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

趙琰

摘 ?要：電動汽車是一種新能源汽車，具有低排放、無污染的優(yōu)勢，充電站是電動汽車在運行過程中的基礎設備。在互聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，分析充電站配電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以更好地了解充電站在運行中的實際狀況，為運維管理與在線檢測提供技術支持與參考。基于此，該文主要對互聯(lián)網(wǎng)+充電站配電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了分析。

關鍵詞：互聯(lián)網(wǎng);充電站配電設備;在線監(jiān)測

中圖分類號：U469.72 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在網(wǎng)絡時代，將互聯(lián)網(wǎng)與充電站配電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)進行有效整合，可以提升在線監(jiān)測的效率與質量，通過實時化、網(wǎng)絡化、智能化的方式對充電站配電設備進行監(jiān)督管理，為運維管理工作的開展提供參考與支持。

1 充電站配電設備構成

1.1 充電設備

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

充電樁是一種非車載的充電機，其可以在電動汽車充電時為其提供充足的低壓輔助電源，具有諧波抑制等相關補償裝置，可以有效保證輸出電能的質量。充電樁可以利用內部的計費裝置直接進行計量計算。

1.2 監(jiān)控設備

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

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

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

2.1 運維方式更為靈活

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)絡系統(tǒng)以及工作人員巡查的方式進行定期維護，也可以利用傳感器以及互聯(lián)網(wǎng)技術手段進行在線實時數(shù)據(jù)監(jiān)測分析。

2.2 人員調度更為智能

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

2.3 巡檢機構更為簡潔

巡檢機構具有多層次的特征，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營效率與質量，可以提升運維服務的水平，通過智能化的運維管理可以實現(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)+的充電站配電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)設計

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

電動汽車在運行過程中，充電數(shù)據(jù)主要包括了起始充電時間、起始荷電狀態(tài)、日行駛里程等信息內容。監(jiān)測的電氣量主要就是在公共連接點中以及各個充電設施的參數(shù)，分析這些參數(shù)可以充分了解其實際狀況，進而有效分析充電數(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，實時向數(shù)據(jù)中心發(fā)送各項電器數(shù)據(jù)信息，對不同裝置的信息進行實時監(jiān)測分析，及時處理存在的故障問題。實時監(jiān)測系統(tǒng)可以了解高壓進線柜中的相電壓、相電流以及各相的功率因數(shù)，了解詳細的參數(shù)信息，對其進行時段劃分，構建后臺數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)進行實時記錄分析。

3.2.2 數(shù)據(jù)分析

對不同的參數(shù)進行不同時間段的統(tǒng)計分析，擬合折線段，詳細對比在不同時間段中超高能電子的電氣參數(shù)信息，直觀地展現(xiàn)不同時間段中網(wǎng)側電壓、電流以及功率、功率因數(shù)的實際變化，為設備負荷量以及配電網(wǎng)的參數(shù)提供詳細的數(shù)據(jù)參數(shù)，適當?shù)貙﹄娋W(wǎng)負荷進行詳細的調度分析。

運維人員可以觀測到其負責的區(qū)域范圍中的參數(shù)信息，因為大規(guī)模的電動汽車計入電網(wǎng)會增加網(wǎng)側的負荷，并且增加了電網(wǎng)調度的難度。而利用互聯(lián)網(wǎng)進行實時監(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 模擬設備狀態(tài)查看

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

3.2.4 充電系統(tǒng)的遠程升級

利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對充電系統(tǒng)的實時更新，提高充電系統(tǒng)的可拓展性和可維護性。

3.2.5 故障報警

故障報警系統(tǒng)可以利用不同的傳感器以及探測儀加強對配電設備各項電氣數(shù)據(jù)以及穩(wěn)態(tài)的參數(shù)信息的對比分析，出現(xiàn)異常波動就會利用通信接口傳輸?shù)角芭_服務器中，服務器就會將接收到的數(shù)據(jù)實時傳送到手機終端中，運維人員在手機終端上實時接收相關的故障報警信息，實現(xiàn)故障報警裝置位置、報警項目的管理。

3.2.6 運維人員接單搶修管理

通過實時的定時定位分析，可以發(fā)現(xiàn)充電站中設施的損耗狀況，接收報警信息內容，及時搶修處理。

3.2.7 搶修日志記錄

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

3.3 充電機與變壓器運行特性分析

3.3.1 配電變壓器運行分析

電動汽車在充電的過程中會導致配電變壓器繞組溫度升高，縮短變壓器的使用壽命。在運行過程中充電機的電流諧波會導致變壓器在運行中產(chǎn)生額外的損耗問題。充電站電壓總諧波的畸變率會隨著變壓器的負載率出現(xiàn)不同程度的變化，也會隨著充電功率的增加而增加，配電功率則會隨著諧波壓降增大，導致低壓側的電壓總諧波畸變率隨負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)生在充電機中。電網(wǎng)電壓進入整流器之后會在充電機的直流電容側產(chǎn)生一種脈動的直流電壓，其主要就是負載產(chǎn)生的一種直流電流，該電流進入整流器后會與交流電網(wǎng)耦合，導致充電機的交流電流中出現(xiàn)了諧波畸變等問題。充電機會在電網(wǎng)中注入一定的整次與間諧波電流，間諧波會導致電網(wǎng)電壓閃變、干擾諧波補償設備等問題發(fā)生。對此，必須要加強對充電站中間諧波的監(jiān)測分析。

充電機間諧波頻譜特性會隨著時間的變化而變化，具有較為顯著的隨機波動特征。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行諧波以及基波參數(shù)的計算分析。為了達到減小間諧波檢測過程中的計算量的目的，會直接在頻域中濾除基波與諧波，再對充電站間諧波進行合理檢測分析。這種方式可以有效降低間諧波檢測的計算總量，在實時監(jiān)測系統(tǒng)中可以得到合理應用。

4 結語

電動汽車“車聯(lián)網(wǎng)”平臺是一種基于物聯(lián)網(wǎng)衍生形成的電動汽車在線平臺，利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術手段，可以實現(xiàn)智能化的運維管理，利用大數(shù)據(jù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術，可以將配電設備以及電氣參數(shù)與信息長傳到云端中，通過云計算進行大數(shù)據(jù)記錄分析，進而提升整體的運維效率與質量。

參考文獻

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