電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗方法

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勢已經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整體構架進行詳細分析，結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，為大眾享受高品質汽車服務提供積極幫助。

[關鍵詞]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，我國正式頒布了對應的質量計量標準。作為核心計量依據，直流電能表是否具有較高性能，對電力企業、電動車用戶、充電站運營商是否能夠獲得較高經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，才能確保相關裝置計量結果具有較高準確性。電動汽車充電樁直流計量裝置進行遠程校驗方法，能夠將傳統由人工攜帶電能表在設備現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的整體構架

根據對電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統展開詳細分析能夠知道，相關系統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的構架，具體如圖1所示。當數量較多的充電樁站點接入時，能夠結合實際情況，進行遠程校驗管理子站的設置，從而在二層式通用型構架的基礎上，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，具體如下所示。

（1）本地控制模塊。在落實現場校驗裝置核心控制目標的過程中，主要通過工控機實現。工控機主要是針對現場校驗裝置發揮作用，通過結合實際工作需求，對現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采樣、調整，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途徑

2.1 系統具有的功能

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

（1）能夠對直流計量裝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據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果，從而準確得到直流電能表具有的誤差數據。

（2）有效監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據缺乏精準性。通過對分流器的二次負荷情況進行實時監測，對其是否超過標準數值進行判斷，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絡的科學操作，能夠有效實現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，徹底解決傳統校驗方法需要工作人員到現場進行單獨校驗存在的眾多問題。

（4）遠程監測異常狀態。通過對誤差數據和檢測數據記錄的有效保存，當校驗達到的誤差數據超過最高上限時，系統服務器會第一時間發出異常報警，并將相關內容及時推送到客戶端[3]。

2.2 系統通信建模

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

以IEC61850通信協議標準為基礎，對電動汽車充電樁直流計量裝置遠程校驗系統進行操作，需要對以下兩個方面實現建模：①IEC61850的客戶端需要由遠程校驗管理手段進行實現，對充分符合IEC61850標準的現場校驗裝置具有的數據讀取操作和配置下裝操作給予積極支持。②IEC61850服務器相關需求要能被現場校驗裝置有效滿足，不僅要根據相關標準內容進行建模，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

操作人員在系統遠程校驗管理主站端口，可以根據相關的圖形對界面進行操作，在校驗充電樁側的直流計量裝置的過程中，通過對數據庫管理模塊的查詢，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結構體配置其中，從而使相應通信連接在充電樁側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的各種遠程教研操作指令被充電樁側現場校驗裝置接收之后，現場校驗裝置能夠充分發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。校驗現場相關裝置的主控模塊能夠對被校驗充電樁具有的直流電能表和標準電流表之間相同的計量脈沖信號和電氣參數進行同時采集，從而準確計算被校驗充電樁電能表各項參數具有的誤差，然后根據IEC61850協議規定的數據幀格式，對最后得到的數據進行處理。在此基礎上，運用無線網絡和有線網絡將最后得到的數據傳回到遠程校驗主站端口，從而充分發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 結束語

如今，電動汽車行業整體發展水平逐年提升。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，能夠對電流表存在的誤差進行遠程校驗，遠程監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范化方向發展提供積極幫助。

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測評價方法的研究[J].儀表技術，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：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.