1 電動(dòng)汽車(chē)充電站充電模式
目前國(guó)內(nèi)提出了多種電動(dòng)汽車(chē)充電站模式，主要有常規(guī)充電、快速充電和機(jī)械充電三種。

1.1 常規(guī)充電

常規(guī)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(shí)間一般為5 ～ 8 h，甚至長(zhǎng)達(dá)10 ～ 20 多個(gè)小時(shí)。常規(guī)充電的充電器和安裝成本比較低，可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本，提高充電效率和延長(zhǎng)電池的使用壽命。

常規(guī)充電模式的主要缺點(diǎn)為充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有緊急運(yùn)行需求時(shí)難以滿(mǎn)足。

1.2 快速充電

快速充電又稱(chēng)應(yīng)急充電，是以較大電流短時(shí)間在電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)的20 min ～ 2 h 內(nèi)，為其提供短時(shí)充電服務(wù)，一般充電電流為150 ～ 400 A。相對(duì)常規(guī)充電模式，快速充電也存在一定的缺點(diǎn): 充電器充電效率較低，且相應(yīng)的工作和安裝成本較高。由于采用快速充電，充電電流大，這就對(duì)充電技術(shù)方法以及充電的安全性提出了更高的要求，同時(shí)計(jì)量收費(fèi)設(shè)計(jì)也需特別考慮。

1. 3 機(jī)械充電

電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)可租用充滿(mǎn)電的蓄電池，更換已經(jīng)耗盡的蓄電池，有利于提高車(chē)輛使用效率，也提高了用戶(hù)使用的方便性和快捷性。

2 電動(dòng)汽車(chē)充電電能計(jì)量存在的問(wèn)題

2.1 對(duì)充電站電能質(zhì)量的影響

電動(dòng)汽車(chē)蓄電池充電屬非線性負(fù)荷，充電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諧波，諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染，引起線路或變壓器附加損耗增加和發(fā)熱，造成系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振，使諧波進(jìn)一步放大。電動(dòng)汽車(chē)蓄電池充電屬容性負(fù)荷，負(fù)荷功率因數(shù)偏低，不滿(mǎn)足供電公司對(duì)用戶(hù)功率因數(shù)大于0.9 的要求。

另外，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)采用大電流快速充電時(shí)，會(huì)形成150 ～ 600 A 的大電流，這可能會(huì)造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，并且過(guò)分密集的集中充電可能導(dǎo)致充電站瞬時(shí)負(fù)荷過(guò)大，對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、載荷能力以及電源容量均造成考驗(yàn)。

2.2 充電站電能計(jì)量難點(diǎn)

對(duì)以上問(wèn)題，安裝在較大型充電站的電能計(jì)量裝置，必須具備諧波計(jì)量、監(jiān)測(cè)及消除功能，以及直流電能計(jì)量功能和寬負(fù)載計(jì)量功能。這對(duì)目前廣泛使用的智能電能表提出了更為嚴(yán)苛的要求。

對(duì)于同一充電站同時(shí)擁有快充和慢充的情況下，如何調(diào)整充電負(fù)荷，使為快速充電設(shè)定的容量在常規(guī)充電的情況不致于造成容量冗余。且由于充電時(shí)間分散，如何調(diào)整充電時(shí)間，使充電站可以在低谷時(shí)段起到削峰填谷、提高負(fù)荷利用率的作用，都成為目前電動(dòng)車(chē)充電站計(jì)量點(diǎn)配置的難題。

3 充電站電能計(jì)量問(wèn)題分析及對(duì)策

3.1 諧波對(duì)電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波以及容性負(fù)荷性質(zhì)，也對(duì)電能計(jì)量裝置提出了較高的工作要求。全電子式電能表的計(jì)量原理如圖1 所示。
 
電子式電能表的誤差主要源于其輸入部分，由于電能表輸入部分僅對(duì)基波信號(hào)進(jìn)行變送，當(dāng)電壓、電流波形發(fā)生畸變時(shí)，磁通不能相應(yīng)地發(fā)生線性變化而產(chǎn)生誤差，影響了電能表整體的計(jì)量精度。但絕大部分電子式電能表在0 ～ 1 kHz 范圍內(nèi)對(duì)諧波功率的響應(yīng)和對(duì)基波功率的響應(yīng)大致相同，因此它基本上能計(jì)量基波電能和全部諧波電能，反映的電能值可表示為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因此對(duì)于充電站電能表應(yīng)采用全波電能表計(jì)量方式，避免諧波對(duì)計(jì)量裝置的影響。

3.2 沖擊負(fù)荷對(duì)計(jì)量的影響

在快速充電模式下，充電站會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊性負(fù)荷，其對(duì)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在使波形畸變嚴(yán)重、無(wú)規(guī)律，可能造成不同周期內(nèi)的波形存在幅值、相位和頻率的波動(dòng)。由于功率變化迅速，容易造成系統(tǒng)電壓閃變使電壓波形出現(xiàn)凹陷或突出。所以，沖擊性負(fù)荷也給電能計(jì)量表計(jì)量誤差帶來(lái)很大的隨機(jī)性。

同樣的計(jì)量表針對(duì)不同時(shí)間的同一沖擊負(fù)荷，其所計(jì)量的電量可能有很大差別。例如，某軋鋼廠在生產(chǎn)中進(jìn)行校驗(yàn)，其電子表誤差可達(dá)－12.45%，而在停產(chǎn)時(shí)校驗(yàn)，誤差僅為+0.28%。沖擊負(fù)荷造成計(jì)量誤差的主要原因是采樣的頻譜泄漏。

針對(duì)沖擊性負(fù)荷，由于數(shù)字式計(jì)量表中所采用的FFT 在時(shí)域中沒(méi)有局部變化的能力，所以可以考慮將具有良好時(shí)－ 頻局部變化特征的小波變換應(yīng)用在電能表中，兩種方法結(jié)合使用，以計(jì)量在沖擊性負(fù)荷的情況下用戶(hù)所消耗的實(shí)際電能。

3.3 電能表的寬負(fù)載計(jì)量能力

電動(dòng)汽車(chē)充電分為快充和慢充兩種模式?？斐淠Ｊ綍r(shí)，充電時(shí)間較短，回路中的負(fù)載電流卻很大，有時(shí)會(huì)達(dá)到150 ～ 600 A; 而慢充模式時(shí)，充電時(shí)間較長(zhǎng)，在充電回路中形成的負(fù)載電流較小。因此電能計(jì)量裝置必須具備從小電流到幾百安大電流的測(cè)量范圍，對(duì)電能計(jì)量來(lái)講，是一個(gè)技術(shù)難題。

對(duì)于這一難題，可以在大電流時(shí)采取并聯(lián)均流的方法，原理如圖2 所示。
 
采用N 個(gè)電源并聯(lián)構(gòu)成的電源系統(tǒng)向負(fù)載供電，每個(gè)電源的功率為負(fù)載所需功率的1 /N。運(yùn)行時(shí)，每個(gè)電源平均承擔(dān)負(fù)載功率。某一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，供電并不中斷，僅僅是最大供電能力有所降低，不會(huì)影響負(fù)載的正常工作。

這種方式要求并聯(lián)運(yùn)行的每個(gè)電源平均承擔(dān)負(fù)載功率，這并不是簡(jiǎn)單地將多個(gè)電源的輸出端接在一起就能做到的。但是電源輸出參數(shù)的擴(kuò)展，僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)方式還不能完全保證整個(gè)擴(kuò)展后的電源系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。不論電源模塊是擴(kuò)壓還是擴(kuò)流，均存在一個(gè)“均壓”、“均流”的問(wèn)題，而解決方法的不同，對(duì)整個(gè)電源擴(kuò)展系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性都有很大的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電力市場(chǎng)的增供擴(kuò)銷(xiāo)會(huì)起到重要的拉動(dòng)作用。由電力企業(yè)發(fā)展經(jīng)營(yíng)電動(dòng)車(chē)充電站具有先天優(yōu)勢(shì)，而準(zhǔn)確計(jì)量更成為電力企業(yè)在占有電動(dòng)車(chē)充電站發(fā)展市場(chǎng)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。早日解決電動(dòng)車(chē)充電計(jì)量中的各種難題，將推動(dòng)新能源汽車(chē)的普及。