1 電動汽車充電站充電模式
目前(qian)國內提出了多種(zhong)電動汽車(che)充(chong)(chong)電站模式(shi)，主要有常規充(chong)(chong)電、快速充(chong)(chong)電和機械充(chong)(chong)電三種(zhong)。

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(zhuang)成(cheng)本比(bi)較(jiao)低，可充(chong)分利用電(dian)力(li)低谷(gu)時(shi)段進行充(chong)電(dian)，降低充(chong)電(dian)成(cheng)本，提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)效率和延長電(dian)池的使用壽命。

常規(gui)充電模式的(de)主要缺(que)點(dian)為(wei)充電時(shi)間過長，有緊急運行(xing)需(xu)求時(shi)難以滿足。

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)電效(xiao)率較低，且相應的工作和安裝成本較高(gao)。由于采用快速充(chong)電，充(chong)電電流大，這就對充(chong)電技術(shu)方法以(yi)及充(chong)電的安全性提出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的要求，同時(shi)計量收(shou)費設計也(ye)需(xu)特別考慮。

1. 3 機械充電

電動汽車用(yong)戶(hu)可(ke)租用(yong)充滿電的(de)蓄電池(chi)，更換已經耗(hao)盡的(de)蓄電池(chi)，有利于(yu)提高(gao)車輛使用(yong)效率，也(ye)提高(gao)了(le)用(yong)戶(hu)使用(yong)的(de)方便性和快捷性。

2 電(dian)動汽(qi)車充電(dian)電(dian)能計量存在的問(wen)題

2.1 對(dui)充電(dian)站(zhan)電(dian)能質量的影(ying)響

電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)屬(shu)非線(xian)性負荷，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中會(hui)產生(sheng)諧(xie)(xie)波(bo)，諧(xie)(xie)波(bo)會(hui)對電(dian)(dian)(dian)網(wang)造成諧(xie)(xie)波(bo)污染，引起線(xian)路或變壓器附(fu)加損耗增加和(he)發熱，造成系統(tong)的電(dian)(dian)(dian)感、電(dian)(dian)(dian)容發生(sheng)諧(xie)(xie)振，使諧(xie)(xie)波(bo)進一步(bu)放大。電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)屬(shu)容性負荷，負荷功率(lv)因(yin)數(shu)(shu)偏低，不滿足供電(dian)(dian)(dian)公司對用戶功率(lv)因(yin)數(shu)(shu)大于0.9 的要求。

另(ling)外，當(dang)電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽車采(cai)用大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)快速充電(dian)(dian)(dian)(dian)時，會形成(cheng)150 ～ 600 A 的大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，這可能會造成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)不穩定(ding)，并且過(guo)分密集的集中充電(dian)(dian)(dian)(dian)可能導致充電(dian)(dian)(dian)(dian)站瞬時負荷(he)過(guo)大(da)(da)，對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的負荷(he)調節能力、載荷(he)能力以(yi)及(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)源容量均造成(cheng)考驗。

2.2 充電站電能計量難點

對(dui)以(yi)上問題，安裝在(zai)較(jiao)大(da)型(xing)充(chong)電(dian)站的(de)電(dian)能(neng)(neng)計(ji)量(liang)裝置，必須具備諧波計(ji)量(liang)、監測及(ji)(ji)消除功(gong)能(neng)(neng)，以(yi)及(ji)(ji)直(zhi)流電(dian)能(neng)(neng)計(ji)量(liang)功(gong)能(neng)(neng)和寬負載計(ji)量(liang)功(gong)能(neng)(neng)。這(zhe)對(dui)目前(qian)廣泛使用的(de)智能(neng)(neng)電(dian)能(neng)(neng)表(biao)提出了(le)更(geng)為嚴苛的(de)要求。

對于(yu)同(tong)一充(chong)電站同(tong)時擁有快(kuai)充(chong)和慢充(chong)的(de)情況下(xia)，如何調整(zheng)充(chong)電負(fu)荷，使(shi)(shi)為快(kuai)速充(chong)電設定的(de)容(rong)(rong)量(liang)在常規充(chong)電的(de)情況不致于(yu)造成(cheng)容(rong)(rong)量(liang)冗余。且(qie)由于(yu)充(chong)電時間分散，如何調整(zheng)充(chong)電時間，使(shi)(shi)充(chong)電站可以在低谷時段起(qi)到削峰填谷、提高負(fu)荷利用(yong)(yong)率的(de)作(zuo)用(yong)(yong)，都成(cheng)為目前(qian)電動(dong)車(che)充(chong)電站計量(liang)點配置的(de)難題。

3 充電站(zhan)電能計量問題分析(xi)及對策(ce)

3.1 諧(xie)波對電能(neng)表計量(liang)準(zhun)確(que)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)子式電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)的(de)誤差主要源于其輸入(ru)部(bu)分，由于電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)輸入(ru)部(bu)分僅對(dui)基(ji)(ji)波(bo)信號(hao)進行(xing)變(bian)送，當電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流波(bo)形發生(sheng)(sheng)畸變(bian)時，磁通不(bu)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)應地(di)發生(sheng)(sheng)線性(xing)變(bian)化而(er)產生(sheng)(sheng)誤差，影響(xiang)(xiang)了電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)整體的(de)計量(liang)精(jing)度。但(dan)絕大部(bu)分電(dian)(dian)(dian)子式電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)在0 ～ 1 kHz 范(fan)圍內對(dui)諧波(bo)功(gong)率(lv)的(de)響(xiang)(xiang)應和(he)對(dui)基(ji)(ji)波(bo)功(gong)率(lv)的(de)響(xiang)(xiang)應大致(zhi)相(xiang)同，因(yin)此它基(ji)(ji)本上能(neng)(neng)(neng)計量(liang)基(ji)(ji)波(bo)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)和(he)全(quan)部(bu)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(ke)表(biao)示為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因(yin)此對(dui)于充電(dian)(dian)(dian)站(zhan)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)應采用全(quan)波(bo)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)計量(liang)方式，避免(mian)諧波(bo)對(dui)計量(liang)裝置的(de)影響(xiang)(xiang)。

3.2 沖擊負荷對計量的(de)影響

在快(kuai)速充(chong)電(dian)模式(shi)下，充(chong)電(dian)站(zhan)會對電(dian)網產生沖擊性(xing)負(fu)(fu)荷(he)，其對系(xi)統(tong)的影響主要表現在使波(bo)形畸變(bian)嚴重、無規律，可能造成不(bu)同(tong)周期內的波(bo)形存(cun)在幅(fu)值、相位(wei)和頻(pin)率的波(bo)動。由于功率變(bian)化迅(xun)速，容易造成系(xi)統(tong)電(dian)壓閃變(bian)使電(dian)壓波(bo)形出現凹陷或突出。所(suo)以，沖擊性(xing)負(fu)(fu)荷(he)也給電(dian)能計(ji)量(liang)表計(ji)量(liang)誤差(cha)帶(dai)來很(hen)大的隨機(ji)性(xing)。

同(tong)樣的計(ji)量(liang)表針對不同(tong)時(shi)間的同(tong)一沖(chong)擊負荷，其所(suo)計(ji)量(liang)的電量(liang)可(ke)能有很大差(cha)別。例如，某軋鋼廠在(zai)生產中進行校驗，其電子表誤(wu)差(cha)可(ke)達－12.45%，而(er)在(zai)停產時(shi)校驗，誤(wu)差(cha)僅為+0.28%。沖(chong)擊負荷造成計(ji)量(liang)誤(wu)差(cha)的主要原(yuan)因(yin)是采(cai)樣的頻(pin)譜泄漏。

針對(dui)沖(chong)擊性負荷，由于數(shu)字式計(ji)量表中(zhong)所采(cai)用的(de)(de)FFT 在時域中(zhong)沒(mei)有局部變化的(de)(de)能力(li)，所以可以考慮將具有良好(hao)時－ 頻局部變化特征的(de)(de)小波變換應(ying)用在電能表中(zhong)，兩種方法結(jie)合使用，以計(ji)量在沖(chong)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 電能表的寬負載計量(liang)能力

電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車(che)充(chong)電(dian)(dian)(dian)分為快充(chong)和慢(man)充(chong)兩種模(mo)(mo)式。快充(chong)模(mo)(mo)式時(shi)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間較短，回路中的負載(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)卻很大(da)，有時(shi)會達到(dao)(dao)150 ～ 600 A; 而慢(man)充(chong)模(mo)(mo)式時(shi)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間較長，在充(chong)電(dian)(dian)(dian)回路中形成(cheng)的負載(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)較小。因此電(dian)(dian)(dian)能計(ji)量裝置必須(xu)具備從小電(dian)(dian)(dian)流(liu)到(dao)(dao)幾百安(an)大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的測量范圍，對電(dian)(dian)(dian)能計(ji)量來講，是一個(ge)技(ji)術(shu)難(nan)題(ti)。

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(dian)源(yuan)并聯構成(cheng)的(de)電(dian)源(yuan)系統向負(fu)載(zai)供電(dian)，每個電(dian)源(yuan)的(de)功(gong)(gong)率為負(fu)載(zai)所(suo)需功(gong)(gong)率的(de)1 /N。運行時(shi)，每個電(dian)源(yuan)平均承(cheng)擔(dan)負(fu)載(zai)功(gong)(gong)率。某一個電(dian)源(yuan)發生(sheng)故障(zhang)時(shi)，供電(dian)并不(bu)中(zhong)斷，僅僅是最大供電(dian)能力有所(suo)降(jiang)低，不(bu)會影響負(fu)載(zai)的(de)正常(chang)工作。

這種方式要求并(bing)聯運行的(de)(de)(de)每個電(dian)源平(ping)均承擔負載功率，這并(bing)不是(shi)簡單地(di)將多個電(dian)源的(de)(de)(de)輸(shu)出端(duan)接在(zai)一起就(jiu)能(neng)做到的(de)(de)(de)。但是(shi)電(dian)源輸(shu)出參數的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)展，僅(jin)僅(jin)通過簡單的(de)(de)(de)串、并(bing)聯方式還(huan)不能(neng)完全保證整(zheng)個擴(kuo)(kuo)(kuo)展后的(de)(de)(de)電(dian)源系(xi)統(tong)穩定(ding)可靠地(di)工作。不論電(dian)源模塊是(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)壓(ya)還(huan)是(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)流(liu)，均存在(zai)一個“均壓(ya)”、“均流(liu)”的(de)(de)(de)問(wen)題，而解決方法的(de)(de)(de)不同，對整(zheng)個電(dian)源擴(kuo)(kuo)(kuo)展系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)穩定(ding)性、可靠性都有很大(da)的(de)(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。