本發(fā)明涉及充電樁狀態(tài)評估，具體地說，涉及充電樁狀態(tài)的評估方法。

背景技術(shù)：

1、充電樁狀態(tài)評估是一項重要的技術(shù)，隨著電動汽車的快速發(fā)展，充電樁作為電動汽車的重要配套設(shè)施，其數(shù)量和質(zhì)量都得到了極大的提升，然而，充電樁在充電站長期運(yùn)行過程中，由于充電人員經(jīng)常惡意或者不規(guī)范的拔插充電樁的輸出接口，導(dǎo)致充電樁輸出接口具有一定的磨損，從而影響到充電樁輸出接口的電氣性能，充電樁輸出接口的電氣性能的下降會導(dǎo)致充電樁的充電效率下降、故障發(fā)生頻率增加。

2、傳統(tǒng)的充電樁狀態(tài)評估方法缺乏有效的信號調(diào)理功能，導(dǎo)致信號強(qiáng)度不足，使得信號在后續(xù)處理中容易丟失，且充電樁所處的環(huán)境中存在各種電磁干擾源，以至于獲取的信號中含有噪聲和干擾，導(dǎo)致信號不夠純凈，使得對充電樁輸出接口的微弱信號難以全面獲取，由于信號的丟失和不夠純凈，且傳統(tǒng)的充電樁狀態(tài)評估方法采用的是較為簡單的分析算法，無法準(zhǔn)確的進(jìn)行離散采樣和快速傅里葉變換變換，導(dǎo)致電壓有效值、電流有效值計算不準(zhǔn)確以及無法準(zhǔn)確得出信號的頻譜圖，從而難以計算諧波相關(guān)的指標(biāo)，此外，傳統(tǒng)的充電樁評估方法對充電樁電氣性能的評估判斷較為單一，收集同一批次同一型號充電樁輸出接口的電氣性能預(yù)測值，并建立對比數(shù)據(jù)庫，從而沒有綜合考慮上述因素對充電樁輸出接口電氣性能影響，導(dǎo)致對充電樁輸出接口的電氣性能分析的不夠全面，從而無法對充電樁的狀態(tài)進(jìn)行有效的評估，使得無法準(zhǔn)確獲取充電樁的狀態(tài)，為了解決這一技術(shù)問題，于是我們提供了充電樁狀態(tài)的評估方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供充電樁狀態(tài)的評估方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的之一在于，提供了充電樁狀態(tài)的評估方法，包括以下步驟：

3、s1、在充電樁輸出接口與電動汽車連接點(diǎn)之間安裝傳感器，實(shí)時采集充電樁輸出接口在恒流充電狀態(tài)、恒壓充電狀態(tài)下的電流信號和電壓信號，對電流信號和電壓信號進(jìn)行數(shù)字化預(yù)處理，得出充電樁輸出接口與電動汽車連接點(diǎn)之間電流信號和電壓信號并存儲至中央處理單元；

4、s2、從中央處理單元中提取采集到的電流信號和電壓信號，并對采集到的電流信號和電壓信號進(jìn)行時域和頻域分析，計算出電壓有效值、電流有效值、電壓波動系數(shù)以及電流波動系數(shù)，再對充電樁輸出接口的充電功率和功率因數(shù)進(jìn)行分析，得出充電樁的能源利用效率；

5、s3、對諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得出充電樁輸出接口的總諧波畸變率，建立充電樁電氣性能歷史數(shù)據(jù)庫，并對電壓有效值、電流有效值、電壓波動系數(shù)、電流波動系數(shù)、能源利用效率以及總諧波畸變率進(jìn)行綜合處理，得出充電樁輸出接口的電氣性能值，通過對比電氣性能值與歷史電氣性能值的變化趨勢，得出充電樁輸出接口電氣性能預(yù)測值；

6、s4、收集同一批次的多個充電樁的電氣性能預(yù)測值，并建立對比數(shù)據(jù)庫，分別計算同一批次充電樁電氣性能預(yù)測值的均值，將待評估的充電樁電氣性能預(yù)測值與同類充電樁的均值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷充電樁的狀態(tài)。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s1中對電流信號和電壓信號進(jìn)行數(shù)字化處理的方式，具體包括：

8、所述數(shù)字化處理包括信號調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述信號調(diào)理包括放大和濾波，所述放大用于增強(qiáng)電流信號和電壓信號的強(qiáng)度，所述濾波用于對電流信號和電壓信號進(jìn)行濾波處理，對經(jīng)過信號調(diào)理后的電流信號和電壓信號進(jìn)行采樣和量化，得到充電樁輸出接口與電動汽車連接點(diǎn)之間電流信號和電壓信號，并存儲至中央處理單元。

9、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中對采集到的電流信號和電壓信號進(jìn)行時域和頻域分析，并計算出電壓有效值、電流有效值、電壓波動系數(shù)、電流波動系數(shù)的方法，具體步驟如下：

10、s2.1、在時域中，將一個周期內(nèi)的電壓信號進(jìn)行離散采樣，得到n個電壓值u(n)，將u(n)代入公式計算出電壓有效值uyx，所述所述一個周期內(nèi)為交流信號標(biāo)準(zhǔn)周期；

11、s2.2、重復(fù)s2.1的操作步驟，得到n個電流值i(n)，將i(n)代入公式計算出電流有效值iyx，所述

12、s2.3、對s2.1中得到的n個電壓值u(n)按照從大到小的順序進(jìn)行排序，得到電壓最大值umax、電壓最小值umin以及電壓平均值則其中ku表示為電壓波動系數(shù)，重復(fù)上述步驟，得出電流波動系數(shù)ki，所述

13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中對充電樁輸出接口的充電功率和功率因數(shù)進(jìn)行分析，得出充電樁的能源利用效率的方式，具體包括：

14、利用安裝在充電樁輸出接口的電壓傳感器和電流傳感器實(shí)時采集電壓信號和電流信號，對電壓信號和電流信號進(jìn)行時域和頻域的分析，得出瞬時電壓u(t)和瞬時電流i(t)，并將瞬時電壓u(t)和瞬時電流i(t)代入公式計算出充電樁輸出接口的瞬時功率p(t)，即p(t)＝u(t)×i(t)，則充電樁輸出接口的平均充電功率為：

15、

16、其中，pout為充電樁輸出接口的平均充電功率，在實(shí)際使用中，充電樁存在能源損耗，設(shè)充電樁的損耗功率為ploss，將充電樁輸出接口的平均充電功率、損耗功率、電壓有效值以及電流有效值代入公式計算出充電樁輸出接口的功率因數(shù)cosφ，具體的計算公式為：

17、

18、則充電樁的能源利用效率為：

19、

20、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中對諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得出充電樁輸出接口的總諧波畸變率，并根據(jù)充電樁輸出接口的總諧波畸變率評估充電樁對電網(wǎng)的諧波污染程度的方式，具體包括：

21、從中央處理單元中提取出充電樁輸出接口與電動汽車連接點(diǎn)之間電流信號，對電流信號進(jìn)行快速傅里葉變換，得到電流信號的頻譜圖，根據(jù)電流信號的頻譜圖得出基波電流頻率f1和基波電流幅值i1，所述基波電流頻率為電網(wǎng)電流頻率，則諧波電流頻率fh＝hf1，則諧波電流幅值為ih，則總諧波畸變率為：

22、

23、其中，h＝(2，3，...，r)，r為所考慮的最高諧波次數(shù)，設(shè)α的取值范圍為[0,0.5]，若總諧波畸變率α的值越小，表示充電樁對電網(wǎng)的諧波污染程度越低。

24、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中通過對比電氣性能值與歷史電氣性能值的變化趨勢，得出充電樁輸出接口電氣性能預(yù)測值的方式，具體包括：

25、收集充電樁輸出接口的歷史電壓有效值、歷史電流有效值、歷史電壓波動系數(shù)、歷史電流波動系數(shù)、歷史能源利用效率以及歷史總諧波畸變率并建立充電樁電氣性能歷史數(shù)據(jù)庫，通過對充電樁電氣性能歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，得出充電樁輸出接口電壓有效值、電流有效值、電壓波動系數(shù)、電流波動系數(shù)、能源利用效率以及總諧波畸變率對電氣性能的影響權(quán)重，并進(jìn)行綜合處理得出充電樁輸出接口的電氣性能值：

26、q＝ω1uyx+ω2iyx+ω3ku+ω4ki+ω5η-ω6α

27、按照一個小時的時間間隔對充電樁輸出接口的電氣性能進(jìn)行計算并存儲至充電樁電氣性能歷史數(shù)據(jù)庫，形成歷史數(shù)據(jù)序列{q1，q2，...，qs}，對歷史數(shù)據(jù)序列進(jìn)行平滑處理，完成平滑處理后對歷史數(shù)據(jù)序列進(jìn)行趨勢分析，具體的趨勢分析為：

28、設(shè)當(dāng)前時刻充電樁輸出接口的電氣性能值為qt，上一時刻預(yù)測的當(dāng)前時刻為平滑系數(shù)為σ，(0＜σ＜1)，所述平滑系數(shù)有歷史經(jīng)驗(yàn)所得，用于對下一時刻的電氣性能預(yù)測值賦予權(quán)重，所述下一時刻的電氣性能預(yù)測值為：

29、

30、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s4中建立對比數(shù)據(jù)庫，分別計算同一批次充電樁電氣性能預(yù)測值的均值的方式，具體包括：

31、按照s1-s3的方法步驟收集同一批次同一型號充電樁輸出接口的電氣性能預(yù)測值，并建立對比數(shù)據(jù)庫，設(shè)共收集了j個充電樁，其中第j個充電樁共采集了mw次電氣性能預(yù)測值，每次的電氣性能預(yù)測值為ψ，則該電氣性能預(yù)測值的均值為：

32、

33、將電氣性能預(yù)測值的均值作為正常范圍邊界，并將待評估的充電樁電氣性能預(yù)測值與電氣性能預(yù)測值的均值進(jìn)行對比，若充電樁電氣性能預(yù)測值超出則表示為該充電樁的狀態(tài)異常。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

35、充電樁狀態(tài)的評估方法中，采用了有效的信號調(diào)理功能，包括放大和濾波，增強(qiáng)了信號強(qiáng)度，減少了信號在后續(xù)處理中的丟失，同時去除了噪聲和干擾，使信號更加純凈，能夠全面獲取充電樁輸出接口的微弱信號，運(yùn)用時域和頻域分析算法，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行離散采樣和快速傅里葉變換，從而精確計算電壓有效值、電流有效值，并準(zhǔn)確得出信號的頻譜圖，進(jìn)而準(zhǔn)確計算諧波相關(guān)指標(biāo)，并建立了完善的充電樁電氣性能評估體系，綜合考慮了多個因素對充電樁輸出接口電氣性能的影響，對充電樁輸出接口的電氣性能分析更加全面，能夠?qū)Τ潆姌兜臓顟B(tài)進(jìn)行有效的評估，準(zhǔn)確獲取充電樁的狀態(tài)，通過精準(zhǔn)評估充電樁的狀態(tài)，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，為充電樁的維護(hù)和管理提供有力支持，提高了充電樁的維護(hù)效率，節(jié)省了人力和時間成本。