CN107064624A - 交流充电桩电能计量方法 - Google Patents

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张晓冰
李昂
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Abstract

交流充电桩电能计量方法。电网受到冲击性负载扰动时，将产生不平衡电流，影响电网的稳定运行并给电能的计量带来了极大的困难。本发明方法包括：获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的 Wiener 核，并利用wiener核对交流充电桩在非线性、冲击性负载情况下电网的电流与电压信号建模；求单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量 Wiener‑G泛函表示；利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构。本发明采用wiener级数可以对非线性系统进行任意精度逼近，研究的算法计量更准确，采用的FPGA并行处理可以极大的提高运行速度。

Description

交流充电桩电能计量方法
技术领域：
本发明涉及一种交流充电桩电能计量方法。
背景技术：
随着现代负载的不断发展及电力电子设备的大量应用，大部分生产用电都集中在冲击性负载上，非线性负载已经成为电力系统负荷的重要组成部分。据统计，目前 20% 的电力负荷通过各种形式的功率交换来实现，所造成的谐波污染对电力系统危害巨大，大功率电动机等大量冲击性负载引起的电压波动及闪变更是令人头疼的问题。非线性负载、冲击性负载所表现出来的用电特性会造成以下后果；影响交流充电桩的正常工作; 降低了电能质量和其可靠性; 引起断路器非正常跳变、熔断器非正常熔断等故障。当电网受到冲击性负载扰动时，将由原来的平衡状态过渡到新的平衡状态，这一动态过程将使各机组的送出功率、转速等发生变化，从而造成电网的频率和功率的振荡，同时，由于冲击性负载引起的无功变化，使电网电压频繁波动，这在小电网运行更为突出; 当冲击性负载出现时，将产生不平衡电流，从而造成机组的振动; 还有一些供电设备采用了晶闸管整流装置，冲击性负载会在电网中产生严重的高次谐波，影响电网的稳定运行并给电能的计量带来了极大的困难。
发明内容：
本发明的目的是提供一种交流充电桩电能计量方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种交流充电桩电能计量方法，所述的交流充电桩电能计量方法通过以下步骤实现：
步骤一：获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的 Wiener 核，并利用wiener核对交流充电桩在非线性、冲击性负载情况下电网的电流与电压信号建模；其中，Wiener泛函级数描述的非线性特性未知的模拟电路中，Wiener核值表示电路特征；
步骤二：求单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量 Wiener-G泛函表示；其中，Wiener-G 泛函表示是指电网信号的 Wiener-G 泛函描述；
步骤三：利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构。
有益效果：
1. 本发明利用wiener级数对交流充电桩非线性、冲击性负载建模，然后在非线性负载电参量Wiener泛函级数模型的基础上利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构，并结合 IEEE-Std1459-2010相关定义提出了合理计量交流充电桩非线性、冲击性负载时的电能计量算法。相比与传统的、通用的计量方法，本发明使用的方法能够更加准确的测量交流充电桩在非线性、冲击性负载情况下的电能计量与计费。同时也为后续相关电能表的研制提供了理论基础。wiener级数可以对非线性系统进行任意精度逼近，研究的算法计量更准确。
本发明采用FPGA作为控制器，利用FPGA内部程序并行运行,运算速度快、有处理更复杂功能的能力，可以极大的提高运算处理效率。此外，FPGA有大量软核,可以方便进行二次开发。与传统大多是使用单片机等微控制器作为电能计量装置相比，FPGA的并行处理可以极大的提高运行速度。
工信部数据显示，从 2009 年到 2015 年，我国保有新能源汽车共计 49.7 万辆，加上 2016 年第一季度销售的 62663 辆，累计已达 56 万辆。相对应的充电基础设施状况如下：截至 2015 年底，全国建成的充换电站超过 3600 座，公用充电桩 4.9 万个。很明显，公用充电桩和新能源汽车保有量比例低于 1：10，充电桩的数量远远赶不上消费者的需求。相关的电能计量不准是制约其发展的关键因素，本发明对交流充电桩的发展具有积极的意义。
具体实施方式：
具体实施方式一：
本实施方式的交流充电桩电能计量方法，所述的交流充电桩电能计量方法通过以下步骤实现：
步骤一：获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的 Wiener 核，并利用wiener核对交流充电桩在非线性、冲击性负载情况下电网的电流与电压信号建模；其中，Wiener泛函级数描述的非线性特性未知的模拟电路中，Wiener核值表示电路特征；
步骤二：求单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量 Wiener-G泛函表示；其中，Wiener-G 泛函表示是指电网信号的 Wiener-G 泛函描述；
步骤三：利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构。
具体实施方式二：
与具体实施方式一不同的是，本实施方式的交流充电桩电能计量方法，步骤一所述的获取wiener核的过程为，在实际中，由于直接获取wiener核是求其输入输出各阶相关函数，这是非常复杂而且很困难的，因此本文采用时间相关函数间接估计各阶相关函数，再结合Wiener 泛函级数得到Wiener 核。
具体实施方式三：
与具体实施方式一或二不同的是，本实施方式的交流充电桩电能计量方法，利用步骤一获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的 Wiener 核，结合 IEEE-Std1459-2010相关定义获得交流充电桩非线性、冲击性负载时的电能计量方法，由 Wiener-G 泛函表示交流充电桩在各非线性、冲击性负载条件下电网中的电参量，即完成单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量 Wiener-G泛函表示；IEEE-Std1459-2010相关定义是指一种主流的非正弦条件下的功率定义标准。
具体实施方式四：
与具体实施方式三不同的是，本实施方式的交流充电桩电能计量方法，所述的交流充电桩电能计量方法实现过程所用控制器采用FPGA板。

Claims (4)

1.一种交流充电桩电能计量方法，其特征是：所述的交流充电桩电能计量方法通过以下步骤实现：
步骤一：获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的Wiener核，并利用Wiener核对交流充电桩在非线性、冲击性负载情况下电网的电流与电压信号建模；其中，Wiener泛函级数描述的非线性特性未知的模拟电路中，Wiener核值表示电路特征；
步骤二：求单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量Wiener-G泛函表示；其中，Wiener-G泛函表示是指电网信号的 Wiener-G 泛函描述；
步骤三：利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构。
2.根据权利要求1所述的交流充电桩电能计量方法，其特征是：步骤一所述的获取wiener核的过程为，采用时间相关函数间接估计各阶相关函数，再结合 Wiener 泛函级数得到Wiener 核。
3.根据权利要求1或2所述的交流充电桩电能计量方法，其特征是：利用步骤一获取单个交流电动汽车非线性电力负荷的 Wiener 核，结合 IEEE-Std1459-2010相关定义获得交流充电桩非线性、冲击性负载时的电能计量方法，由 Wiener-G 泛函表示交流充电桩在各非线性、冲击性负载条件下电网中的电参量，即完成单个交流电动汽车非线性电力负荷的电参量 Wiener-G泛函表示；IEEE-Std1459-2010相关定义是指一种主流的非正弦条件下的功率定义标准。
4.根据权利要求3所述的交流充电桩电能计量方法，其特征是：所述的交流充电桩电能计量方法实现过程所用控制器采用FPGA板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111311337A (zh) * 2020-03-20 2020-06-19 陕西天天出行科技有限公司 基于充电桩的服务费用处理方法及装置
CN117388569A (zh) * 2023-12-11 2024-01-12 浙江宏仁电气有限公司 一种电网波形畸变下的电能计量方法、电能计量箱及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102890190A (zh) * 2012-10-17 2013-01-23 哈尔滨理工大学 基于多小波的随机非线性负荷有功电能计量方法
CN105548697A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 哈尔滨理工大学 一种电力系统谐波检测装置及谐波检测方法
CN105954577A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 国网黑龙江省电力有限公司佳木斯供电公司 一种电能计量方法
US20170093160A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Utilidata, Inc. Systems and methods for secondary voltage loss estimator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102890190A (zh) * 2012-10-17 2013-01-23 哈尔滨理工大学 基于多小波的随机非线性负荷有功电能计量方法
US20170093160A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Utilidata, Inc. Systems and methods for secondary voltage loss estimator
CN105548697A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 哈尔滨理工大学 一种电力系统谐波检测装置及谐波检测方法
CN105954577A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 国网黑龙江省电力有限公司佳木斯供电公司 一种电能计量方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘云峰 等: "Wiener核的快速提取算法", 《电测与仪表》 *
张晓冰 等: "非平稳畸变信号条件下电网信号建模", 《中国电机工程学报》 *
李云辉: "基于负载Wiener泛函级数模型的畸变电能计量方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111311337A (zh) * 2020-03-20 2020-06-19 陕西天天出行科技有限公司 基于充电桩的服务费用处理方法及装置
CN111311337B (zh) * 2020-03-20 2023-11-21 陕西天天出行科技有限公司 基于充电桩的服务费用处理方法及装置
CN117388569A (zh) * 2023-12-11 2024-01-12 浙江宏仁电气有限公司 一种电网波形畸变下的电能计量方法、电能计量箱及介质
CN117388569B (zh) * 2023-12-11 2024-03-01 浙江宏仁电气有限公司 一种电网波形畸变下的电能计量方法、电能计量箱及介质

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