电动汽车充电设备综合测评关键技术概论

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　　摘 要 目前大部分运营监控系统平台缺少相应的判断报警机制，本项目旨在陕西省地方电力（集团）有限公司汉中供电分公司已经建成的充电站，增加现有运营监控系统平台数据采集种类，开展电动汽车充电设施综合评价方法实证研究，建立相关评价体系，对充电设备的进行运行状态评价，确保充电设备的安全运行。
　　关键词 电动汽车;充电设备;综合测评;关键技术
　　1 关键数据指标筛选
　　1.1 充电机监控单元
　　上送给监控系统的数据主要包括充电机状态信息（包括电能信息）以及电池状态信息;对充电机的控制功能主要包括：充电机充电开始、停止、紧急停止的控制;充电机充电模式的调整;向充电机及其连接的电池管理系统下发对时命令;与充电站监控系统通信宜采用RS485、CAN或以太网通信接口。
　　1.2 配电自动化终端
　　采集配电变压器运行数据、开关状态;监控装置动作及故障信息;负荷电流，电压、谐波电压、电流等数据。上传至监控系统实现对站内供配电设备的监控;与充电站监控系统通信采用以太网通信接口。
　　1.3 视频监视及处理单元
　　就地监视设备包括各种功能摄像机、红外对射报警探测器等，与站控层后台设备配合，实现对环境进行防盗、防火、防人为事故的监控，对充电站设备如充电机、蓄电池、配电设备等监视;视频处理单元按硬盘录像视频服务器设置，通过通信网络通道，将被监视的目标动态图像以IP单播、组播方式上传至监控主机，并实现一对多，多对一的监控功能;视频压缩采用MPEG2或MPEG4数字编码，支持TCP/IP协议的网络系统;布置在户外的摄像设备为全天候使用设备，红外对射报警器也为全天候使用设备。
　　1.4 其他设备监控
　　火灾自动报警装置对配备火灾自动报警装置的充电站，各传感器、探测器等设备采用现场总线方式接入站内火灾自动报警装置，由规约转换器接入站内监控系统;站内其他规约的监控装置通过规约转换器接入监控系统。
　　1.5 数据采集和处理
　　数据采集包括模拟量、开关量以及通过数据通信方式的数据采集，主要包含以下内容：模拟量输入信号处理应包括数据有效性、正确性判别、越限判断及越限报警、误差补偿、信号抗干扰等功能;开关量输入信号处理，包括接点防抖动处理、硬件及软件滤波等功能;SOE事件顺序记录的相关内容[1]。
　　2 数据管理平台建设
　　2.1 数据库的建立
　　①实时数据库：载入系统采集的实时数据，其数值根据运行工况的实时变化而不断更新，记录设备的当前状态。提供数据库维护工具和图形界面，以便用户在线监视、查询、排序等。②每个实时数据库和应用软件数据库中的数据点都可按可设定的间隔时间进行周期性保存。③系统提供访问历史数据库的接口，进行历史数据的查询和处理。④历史数据库中的数据类型包括测量实时数据和状态数据、电能计量及统计数据、各类累加数据、统计计算数据等。⑤自动根据存储空间发出历史数据整理提醒。⑥所有的历史数据根据用户要求存放到指定的存储介质上作为长期保存，保存时限不小于2年，系统周期性的提示用户进行数据的存档;具备自动和人工进行数据备份功能。⑦提供至少10天的历史数据缓存，并可恢复至历史数据库。⑧当已用存储容量达到总容量的80%时发出告警信息。
　　2.2 数据的监视和报警
　　通过显示器对站内主要设备运行参数和设备状态进行监视，监视各设备的通信状态和通信报文，并实时显示。信息应能分层、分级、分类显示，可以人工定义画面显示内容。所有静态和动态画面存储在画面数据库内，用户可方便和直观地完成实时画面的在线编辑、修改、定义、调用和实时数据库连接等功能。画面采用符合Window标准的窗口管理系统，窗口颜色、大小、生成、缩放及选择等可进行设置和修改。图形管理系统具有动态棒型图、动态曲线、历史曲线制作功能。
　　2.3 对采集数据分析，逐步优化数据管理平台
　　对充电机、蓄电池等设备的数据进行统计分析;对电能量分时段和方向进行累计;对配电一次设备的负荷率、损耗及经济运行进行分析;对采集的谐波实时数据进行统计分析;对其他纳入监控系统范围的监控设备的正常操作、事故跳闸次数、设备的投退、通道异常、设备的运行时间及各种操作进行分类自动记录和统计;安全运行天数累计并显示;统计及功能报表，包括电能表、各种限值表、运行计划表、系统配置表等[2]。
　　3 形成电动汽车充电设施安全隐患测评方法、体系
　　3.1 充电设备的危险源
　　充电设备本身。由于漏电以及接地故障或者老化等原因造成的安全风险，可以通过充电设备硬件电路的设计，比如带有保护功能的电气元件的使用;可以通过软件的监测，比如通过系统对是否超限、超充等进行判断和防护。
　　充电接口。充电接口“一手牵两家”，这样可能会因为积尘、触头磨损等引起燃烧，或者锁止机构不完善导致带电插拔的危险，可以通过电子锁止和增加传感等手段增加安全防护。再就是机械锁的联动，下面串一个电阻，当装置发生变化时电阻的电压就发生了变化，从而可以起到停止充电的作用。
　　（3）电动汽车。电池因过充、过温等原因导致燃烧，车辆存在带枪启动风险，可以通过电池管理优化、车辆控制流程优化等手段提高安全防护，保证电池安全，防止带电启动。
　　（4）运营系统。通过一些安全隔离如防火墙，在插卡时候进行数据加密和密锁输送信息传输等等措施，以及“硬件+软件”安全防护来提高运营系统的安全，防止重要信息泄漏和用户的支付风险。
　　3.2 隐患测评方法、体系
　　使用现场保证安全运营维护，从安全运行、日常检查、周期检查等解决安全隐患，性能降低等问题。从安全质量检测方面保证充电设施的安全，从设计、规划、建设、使用、运行的全过程以及全方位来控制质量和监督检查，提高充电设施的安全性。
　　4 结束语
　　本文对电动汽车充电设备关键数据指标筛选及数据管理平台建设进行了分析，并探讨了形成电动汽车充电设施安全隐患测评方法与体系，以促进有关技术的不断发展。
　　參考文献
　　[1] 陈灏.电动汽车非车载传导充电设备电磁兼容国家标准即将出台[J].安全与电磁兼容，2016，（3）：14.
　　[2] 葛文捷，黄梅，张维戈.电动汽车充电站经济运行分析[J].电工技术学报，2013，28（2）：15-21.
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