)僅(jin)通過簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)串(chuan)、并(bing)聯(lian)方式(shi)還不能(neng)完全保證(zheng)整個(ge)擴(kuo)(kuo)展(zhan)后的(de)(de)(de)(de)電源系統穩定可(ke)靠(kao)地工作(zuo)。不論電源模塊是(shi)(shi)擴(kuo)(kuo)壓(ya)還是(shi)(shi)擴(kuo)(kuo)流，均(jun)存(cun)在一個(ge)“均(jun)壓(ya)”、“均(jun)流”的(de)(de)(de)(de)問題，而解決方法(fa)的(de)(de)(de)(de)不同，對整個(ge)電源擴(kuo)(kuo)展(zhan)系統的(de)(de)(de)(de)穩定性、可(ke)靠(kao)性都(dou)有(you)很大(da)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。

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。