基于互聯(lián)網(wǎng)+的充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測分析

趙琰

摘 ?要：電動(dòng)汽車是一種新能源汽車，具有低排放、無污染的優(yōu)勢，充電站是電動(dòng)汽車在運(yùn)行過程中的基礎(chǔ)設(shè)備。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，分析充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以更好地了解充電站在運(yùn)行中的實(shí)際狀況，為運(yùn)維管理與在線檢測提供技術(shù)支持與參考?；诖?，該文主要對互聯(lián)網(wǎng)+充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng);充電站配電設(shè)備;在線監(jiān)測

中圖分類號：U469.72 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，將互聯(lián)網(wǎng)與充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，可以提升在線監(jiān)測的效率與質(zhì)量，通過實(shí)時(shí)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方式對充電站配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理，為運(yùn)維管理工作的開展提供參考與支持。

1 充電站配電設(shè)備構(gòu)成

1.1 充電設(shè)備

充電設(shè)備主要是由直流或者交流充電樁、非車載充電電機(jī)以及充電樁內(nèi)部設(shè)置的計(jì)費(fèi)裝置共同組成。充電設(shè)備是充電站中的核心裝置系統(tǒng)，其主要作用就是在電動(dòng)汽車電池能源耗盡之后為其提供電能補(bǔ)給。

充電樁是一種非車載的充電機(jī)，其可以在電動(dòng)汽車充電時(shí)為其提供充足的低壓輔助電源，具有諧波抑制等相關(guān)補(bǔ)償裝置，可以有效保證輸出電能的質(zhì)量。充電樁可以利用內(nèi)部的計(jì)費(fèi)裝置直接進(jìn)行計(jì)量計(jì)算。

1.2 監(jiān)控設(shè)備

監(jiān)控設(shè)備主要由安保監(jiān)控設(shè)備以及充電監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。安保設(shè)備就是利用攝像監(jiān)控的方式對充電站中的設(shè)施進(jìn)行監(jiān)督控制，其主要目的就是合理預(yù)防各種人為的危險(xiǎn)事件發(fā)生。充電監(jiān)控設(shè)備中存在各種在線監(jiān)測裝置，通過各種安全防護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的安全保護(hù)。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)+的充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測優(yōu)勢特征

通過智能化的方式對電動(dòng)汽車終點(diǎn)站配電設(shè)施進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的定位檢修管理，可以通過智能化的方式進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)評估以及故障特性分析。此種方式將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與充電站配電設(shè)施、充電站運(yùn)維進(jìn)行有效融合，為電動(dòng)汽車充電設(shè)施的運(yùn)維巡檢工作提供了技術(shù)支持。

2.1 運(yùn)維方式更為靈活

基于互聯(lián)網(wǎng)的在線檢測方式操作更為靈活，不僅可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及工作人員巡查的方式進(jìn)行定期維護(hù)，也可以利用傳感器以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段進(jìn)行在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測分析。

2.2 人員調(diào)度更為智能

對配電設(shè)施的故障進(jìn)行定位分析，在故障報(bào)警之后可以及時(shí)發(fā)送報(bào)警日志，工作人員在接收到故障信息之后可以迅速到達(dá)現(xiàn)場。可以直接進(jìn)入現(xiàn)場搶修，及時(shí)排查故障問題，利用信息化方式及時(shí)反饋設(shè)施問題。此種方式相對于傳統(tǒng)的人工管理模式來說更為智能化、響應(yīng)的模式更快。

2.3 巡檢機(jī)構(gòu)更為簡潔

巡檢機(jī)構(gòu)具有多層次的特征，這也是現(xiàn)階段電網(wǎng)公司必須要解決的問題。精簡的組織層可以有效提升運(yùn)營效率與質(zhì)量，可以提升運(yùn)維服務(wù)的水平，通過智能化的運(yùn)維管理可以實(shí)現(xiàn)智能化的管理，解決了多層次的效率問題。

3 基于互聯(lián)網(wǎng)+的充電站配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車的充電站在線監(jiān)測與分析評估系統(tǒng)主要就是基于移動(dòng)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)模塊，由電能質(zhì)量采集終端以及分析評估系統(tǒng)組成，可以實(shí)現(xiàn)對充電站的電氣量、開關(guān)量以及電動(dòng)汽車充電數(shù)據(jù)的合理采集與分析處置。

電動(dòng)汽車在運(yùn)行過程中，充電數(shù)據(jù)主要包括了起始充電時(shí)間、起始荷電狀態(tài)、日行駛里程等信息內(nèi)容。監(jiān)測的電氣量主要就是在公共連接點(diǎn)中以及各個(gè)充電設(shè)施的參數(shù)，分析這些參數(shù)可以充分了解其實(shí)際狀況，進(jìn)而有效分析充電數(shù)據(jù)特征。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 高壓配電設(shè)施數(shù)據(jù)檢測

利用充電站配電柜的電流、電壓以及功率等傳感器，實(shí)時(shí)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送各項(xiàng)電器數(shù)據(jù)信息，對不同裝置的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，及時(shí)處理存在的故障問題。實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)可以了解高壓進(jìn)線柜中的相電壓、相電流以及各相的功率因數(shù)，了解詳細(xì)的參數(shù)信息，對其進(jìn)行時(shí)段劃分，構(gòu)建后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄分析。

3.2.2 數(shù)據(jù)分析

對不同的參數(shù)進(jìn)行不同時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)分析，擬合折線段，詳細(xì)對比在不同時(shí)間段中超高能電子的電氣參數(shù)信息，直觀地展現(xiàn)不同時(shí)間段中網(wǎng)側(cè)電壓、電流以及功率、功率因數(shù)的實(shí)際變化，為設(shè)備負(fù)荷量以及配電網(wǎng)的參數(shù)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)參數(shù)，適當(dāng)?shù)貙﹄娋W(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)度分析。

運(yùn)維人員可以觀測到其負(fù)責(zé)的區(qū)域范圍中的參數(shù)信息，因?yàn)榇笠?guī)模的電動(dòng)汽車計(jì)入電網(wǎng)會(huì)增加網(wǎng)側(cè)的負(fù)荷，并且增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。而利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)信息更具有針對性，記錄模式也更為直觀具體。

3.2.3 模擬設(shè)備狀態(tài)查看

利用設(shè)備模擬圖像進(jìn)行配電設(shè)施裝置的線路模擬分析，可以對現(xiàn)有接線狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)化的查看分析。對其進(jìn)行在線關(guān)閉與狀態(tài)監(jiān)測，利用設(shè)備線路的動(dòng)態(tài)模擬狀態(tài)信息分析，可以實(shí)現(xiàn)對高低壓進(jìn)線柜、出線柜以及干式變壓器等配電設(shè)備線路電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)測量分析。

3.2.4 充電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程升級

利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對充電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新，提高充電系統(tǒng)的可拓展性和可維護(hù)性。

3.2.5 故障報(bào)警

故障報(bào)警系統(tǒng)可以利用不同的傳感器以及探測儀加強(qiáng)對配電設(shè)備各項(xiàng)電氣數(shù)據(jù)以及穩(wěn)態(tài)的參數(shù)信息的對比分析，出現(xiàn)異常波動(dòng)就會(huì)利用通信接口傳輸?shù)角芭_(tái)服務(wù)器中，服務(wù)器就會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到手機(jī)終端中，運(yùn)維人員在手機(jī)終端上實(shí)時(shí)接收相關(guān)的故障報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警裝置位置、報(bào)警項(xiàng)目的管理。

3.2.6 運(yùn)維人員接單搶修管理

通過實(shí)時(shí)的定時(shí)定位分析，可以發(fā)現(xiàn)充電站中設(shè)施的損耗狀況，接收報(bào)警信息內(nèi)容，及時(shí)搶修處理。

3.2.7 搶修日志記錄

分析搶修日志記錄、統(tǒng)計(jì)人員以及充電站的運(yùn)維歷史記錄信息參數(shù)，做成大數(shù)據(jù)備份記錄進(jìn)行管理。

3.3 充電機(jī)與變壓器運(yùn)行特性分析

3.3.1 配電變壓器運(yùn)行分析

電動(dòng)汽車在充電的過程中會(huì)導(dǎo)致配電變壓器繞組溫度升高，縮短變壓器的使用壽命。在運(yùn)行過程中充電機(jī)的電流諧波會(huì)導(dǎo)致變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生額外的損耗問題。充電站電壓總諧波的畸變率會(huì)隨著變壓器的負(fù)載率出現(xiàn)不同程度的變化，也會(huì)隨著充電功率的增加而增加，配電功率則會(huì)隨著諧波壓降增大，導(dǎo)致低壓側(cè)的電壓總諧波畸變率隨負(fù)載率的變化呈線性上升趨勢。

3.3.2 充電站諧波監(jiān)測與電動(dòng)汽車狀態(tài)綜合性評估

充電站的諧波主要就產(chǎn)生在充電機(jī)中。電網(wǎng)電壓進(jìn)入整流器之后會(huì)在充電機(jī)的直流電容側(cè)產(chǎn)生一種脈動(dòng)的直流電壓，其主要就是負(fù)載產(chǎn)生的一種直流電流，該電流進(jìn)入整流器后會(huì)與交流電網(wǎng)耦合，導(dǎo)致充電機(jī)的交流電流中出現(xiàn)了諧波畸變等問題。充電機(jī)會(huì)在電網(wǎng)中注入一定的整次與間諧波電流，間諧波會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓閃變、干擾諧波補(bǔ)償設(shè)備等問題發(fā)生。對此，必須要加強(qiáng)對充電站中間諧波的監(jiān)測分析。

充電機(jī)間諧波頻譜特性會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，具有較為顯著的隨機(jī)波動(dòng)特征。為了滿足間諧波在線檢測的不同需求，可以通過雙峰譜線修正的方式進(jìn)行諧波以及基波參數(shù)的計(jì)算分析。為了達(dá)到減小間諧波檢測過程中的計(jì)算量的目的，會(huì)直接在頻域中濾除基波與諧波，再對充電站間諧波進(jìn)行合理檢測分析。這種方式可以有效降低間諧波檢測的計(jì)算總量，在實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)中可以得到合理應(yīng)用。

4 結(jié)語

電動(dòng)汽車“車聯(lián)網(wǎng)”平臺(tái)是一種基于物聯(lián)網(wǎng)衍生形成的電動(dòng)汽車在線平臺(tái)，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)智能化的運(yùn)維管理，利用大數(shù)據(jù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將配電設(shè)備以及電氣參數(shù)與信息長傳到云端中，通過云計(jì)算進(jìn)行大數(shù)據(jù)記錄分析，進(jìn)而提升整體的運(yùn)維效率與質(zhì)量。

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