基于互聯(lián)網(wǎng)+的充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測分析

顧曉文

摘 要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的互聯(lián)網(wǎng)工程的發(fā)展也越來越迅速。在網(wǎng)絡(luò)時代，將互聯(lián)網(wǎng)與充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，可以提升在線監(jiān)測的效率與質(zhì)量，通過實(shí)時化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方式對充電站配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理，為運(yùn)維管理工作的開展提供參考與支持。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+ 充電站配電設(shè)備 在線監(jiān)測分析

引言

隨著全球能源危機(jī)不斷加深，能源與環(huán)境問題已成為當(dāng)今世界需要共同面對的挑戰(zhàn)。作為節(jié)能減排和改善環(huán)境的重要措施，發(fā)展以新能源動力為核心動力的電動汽車（electricvehicle，EV）成為了改善能源環(huán)境的重要角色。電動汽車作為新能源汽車，具有排放低、無污染等內(nèi)燃汽車所不可比擬的優(yōu)勢，尤其是純電動汽車成為替代內(nèi)燃汽車的最佳選擇之一，是節(jié)能減排的有力保證。而作為電動汽車的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，電動汽車的健康發(fā)展將直接給充電站建設(shè)提供信心。目前，我國現(xiàn)存的充電樁達(dá)到將近18萬臺，大型交流充電站的數(shù)量也急劇上升?？v觀2016年各類數(shù)據(jù)，可看出政府對新能源行業(yè)扶持力度依然很大，充電樁產(chǎn)業(yè)作為新能源行業(yè)的一部分，也將在較長時期得到良好的發(fā)展機(jī)會。面對現(xiàn)階段及今后充電站的大規(guī)模建設(shè)，大量的充電樁面臨著后期運(yùn)維的負(fù)擔(dān)，這對國家電網(wǎng)公司及其他各大充電樁生產(chǎn)服務(wù)商都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。我國現(xiàn)行的充電站大多數(shù)都實(shí)行無人值守的原則，充電站巡檢人員更多的是依靠充電站配電柜內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)測設(shè)備來對充電樁的電氣參數(shù)進(jìn)行人工現(xiàn)場巡檢，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。

一、重要性

近年來，中國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用以及跨界融合等方面取得了積極進(jìn)展，已具備加快推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但也存在傳統(tǒng)企業(yè)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的意識和能力不足、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)理解不夠深入、新業(yè)態(tài)發(fā)展面臨體制機(jī)制障礙、跨界融合型人才嚴(yán)重匱乏等問題，亟待加以解決。2015年7月4日，國務(wù)院印發(fā)《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，該意見明確“互聯(lián)網(wǎng)+”是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域深度融合，推動技術(shù)進(jìn)步、效率提升和組織變革，提升實(shí)體經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新要素的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新形態(tài)。在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)與各領(lǐng)域的融合發(fā)展具有廣闊前景和無限潛力，已成為不可阻擋的時代潮流，正對各國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展產(chǎn)生著戰(zhàn)略性和全局性的影響。積極發(fā)揮中國互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)形成的比較優(yōu)勢，把握機(jī)遇，增強(qiáng)信心，加快推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展，有利于重塑創(chuàng)新體系、激發(fā)創(chuàng)新活力、培育新興業(yè)態(tài)和創(chuàng)新公共服務(wù)模式，對打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新和增加公共產(chǎn)品、公共服務(wù)“雙引擎”，主動適應(yīng)和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能，實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級具有重要意義。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”的功能架構(gòu)實(shí)現(xiàn)

“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，需要建立以充電門戶網(wǎng)站和用戶手機(jī)APP為支撐的充電設(shè)施公共服務(wù)平臺，以滿足客戶通過有線或無線方式接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)方式與充電樁進(jìn)行互動，代替了常規(guī)充電樁需要手動開啟、手動付費(fèi)、手動結(jié)算的操作過程，提升了用戶使用便利性的同時也實(shí)現(xiàn)了充電樁的無人值守。

三、充電機(jī)與變壓器運(yùn)行特性分析

3.1配電變壓器運(yùn)行分析

電動汽車在充電的過程中會導(dǎo)致配電變壓器繞組溫度升高，縮短變壓器的使用壽命。在運(yùn)行過程中充電機(jī)的電流諧波會導(dǎo)致變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生額外的損耗問題。充電站電壓總諧波的畸變率會隨著變壓器的負(fù)載率出現(xiàn)不同程度的變化，也會隨著充電功率的增加而增加，配電功率則會隨著諧波壓降增大，導(dǎo)致低壓側(cè)的電壓總諧波畸變率隨負(fù)載率的變化呈線性上升趨勢。

3.2充電站諧波監(jiān)測與電動汽車狀態(tài)綜合性評估

充電站的諧波主要就產(chǎn)生在充電機(jī)中。電網(wǎng)電壓進(jìn)入整流器之后會在充電機(jī)的直流電容側(cè)產(chǎn)生一種脈動的直流電壓，其主要就是負(fù)載產(chǎn)生的一種直流電流，該電流進(jìn)入整流器后會與交流電網(wǎng)耦合，導(dǎo)致充電機(jī)的交流電流中出現(xiàn)了諧波畸變等問題。充電機(jī)會在電網(wǎng)中注入一定的整次與間諧波電流，間諧波會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓閃變、干擾諧波補(bǔ)償設(shè)備等問題發(fā)生。對此，必須要加強(qiáng)對充電站中間諧波的監(jiān)測分析。充電機(jī)間諧波頻譜特性會隨著時間的變化而變化，具有較為顯著的隨機(jī)波動特征。為了滿足間諧波在線檢測的不同需求，可以通過雙峰譜線修正的方式進(jìn)行諧波以及基波參數(shù)的計(jì)算分析。為了達(dá)到減小間諧波檢測過程中的計(jì)算量的目的，會直接在頻域中濾除基波與諧波，再對充電站間諧波進(jìn)行合理檢測分析。這種方式可以有效降低間諧波檢測的計(jì)算總量，在實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)中可以得到合理應(yīng)用。

3.3數(shù)據(jù)分析

對不同的參數(shù)進(jìn)行不同時間段的統(tǒng)計(jì)分析，擬合折線段，詳細(xì)對比在不同時間段中超高能電子的電氣參數(shù)信息，直觀地展現(xiàn)不同時間段中網(wǎng)側(cè)電壓、電流以及功率、功率因數(shù)的實(shí)際變化，為設(shè)備負(fù)荷量以及配電網(wǎng)的參數(shù)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)參數(shù)，適當(dāng)?shù)貙﹄娋W(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)度分析。運(yùn)維人員可以觀測到其負(fù)責(zé)的區(qū)域范圍中的參數(shù)信息，因?yàn)榇笠?guī)模的電動汽車計(jì)入電網(wǎng)會增加網(wǎng)側(cè)的負(fù)荷，并且增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。而利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)信息更具有針對性，記錄模式也更為直觀具體。

3.4智能運(yùn)維

充電站配電設(shè)施作為充電樁的能量來源，其運(yùn)維和檢修都格外重要。配電設(shè)施作為整個充電站的高低壓設(shè)備最密集的單位，其出現(xiàn)問題的幾率比較大，同時一般巡檢過程對供配電設(shè)施的檢查過程也最為復(fù)雜。運(yùn)維需要巡檢的設(shè)備主要包括：箱式配電柜中的高壓設(shè)備、低壓設(shè)備、無功補(bǔ)償裝置和電力電纜等設(shè)備。其中配電設(shè)施中需要測量的電氣參數(shù)包括：有功功率、無功功率、視在功率、相電壓、線電壓、相電流、充電量、功率因數(shù)和電網(wǎng)頻率等大量參數(shù)。對于供配電設(shè)施的運(yùn)維一直以來作為常規(guī)巡檢的重要部分;對于供配電設(shè)施的運(yùn)維巡檢一直以來也是作為常規(guī)巡檢的重要部分。因此，擁有一套能夠?qū)ε潆娫O(shè)施中參數(shù)實(shí)時記錄并能夠及時巡檢的移動互聯(lián)系統(tǒng)是非常必要的。將當(dāng)今大熱的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與運(yùn)維巡檢相結(jié)合，不僅有利于提高巡檢效率，同時對巡檢的時效性也做出了保障。

結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”的市場化運(yùn)用是基于“互聯(lián)網(wǎng)+”特點(diǎn)利用移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)整合相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈資源，為用戶提供更佳的充電服務(wù)體驗(yàn)和增值服務(wù)體驗(yàn)，最終推動電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的健康快速發(fā)展。

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