300kW非车载充电机现场检定系统的设计

随着电动汽车VEG模式的提出,大功率非车载充电机以其快速安全充电的特点得到广泛的应用。文中提出的300 kW检定系统解决了大功率充电机现场实负荷检定的难题。系统中直流比较仪采用多种屏蔽技术,在充电机集中建站强电磁干扰下,精度仍保持在10 ppm的水平,为大电流测量提供可靠测试数据;采用LabVIEW软件进行软件设计和数据处理,为非车载充电机电能计量量值溯源和检测提供依据。通过测试数据对比分析,最后提出将充电机计量单元放置充电机直流侧进行公平结算的建议。     

电动汽车充电机对电能计量的影响

建立考虑线路阻抗和配电变压器的电动汽车充电机模型,仿真分析了充电机直流大功率充电和脉冲充电对电能计量的影响。仿真分析结果表明:恒流充电时充电机向电网注入谐波功率,注入功率的大小随充电功率和线路阻抗的增大呈上升趋势,但总体上占基波功率比值很小,为0.012%,对电能计量造成的影响有限;充电功率变化时谐波功率的特点与恒流充电时基本相同;脉冲充电方式下,谐波电流受脉冲充电频率影响较大,高频脉冲充电时含有大量偶次谐波与间谐波,采用积分算法原理进行电能计量的误差大于0.5%。     

温度对电子式电流互感器与传统电流互感器输出精度的影响

温度变化对线圈类电子式电流互感器及传统电流互感器的计量准确度均有一定的影响,本文通过理论研究给出环境温度变化对电流互感器输出计量准确度的对应关系,并利用研制的电子式互感器与传统互感器计量特性定量对比测试系统,通过全温度循环试验,实时测量电子式电流互感器温度补偿前后与传统电流互感器在不同温度下的计量准确度,并通过试验测试,验证了本文分析结果的正确性和有效性。     

电动汽车充电纹波对直流电能计量影响分析

现有电动汽车直流充电桩的输出电压高、电流大且带有纹波,传统直流电能计量方式并未考虑大功率工作条件下纹波对其计量准确性的影响。为此,结合充电桩直流产生原理,根据直流充电机输出纹波特点和充电桩用直流电能表、直流电能计量模块的工作原理,重点研究和分析直流电能计量不同算法对带有纹波的高功率直流计量时存在的误差影响。分析了纹波影响规律,借助标准源和标准表进行验证,并在此基础上定量确定高功率状态下直流纹波对直流计量影响,为直流充电电能的准确计量、优化直流计量算法等提供依据。     

电动汽车充换电设施电能计量及溯源技术研究

我国电动汽车产业发展迅速,其充换电设施用电特性具有非线性、冲击性特点,传统电能表已难以满足此类负荷准确计量的要求,而且缺乏相应检定溯源手段。为此提出了改进ip-iq算法对特定整数次谐波和基波电流、谐波电压进行实时分频检测,基于实时FFT以及准同步采样线性插值的补偿算法,以及一种基于无级放大的宽量程冲击性负荷电能计量技术;研制了计量装置,有效解决了电动汽车充换电设施电能计量的溯源问题及电压变化情况下直流电能的检定溯源问题。现场应用效果证明了所提的电能计量方法及装置能够满足电动汽车充换电设施电能准确计量及溯源的要求。     

基于小波消噪法的电动汽车直流充电电能计量算法优化

在常规直流电能计量算法的基础上,针对目前非线性负荷对直流计量准确度影响显著的问题,提出了电动汽车直流充电时的改进计量算法,将离散小波消噪法和梯形积分法引入电动汽车直流充电电能计量;利用离散小波消噪法对采样电压和采样电流信号进行滤波处理,进而得到功率,再利用梯形积分法对功率积分从而实现电能计量。与传统的直流计量法相比,所提改进算法的结构简单、计量精度更高,适合电动汽车的直流充电电能计量。     

基于温度场分析的直流电能表计量准确度研究

针对设计相同、同一批次电动汽车直流充电桩在不同地区存在计量准确度不同的问题,从环境温度对直流充电桩中直流电能表计量准确度影响进行深入研究。除自然温度外直流充电桩充电中计量直流电能表周围和内部主要发热器件分别是外部分流器和内部电源芯片,考虑到电能表内部电路中对计量准确度影响最大的是计量芯片,文章研究对象确定为直流充电桩用采用分流器的直流计量表,针对其处于高寒地区,环境超低温表内部电源芯片、表外部分流器的发热共同对直流计量结果的影响,文中为直流电能表建立有限元模型,用于分析其所处环境温度场和以分流器为代表的发热量大的直流电能表配件和内部器件的温度分布,并联合数值仿真软件对其进行数值分析,最终得到直流电能表在高寒地区计量结果随温度变化的规律。     

电动汽车充换电设施电能计量及溯源方法

国内电动汽车产业发展迅速,其充换电设施用电特性具有非线性和冲击性的特点。传统电能表已难以满足准确计量此类负荷的要求,而且缺乏相应检定溯源手段。为此提出了改进ip-iq算法对特定整数次谐波和基波电流、谐波电压进行实时分频检测,基于实时快速傅里叶变换(FFT)和准同步采样线性插值的补偿算法,以及一种基于无级放大的宽量程冲击性负荷电能计量技术,研制了计量装置,有效解决了电动汽车充换电设施电能计量的溯源问题及电压变化情况下直流电能的检定溯源问题。现场应用效果证明了所提出的电能计量方法及装置能够满足电动汽车充换电设施电能准确计量及溯源的要求。     

高压直流电能计量系统计量误差研究

高压直流电能计量的准确性对直流系统电量结算和相关技术指标计算有直接影响。针对典型的高压直流电能计量系统,考虑系统中各装置准确级及误差的概率分布,结合工程实际使用的电能计量算法,建立了高压直流电能计量误差模型。分析表明在不同装置准确级组合情况下,直流电能计量系统的相对误差表现出与各环节误差分布的均值有关,直流侧总电能相对误差与换流单元正极和负极电能计量误差的均值有关。在换流站现场对直流电能表进行误差测试,得到被测直流电能表的计量误差情况。由于装置组合产生的整体误差会对系统损耗率较小的直流输电系统的损耗电能计量造成一定影响,因此应在计量装置满足准确级的基础上,适当增加周期性校准试验次数,并在调校过程中尽量降低装置的误差均值,从而提高高压直流电能计量的准确性。     

模拟量输入合并单元计量性能检测研究

针对模拟量输入合并单元计量误差特性及相关测试项目,研究了检测装置的技术方案.提出了基于时钟同步法的信号生成技术,降低了相位噪声;采用自适应直流供电系统和热保护技术,增强装置可靠性;构建了基于NI PCI-4472的合并单元校验系统,满足0.2级及以下等级合并单元测试.对三个厂家的合并单元进行了测试,结果表明,所测合并单元的部分计量性能需要提高才能确保电能计量准确.研究结果可推进相关标准制定,有利于提升数字化电能计量系统的可靠性和准确度,促进智能电网建设.     

基于直流充电机的能效综合优化研究

直流充电机作为电动汽车充电设施,其能效问题愈发受到重视,国内外目前对于直流充电机能效的研究主要集中在提高能效计量精度和改善能效计量方法,缺乏对于直流充电机自身能效改善的研究,对此,文章主要在直流充电机的能效改善上进行了研究,通过分析各主要功能单元的功耗构成分布,重点对直流充电机的功率转换模块、控制器、液晶屏、辅助电源等部件进行了优化设计,提出相应的节能降损方案,对每个部分针对性的优化解决,以降低各个功能单元在实际运行中产生的能量损耗,并根据优化方案改善设计了直流充电机,通过实验验证了所提出的节能降损措施的有效性。文章研究结果对充电桩提高充电服务水平,改善能效问题具有重要意义,有利于电动汽车领域的长足发展,可以加快节能减排政策的落实。     

复杂工况下直流电能计量的算法影响及误差分析

现有直流电能表多针对直流稳态电能进行计量,对充电过程中电压、电流变化适应性较差,且忽略功率脉动及高频纹波产生的功率。为此,通过研究整流性负载、开关充电设备以及快速动态变化负荷的直流电能产生原理,结合电能表计量算法和实验阐述了计量过程中存在的误差影响,提出了不同计量场合下减少计量误差的算法参数优化方法。为电能计量精度的提高提供参考,为直流计量算法的优化提供思路,明确改进方向。     

基于高精度源表一体的非车载直流充电机检定装置研制

针对当前非车载充电机电能计量装置相关的技术研究较少的现状,介绍了一种适应于虚负荷检定的非车载充电机检定装置.该装置功能完备,结构上采用一体式设计,电路上由MCU搭载安卓软件作为中控,驱动电压和电流隔离输出.其中电压源部分采用数模转换器与高精度分压电阻网络反馈模块组合方案,电流源部分采用数模转换器与低端采样反馈模块组合方案.通过现场对非车载直流充电机进行虚负荷检定,通过比对充电机现场测试仪和本装置的实验结果,验证了该检定装置的准确性和可行性.     

基于DSP+ARM的直流充电桩高精度电能表的研究

针对电动汽车直流充电桩充电时电能计量装置存在稳定性差、计量精度低等实际情况,从工程需求出发,进行了电能计量装置组成结构以及设计过程的分析和阐述.通过采用DSP+ARM结构方式,并应用新型的隧道磁阻传感器构建了电能计量装置,实现了参数的采集、计算、显示和存储等功能,特别地通过采用隧道磁阻电流传感器的结构方式,有效地改进了分流器长时间大电流充电时发热对电能计量带来的影响,经试验测试表明,系统方案具有可行性以及实用性,具有较好的应用空间.     

单相宽量程充电桩电能计量装置的设计及检验

采用宽量程计量芯片设计了量程为1(50)A的交流充电桩电能表,该表在20mA～50A的电流范围内,交流有功电能的计量误差优于±0.2%,具备抗直流分量和偶次谐波能力,满足标准对3～21次谐波影响量要求。经检验和现场使用表明,本单相宽量程电能表可以准确计量交流充电桩整个充电过程中的电能。     

直流充电桩远程检测系统的计量特性研究

随着电动汽车行业的兴起,充电桩的业务需求随之迅速发展,充电桩作为一种电能计量装置,其准确性直接影响了用户和供电公司的经济利益。为此,本文基于直流充电桩的工作原理展开分析,探究了充电桩的计量误差来源及量化分析方法,建立了直流充电桩远程检测系统;以实现直流充电桩远程检测为目标,对远程检测系统的总体架构、软硬件结构以及通讯手段进行设计,规划了系统测试模块的主要功能。最后,应用该系统对某直流充电桩的计量功能进行鉴定,结果表明本文所提策略在实现直流充电桩的性能检测,推动电动汽车的发展上具有重要的指导作用。     

电动汽车驱动充电一体化控制策略研究

针对目前电动汽车驱动器和充电机相互独立而占用较大车内空间、增加车辆重量等问题,研究了驱动充电复用型变流器及其控制策略,驱动器和充电机的主功率电路共用一个三相桥式交直流变换(AC/DC)变流器,可实现能量的双向流动。文中给出了复用型变流器在驱动和充电时的工作原理,分析了2种工作状态下的矢量控制策略,通过对比研究得出统一的电流控制结构,实现了驱动器和充电机的一体化,减少了电动汽车空间和重量,同时讨论了控制参数对电流环性能的影响,最后通过仿真验证了理论分析。