本發(fā)明涉及一種用電計(jì)量系統(tǒng)與方法，尤其涉及一種電動(dòng)汽車直流充電樁能效計(jì)量系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車是節(jié)能環(huán)保的低碳新技術(shù)和未來智能電網(wǎng)發(fā)展的重要組成部分，備受世界關(guān)注。在國(guó)家政策的大力推動(dòng)下，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展階段。隨著電動(dòng)汽車的推廣普及，其充電行為將改變系統(tǒng)原有的負(fù)荷特性，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行產(chǎn)生影響。與電動(dòng)汽車發(fā)展相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施如交流充電樁、直流充電樁正在全國(guó)大量建設(shè)之中，針對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研究自然成為了推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。其中，直流充電樁可直接為電動(dòng)汽車的電池充電，一般采用三相四線制或三相三線制供電，輸出的電壓和電流可調(diào)范圍大，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的快速充電，具有良好的發(fā)展前景。
鑒于此，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車直流充電樁能效計(jì)量系統(tǒng)與方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車直流充電樁的能效計(jì)量系統(tǒng)與方法，以降低充電過程中的能源損耗及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種電動(dòng)汽車直流充電樁的能效計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，利用現(xiàn)有的直流充電樁設(shè)備，在交流側(cè)、直流母線側(cè)以及充電樁輸出側(cè)分別安裝一電能表，采集電能表所在位置的電能數(shù)據(jù)，匯集到采集終端，再經(jīng)過集中器，傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)。
所述能效計(jì)量平臺(tái)包括元器件損耗計(jì)算單元、設(shè)備能耗計(jì)算單元以及系統(tǒng)能效計(jì)量單元；
所述元器件損耗計(jì)算單元，用于根據(jù)所得測(cè)量數(shù)據(jù)以及直流充電樁設(shè)備中的各元件參數(shù)計(jì)算得到各個(gè)元件的功率損耗；
所述設(shè)備能耗計(jì)算單元，用于根據(jù)各元件的功率損耗分類計(jì)算得到直流充電樁設(shè)備的能耗情況；
所述系統(tǒng)能效計(jì)量單元，用于根據(jù)所得的直流充電樁設(shè)備能耗，分析電動(dòng)汽車充電過程中整個(gè)系統(tǒng)能效計(jì)量情況。
所述元器件損耗計(jì)算單元計(jì)算的損耗包括直流充電樁設(shè)備中的電力電子器件、整流器和dc/dc變換器的損耗。
所述設(shè)備能耗計(jì)算單元計(jì)算的能耗包括配電變壓器、電力線路以及充電機(jī)的能耗。
各電能表采集的電能數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)或can總線匯集到采集終端，再經(jīng)過以太網(wǎng)或can總線進(jìn)入集中器，由有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)。
直流充電樁設(shè)備包括交流輸電線、配電變壓器、直流母線以及充電機(jī)，其中，充電機(jī)包括pwm整流器和非隔離型dc/dc變換器。
一種電動(dòng)汽車直流充電樁的能效計(jì)量方法，其特征在于，利用現(xiàn)有的直流充電樁設(shè)備，在其已有采集電壓電流信號(hào)接口的基礎(chǔ)上，在交流側(cè)、直流母線側(cè)以及充電樁輸出側(cè)分別安裝電能表，采集所有電能數(shù)據(jù)，匯集到采集終端，再經(jīng)集中器，傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)；
所述能效計(jì)量平臺(tái)包括元器件損耗計(jì)算單元、設(shè)備能耗計(jì)算單元以及系統(tǒng)能效計(jì)量單元；
所述元器件損耗計(jì)算單元，用于根據(jù)所得電能數(shù)據(jù)以及元件參數(shù)計(jì)算得到直流充電樁設(shè)備中的各個(gè)元件的功率損耗；
所述設(shè)備能耗計(jì)算單元，用于根據(jù)各元件的功率損耗分類計(jì)算得到直流充電樁設(shè)備的能耗情況；
所述系統(tǒng)能效計(jì)量單元，用于根據(jù)所得直流充電樁設(shè)備的能耗情況，分析電動(dòng)汽車充電過程中整個(gè)系統(tǒng)能效計(jì)量情況。
當(dāng)直流充電樁內(nèi)部自帶有表計(jì)時(shí)，省略其對(duì)應(yīng)位置處外部接線安裝的電能表，由直流充電樁帶有的采集電流電壓的信號(hào)接口直接將測(cè)量的電能數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至采集終端。
所述采集終端通過以太網(wǎng)或者can總線與電能表連接，所述集中器通過以太網(wǎng)或者can總線與所述采集終端連接。
所述集中器通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與能效計(jì)量平臺(tái)相連接。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用直流充電樁內(nèi)部表計(jì)以及安裝在外部各處的電能表能夠采集充電過程中電壓、電流、有功功率、無功功率等實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)或者can總線經(jīng)過各級(jí)傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠且能夠?qū)Τ潆姷恼麄€(gè)過程進(jìn)行元件級(jí)、設(shè)備級(jí)和系統(tǒng)級(jí)三個(gè)層次的能效檢測(cè)與計(jì)量，可以完整地分析直流充電樁各個(gè)階段、各個(gè)元件設(shè)備的能耗情況以及對(duì)充電站電能質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行過程產(chǎn)生的影響，有利于節(jié)能降損工作的完成，并能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車直流充電樁安裝以及充電站的規(guī)劃提供可靠依據(jù)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明進(jìn)行電動(dòng)汽車直流充電樁能效計(jì)量的原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖1所示，電動(dòng)汽車直流充電樁的結(jié)構(gòu)由交流輸電線、配電變壓器、直流母線以及充電機(jī)構(gòu)成，其中，充電機(jī)包括pwm整流器和非隔離型dc/dc變換器。交流輸電線傳輸?shù)慕涣麟娪膳潆娮儔浩骱蚿wm整流器整流成直流電傳輸至直流母線，充電機(jī)的非隔離型dc/dc變換器接于直流母線上，為車載蓄電池充電。電動(dòng)汽車直流充電樁能效計(jì)量系統(tǒng)利用現(xiàn)有的直流充電樁系統(tǒng)，在交流側(cè)、直流母線側(cè)以及充電樁輸出側(cè)安裝電能表，如圖中所示電能表的位置，采集所有所需測(cè)量數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)或can總線匯集到采集終端，再經(jīng)過以太網(wǎng)或can總線進(jìn)入集中器，由有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)。
本發(fā)明所述電動(dòng)汽車直流充電樁能效計(jì)量方法依據(jù)直流充電樁的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在充電機(jī)已有的采集電壓電流信號(hào)接口的基礎(chǔ)上，于交流側(cè)、直流母線側(cè)以及充電樁輸出側(cè)安裝電能表，如圖中所示電能表的位置，采集所有所需測(cè)量數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)或can總線匯集到采集終端，再經(jīng)過以太網(wǎng)或can總線進(jìn)入集中器，由有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至能效計(jì)量平臺(tái)，其中，充電機(jī)的信號(hào)接口未標(biāo)出。
所述能效計(jì)量平臺(tái)包括元器件損耗計(jì)算單元、設(shè)備能耗計(jì)算單元以及系統(tǒng)能效計(jì)量單元，所述元器件損耗計(jì)算單元，用于根據(jù)所得測(cè)量數(shù)據(jù)以及元件參數(shù)計(jì)算得到各個(gè)元件的功率損耗，包括電力電子器件（如igbt、二極管）、整流器、dc/dc變換器等元件的損耗；所述設(shè)備能耗計(jì)算單元，用于根據(jù)各元件的功率損耗分類計(jì)算得到直流充電樁各設(shè)備的能耗情況，包括配電變壓器、電力線路以及充電機(jī)的能耗；所述系統(tǒng)能效計(jì)量單元，用于根據(jù)所得設(shè)備能耗情況，分析電動(dòng)汽車充電過程中整個(gè)系統(tǒng)能效計(jì)量情況。
直流充電樁內(nèi)部充電機(jī)自帶有電能表，因此，充電樁輸出側(cè)可以不用經(jīng)過外部接線另加電能表，充分利用充電樁帶有的采集電流電壓的信號(hào)接口，可以直接將測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至采集終端。