基于互联网+的充电站配电设备在线监测分析

赵琰

摘  要：电动汽车是一种新能源汽车，具有低排放、无污染的优势，充电站是电动汽车在运行过程中的基础设备。在互联网技术的支持下，分析充电站配电设备在线监测系统，可以更好地了解充电站在运行中的实际状况，为运维管理与在线检测提供技术支持与参考。基于此，该文主要对互联网+充电站配电设备在线监测系统进行了分析。

关键词：互联网;充电站配电设备;在线监测

中图分类号：U469.72                   文献标志码：A

在网络时代，将互联网与充电站配电设备在线监测系统进行有效整合，可以提升在线监测的效率与质量，通过实时化、网络化、智能化的方式对充电站配电设备进行监督管理，为运维管理工作的开展提供参考与支持。

1 充电站配电设备构成

1.1 充电设备

充电设备主要是由直流或者交流充电桩、非车载充电电机以及充电桩内部设置的计费装置共同组成。充电设备是充电站中的核心装置系统，其主要作用就是在电动汽车电池能源耗尽之后为其提供电能补给。

充电桩是一种非车载的充电机，其可以在电动汽车充电时为其提供充足的低压辅助电源，具有谐波抑制等相关补偿装置，可以有效保证输出电能的质量。充电桩可以利用内部的计费装置直接进行计量计算。

1.2 监控设备

监控设备主要由安保监控设备以及充电监控设备构成。安保设备就是利用摄像监控的方式对充电站中的设施进行监督控制，其主要目的就是合理预防各种人为的危险事件发生。充电监控设备中存在各种在线监测装置，通过各种安全防护装置实现对设备的安全保护。

2 基于互联网+的充电站配电设备在线监测优势特征

通过智能化的方式对电动汽车终点站配电设施进行管理，实现故障设备的定位检修管理，可以通过智能化的方式进行设备的状态评估以及故障特性分析。此种方式将互联网技术与充电站配电设施、充电站运维进行有效融合，为电动汽车充电设施的运维巡检工作提供了技术支持。

2.1 运维方式更为灵活

基于互联网的在线检测方式操作更为灵活，不仅可以通过网络系统以及工作人员巡查的方式进行定期维护，也可以利用传感器以及互联网技术手段进行在线实时数据监测分析。

2.2 人员调度更为智能

对配电设施的故障进行定位分析，在故障报警之后可以及时发送报警日志，工作人员在接收到故障信息之后可以迅速到达现场。可以直接进入现场抢修，及时排查故障问题，利用信息化方式及时反馈设施问题。此种方式相对于传统的人工管理模式来说更为智能化、响应的模式更快。

2.3 巡检机构更为简洁

巡检机构具有多层次的特征，这也是现阶段电网公司必须要解决的问题。精简的组织层可以有效提升运营效率与质量，可以提升运维服务的水平，通过智能化的运维管理可以实现智能化的管理，解决了多层次的效率问题。

3 基于互联网+的充电站配电设备在线监测系统

3.1 系统设计

电动汽车的充电站在线监测与分析评估系统主要就是基于移动互联的网络模块，由电能质量采集终端以及分析评估系统组成，可以实现对充电站的电气量、开关量以及电动汽车充电数据的合理采集与分析处置。

电动汽车在运行过程中，充电数据主要包括了起始充电时间、起始荷电状态、日行驶里程等信息内容。监测的电气量主要就是在公共连接点中以及各个充电设施的参数，分析这些参数可以充分了解其实际状况，进而有效分析充电数据特征。

3.2 系统功能

3.2.1 高压配电设施数据检测

利用充电站配电柜的电流、电压以及功率等传感器，实时向数据中心发送各项电器数据信息，对不同装置的信息进行实时監测分析，及时处理存在的故障问题。实时监测系统可以了解高压进线柜中的相电压、相电流以及各相的功率因数，了解详细的参数信息，对其进行时段划分，构建后台数据库，利用大数据进行实时记录分析。

3.2.2 数据分析

对不同的参数进行不同时间段的统计分析，拟合折线段，详细对比在不同时间段中超高能电子的电气参数信息，直观地展现不同时间段中网侧电压、电流以及功率、功率因数的实际变化，为设备负荷量以及配电网的参数提供详细的数据参数，适当地对电网负荷进行详细的调度分析。

运维人员可以观测到其负责的区域范围中的参数信息，因为大规模的电动汽车计入电网会增加网侧的负荷，并且增加了电网调度的难度。而利用互联网进行实时监测获得的数据信息更具有针对性，记录模式也更为直观具体。

3.2.3 模拟设备状态查看

利用设备模拟图像进行配电设施装置的线路模拟分析，可以对现有接线状况进行实时化的查看分析。对其进行在线关闭与状态监测，利用设备线路的动态模拟状态信息分析，可以实现对高低压进线柜、出线柜以及干式变压器等配电设备线路电气参数的实时测量分析。

3.2.4 充电系统的远程升级

利用互联网实现对充电系统的实时更新，提高充电系统的可拓展性和可维护性。

3.2.5 故障报警

故障报警系统可以利用不同的传感器以及探测仪加强对配电设备各项电气数据以及稳态的参数信息的对比分析，出现异常波动就会利用通信接口传输到前台服务器中，服务器就会将接收到的数据实时传送到手机终端中，运维人员在手机终端上实时接收相关的故障报警信息，实现故障报警装置位置、报警项目的管理。

3.2.6 运维人员接单抢修管理

通过实时的定时定位分析，可以发现充电站中设施的损耗状况，接收报警信息内容，及时抢修处理。

3.2.7 抢修日志记录

分析抢修日志记录、统计人员以及充电站的运维历史记录信息参数，做成大数据备份记录进行管理。

3.3 充电机与变压器运行特性分析

3.3.1 配电变压器运行分析

电动汽车在充电的过程中会导致配电变压器绕组温度升高，缩短变压器的使用寿命。在运行过程中充电机的电流谐波会导致变压器在运行中产生额外的损耗问题。充电站电压总谐波的畸变率会随着变压器的负载率出现不同程度的变化，也会随着充电功率的增加而增加，配电功率则会随着谐波压降增大，导致低压侧的电压总谐波畸变率随负载率的变化呈线性上升趋势。

3.3.2 充电站谐波监测与电动汽车状态综合性评估

充电站的谐波主要就产生在充电机中。电网电压进入整流器之后会在充电机的直流电容侧产生一种脉动的直流电压，其主要就是负载产生的一种直流电流，该电流进入整流器后会与交流电网耦合，导致充电机的交流电流中出现了谐波畸变等问题。充电机会在电网中注入一定的整次与间谐波电流，间谐波会导致电网电压闪变、干扰谐波补偿设备等问题发生。对此，必须要加强对充电站中间谐波的监测分析。

充电机间谐波频谱特性会随着时间的变化而变化，具有较为显著的随机波动特征。为了满足间谐波在线检测的不同需求，可以通过双峰谱线修正的方式进行谐波以及基波参数的计算分析。为了达到减小间谐波检测过程中的计算量的目的，会直接在频域中滤除基波与谐波，再对充电站间谐波进行合理检测分析。这种方式可以有效降低间谐波检测的计算总量，在实时监测系统中可以得到合理應用。

4 结语

电动汽车“车联网”平台是一种基于物联网衍生形成的电动汽车在线平台，利用移动互联网技术手段，可以实现智能化的运维管理，利用大数据以及移动互联网技术，可以将配电设备以及电气参数与信息长传到云端中，通过云计算进行大数据记录分析，进而提升整体的运维效率与质量。

参考文献

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[2]李露露，雍静，曾礼强.基于系统电力扰动的交叉互联电缆绝缘整体老化在线监测[J].电工技术学报，2018，33（14）：3396-3405.