基于互联网+的充电站配电设备在线监测分析

顾晓文

摘 要：现阶段，随着社会的发展，我国的互联网工程的发展也越来越迅速。在网络时代，将互联网与充电站配电设备在线监测系统进行有效整合，可以提升在线监测的效率与质量，通过实时化、网络化、智能化的方式对充电站配电设备进行监督管理，为运维管理工作的开展提供参考与支持。

关键词：互联网+ 充电站配电设备 在线监测分析

引言

随着全球能源危机不断加深，能源与环境问题已成为当今世界需要共同面对的挑战。作为节能减排和改善环境的重要措施，发展以新能源动力为核心动力的电动汽车（electricvehicle，EV）成为了改善能源环境的重要角色。电动汽车作为新能源汽车，具有排放低、无污染等内燃汽车所不可比拟的优势，尤其是纯电动汽车成为替代内燃汽车的最佳选择之一，是节能减排的有力保证。而作为电动汽车的最重要的基础设施，电动汽车的健康发展将直接给充电站建设提供信心。目前，我国现存的充电桩达到将近18万台，大型交流充电站的数量也急剧上升。纵观2016年各类数据，可看出政府对新能源行业扶持力度依然很大，充电桩产业作为新能源行业的一部分，也将在较长时期得到良好的发展机会。面对现阶段及今后充电站的大规模建设，大量的充电桩面临着后期运维的负担，这对国家电网公司及其他各大充电桩生产服务商都带来了巨大的挑战。我国现行的充电站大多数都实行无人值守的原则，充电站巡检人员更多的是依靠充电站配电柜内各项监测设备来对充电桩的电气参数进行人工现场巡检，并采取相应的应对措施。

一、重要性

近年来，中国在互联网技术、产业、应用以及跨界融合等方面取得了积极进展，已具备加快推进“互联网+”发展的坚实基础，但也存在传统企业运用互联网的意识和能力不足、互联网企业对传统产业理解不够深入、新业态发展面临体制机制障碍、跨界融合型人才严重匮乏等问题，亟待加以解决。2015年7月4日，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，该意见明确“互联网+”是把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，推动技术进步、效率提升和组织变革，提升实体经济创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。在全球新一轮科技革命和產业变革中，互联网与各领域的融合发展具有广阔前景和无限潜力，已成为不可阻挡的时代潮流，正对各国经济社会发展产生着战略性和全局性的影响。积极发挥中国互联网已经形成的比较优势，把握机遇，增强信心，加快推进“互联网+”发展，有利于重塑创新体系、激发创新活力、培育新兴业态和创新公共服务模式，对打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务“双引擎”，主动适应和引领经济发展新常态，形成经济发展新动能，实现中国经济提质增效升级具有重要意义。

二、“互联网+充电基础设施”的功能架构实现

“互联网+充电基础设施”系统功能的实现，需要建立以充电门户网站和用户手机APP为支撑的充电设施公共服务平台，以满足客户通过有线或无线方式接入互联网，并通过互联网方式与充电桩进行互动，代替了常规充电桩需要手动开启、手动付费、手动结算的操作过程，提升了用户使用便利性的同时也实现了充电桩的无人值守。

三、充电机与变压器运行特性分析

3.1配电变压器运行分析

电动汽车在充电的过程中会导致配电变压器绕组温度升高，缩短变压器的使用寿命。在运行过程中充电机的电流谐波会导致变压器在运行中产生额外的损耗问题。充电站电压总谐波的畸变率会随着变压器的负载率出现不同程度的变化，也会随着充电功率的增加而增加，配电功率则会随着谐波压降增大，导致低压侧的电压总谐波畸变率随负载率的变化呈线性上升趋势。

3.2充电站谐波监测与电动汽车状态综合性评估

充电站的谐波主要就产生在充电机中。电网电压进入整流器之后会在充电机的直流电容侧产生一种脉动的直流电压，其主要就是负载产生的一种直流电流，该电流进入整流器后会与交流电网耦合，导致充电机的交流电流中出现了谐波畸变等问题。充电机会在电网中注入一定的整次与间谐波电流，间谐波会导致电网电压闪变、干扰谐波补偿设备等问题发生。对此，必须要加强对充电站中间谐波的监测分析。充电机间谐波频谱特性会随着时间的变化而变化，具有较为显著的随机波动特征。为了满足间谐波在线检测的不同需求，可以通过双峰谱线修正的方式进行谐波以及基波参数的计算分析。为了达到减小间谐波检测过程中的计算量的目的，会直接在频域中滤除基波与谐波，再对充电站间谐波进行合理检测分析。这种方式可以有效降低间谐波检测的计算总量，在实时监测系统中可以得到合理应用。

3.3数据分析

对不同的参数进行不同时间段的统计分析，拟合折线段，详细对比在不同时间段中超高能电子的电气参数信息，直观地展现不同时间段中网侧电压、电流以及功率、功率因数的实际变化，为设备负荷量以及配电网的参数提供详细的数据参数，适当地对电网负荷进行详细的调度分析。运维人员可以观测到其负责的区域范围中的参数信息，因为大规模的电动汽车计入电网会增加网侧的负荷，并且增加了电网调度的难度。而利用互联网进行实时监测获得的数据信息更具有针对性，记录模式也更为直观具体。

3.4智能运维

充电站配电设施作为充电桩的能量来源，其运维和检修都格外重要。配电设施作为整个充电站的高低压设备最密集的单位，其出现问题的几率比较大，同时一般巡检过程对供配电设施的检查过程也最为复杂。运维需要巡检的设备主要包括：箱式配电柜中的高压设备、低压设备、无功补偿装置和电力电缆等设备。其中配电设施中需要测量的电气参数包括：有功功率、无功功率、视在功率、相电压、线电压、相电流、充电量、功率因数和电网频率等大量参数。对于供配电设施的运维一直以来作为常规巡检的重要部分;对于供配电设施的运维巡检一直以来也是作为常规巡检的重要部分。因此，拥有一套能够对配电设施中参数实时记录并能够及时巡检的移动互联系统是非常必要的。将当今大热的“互联网+”技术与运维巡检相结合，不仅有利于提高巡检效率，同时对巡检的时效性也做出了保障。

结语

“互联网+充电基础设施”的市场化运用是基于“互联网+”特点利用移动互联网和大数据等技术整合相关产业链资源，为用户提供更佳的充电服务体验和增值服务体验，最终推动电动汽车充电基础设施的健康快速发展。

参考文献

[1]贾晶晶，郭敏嘉，范春燕，等.新能源汽车充电服务发展瓶颈及商业模式探讨[J].陕西电力，2016，44（1）：46-50，59.

[2]吴志力.电动汽车充电技术应用现状与发展趋势[J].浙江电力，2012，31（8）：6-9，78.