非车载充电机电能工作误差的测量不确定度评定

范亚军，刘博文，刘阳阳，邓礼敏，杨爱超，王 毅

（国网江西省电力有限公司供电服务管理中心，江西 南昌 330001）

0 引言

随着电动汽车的快速发展及推广应用，与之配套的电动汽车充电设施规模快速增大，其计量的准确性直接关系到充电计量计费的公平公正，计量计费的准确与否也逐渐成为电动汽车用户关心的重点。2020年10月26日，国家市场监督总局发布关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告，电动汽车充电桩延期至2023年1月1日起实行强制检定。

依据文献[1]和 文献[2]的检定要求，在规定的参比条件下，以0.05级非车载充电机检定装置作为标准装置，在温度为20.5℃、相对湿度65%的检定条件下，对1.0级电动汽车非车载充电机进行计量检定，将被检非车载充电机测得的电能值与非车载充电机检定装置测得的电能值相比较，确定被检非车载充电机电能的相对误差γ（%）[3]，再分析工作过程中各种影响条件下测量过程所引入的A类及B类测量不确定度来源[1]，进而评定非车载充电机电能工作误差的测量不确定度。

1 非车载充电机工作误差检定原理

根据文献[2]的要求，用标准表法开展检定时，标准电能表与被检充电机都在连续工作的情况下，用被检充电机输出电能示值与标准电能表测定电能值，来确定被检充电机的工作误差。工作误差可表示为：

式中：E′—被检充电机停止充电与充电开始时电能示值之差，kW·h；E—标准电能表测量的电能值，kW·h；γ0—检定装置的已定系统误差，不需修正时γ=0。

2 数学模型

将准确度等级为0.05级的非车载充电机检定装置作为主标准器，在给定负载下，将被检电动汽车充电机测得的电能值与非车载充电机检定装置测得的电能值相比较，确定被检非车载充电机的工作误差γ（%）。

式中：γ—被检非车载充电机电能的测量误差，%；γ1—由非车载充电机检定装置检定被检充电机得到的测量误差，%；γ2—非车载充电机检定装置引入的测量误差，%；γ3—被检非车载充电机误差数据修约引入的测量误差，%。

3 测量不确定度评定

被测非车载充电机准确度等级为1.0级，选取参比电压Un500 V、参比电流Ib 100 A作为为测量点，根据检定要求，进行测量结果不确定度的分析。

3.1 不确定度来源

非车载充电机电能工作误差的测量标准不确定度分量主要来源于以下3个方面：

1）测量重复性引入的标准不确定度，采用A类方法进行评定；

2）非车载充电机检定装置允许误差引入的标准不确定度，采用B类方法进行评定；

3）被检非车载充电机误差修约引入的标准不确定度，采用B类方法进行评定。

3.2 标准不确定度的A类评定

对1.0级非车载充电机，在参比电压Un=500 V、参比电流Ib=100 A，重复性条件下进行10次测量，各个测量点的重复性测量数据如表1所示：

表1 测量重复性记录%

利用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准差值得：

在日常检定测量中多采用取两次测量误差的平均值作为测量结果，所以测量重复性引入的标准不确定度为。

3.3 标准误差引入的不确定度的B类评定

0.05 级非车载充电机检定装置的最大允许误差为±0.05%，在区间认为属均匀分布，包含因子k=，则标准不确定度为：

3.4 被检非车载充电机误差修约引入的不确定度的B类评定

1.0 级非车载充电机测量结果修约间隔为0.1%，则修约引入的测量不确定度为0.1%，区间的半宽度为0.05%，服从均匀分布，包含因子k=，则标准不确定度为：

4 合成标准不确定度的评定

测量点为参比电压500 V、参比电流100 A时，各标准不确定度分量如表2所示。

表2 标准不确定度一览表

由u(γ1)、u(γ2)、u(γ3)合成的标准不确定度：

5 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，计算扩展不确定度得：

6 结语

利用0.05级非车载充电机检定装置对1级非车载充电机进行了检定，评定了1级非车载充电机电能误差的测量不确定度，根据不确定度评定报告，发现来自标准误差引入的不确定度分量及被检非车载充电机误差修约引入的不确定度分量占据了被测非车载充电机电能工作误差不确定度的绝大部分，因此在日常检定过程中，要重视标准装置的稳定性考核工作，保证非车载充电机电能量值传递的准确性。