充電樁主要分為直流充電樁和交流直流一體充電樁，在充電樁充電的過(guò)程中，電網(wǎng)電壓、電流諧波等都會(huì)受到一定的影響，進(jìn)而對(duì)電能計(jì)量造成干擾，使電網(wǎng)的可靠性、安全性和公平性難以保證，所以現(xiàn)階段針對(duì)充電樁在充電過(guò)程中所產(chǎn)生的負(fù)面影響進(jìn)行改善和優(yōu)化，已經(jīng)成為充電樁推廣和電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的重要工作。
一、充電樁充電對(duì)電網(wǎng)的影響
充電樁每天負(fù)荷曲線(xiàn)和低等級(jí)電壓區(qū)域電網(wǎng)模型相結(jié)合，可以對(duì)充電樁大量接入電網(wǎng)充電對(duì)低等級(jí)電壓電網(wǎng)的影響產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識(shí)，在不同季節(jié)，不同充電樁充電接入比例下，充電樁充電對(duì)電網(wǎng)電壓、功率損失也存在差異，通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在非協(xié)調(diào)充電情況下，充電樁充電在夜間電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)發(fā)生最多，會(huì)使電網(wǎng)負(fù)荷增加、電壓偏差增大，使電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗不斷提升，導(dǎo)致電網(wǎng)的輸電效率和供電質(zhì)量都呈下降趨勢(shì)，為降低充電樁充電對(duì)電網(wǎng)的影響，現(xiàn)階段提倡協(xié)調(diào)充電，即當(dāng)電網(wǎng)處于負(fù)荷低谷的狀態(tài)下時(shí)，利用充電樁充電使低谷得到平衡，以此縮減備用發(fā)電站的啟停頻數(shù)和電力資源調(diào)度的次數(shù)。
另外，在接入電網(wǎng)的充電樁數(shù)量不斷增多的情況下，日負(fù)荷曲線(xiàn)的用電高峰發(fā)生了改變，電網(wǎng)峰谷差大幅提升，如果不能及時(shí)的采取有效措施進(jìn)行控制，電網(wǎng)損耗將增加，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受到嚴(yán)重的沖擊，傳統(tǒng)模式的負(fù)荷曲線(xiàn)預(yù)測(cè)誤差將會(huì)逐漸增大，使其不能準(zhǔn)確的反映客戶(hù)的需求，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行起到阻礙，所以要提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，縮減充電樁充電對(duì)電網(wǎng)的影響，電力調(diào)度部門(mén)在對(duì)電力生產(chǎn)進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)有意識(shí)的對(duì)電量裕度和電氣設(shè)備升級(jí)給予足夠的重視，以此保證設(shè)備在電力負(fù)荷增加的情況下不會(huì)產(chǎn)生過(guò)載；其次，電力部門(mén)應(yīng)有意識(shí)的引導(dǎo)充電樁用戶(hù)協(xié)調(diào)充電，有意識(shí)的對(duì)用電高峰進(jìn)行充電避讓。
但充電樁接入電網(wǎng)充電也會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生積極的影響，例如在傳統(tǒng)模式下電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差非常大，特別是白天與黑夜之間的峰谷，電力系統(tǒng)為改善此問(wèn)題，引進(jìn)大量的發(fā)電容量備用，但電力調(diào)度次數(shù)的增加使電力資源被極大的浪費(fèi)，但將充電樁充電合理的應(yīng)用在電網(wǎng)中，電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線(xiàn)會(huì)逐漸平滑，特別是充電樁在夜間充電，不僅使峰谷差得到有效的平衡，而且，使電網(wǎng)24小時(shí)內(nèi)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)得到提升，使電力資源浪費(fèi)的問(wèn)題得到極大地改善。
二、充電樁充電對(duì)電能計(jì)量的影響
我國(guó)傳統(tǒng)模式中電能計(jì)量是采用一戶(hù)一表制，應(yīng)用的電表都是功率較低的單相計(jì)量，在充電樁接入電網(wǎng)后，受充電位置、充電功率等因素的影響，需要重新安裝電能計(jì)量設(shè)備，而且隨著智能電網(wǎng)的逐漸深化，充電樁充電將形成 V2G 模式，使城市配電網(wǎng)的諸多線(xiàn)路成為雙向潮流，所以電能計(jì)量的模式也需要隨之發(fā)生改變。充電樁充電過(guò)程中會(huì)生成諧波，諧波不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染等，而且要求針對(duì)充電樁安裝的電能計(jì)量設(shè)備在具有直流電能計(jì)量和寬負(fù)載計(jì)量功能的基礎(chǔ)上，必須具有諧波計(jì)量檢測(cè)和消除的功能，充電樁的功能決定，其在充電的過(guò)程中有快充、慢充等情況，充電負(fù)荷的調(diào)整直接關(guān)系到快充設(shè)定的容量在常規(guī)充電的狀態(tài)下是否會(huì)發(fā)生容量冗余，而充電時(shí)間的調(diào)整，直接關(guān)系到充電樁能夠在低谷時(shí)段削峰填谷，是負(fù)荷利用率更有保證，而充電樁計(jì)量點(diǎn)的配置是充電負(fù)荷調(diào)整和時(shí)間調(diào)整的重要依據(jù)，所以充電樁充電對(duì)電能計(jì)量具有重要的影響。
（一）充電樁充電所產(chǎn)生的諧波對(duì)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的影響
充電樁充電所生成的諧波和容性負(fù)荷性質(zhì)對(duì)電能計(jì)量裝置的性能提出較高的要求，通過(guò)對(duì)全電子式電能表計(jì)量所涉及的輸入、電能測(cè)量單元和輸出部分的流程分析可以發(fā)現(xiàn)，其在電能計(jì)量的過(guò)程中出現(xiàn)的誤差主要生成于輸入部分，這是因?yàn)槿娮邮诫娔鼙韮H依靠基波信號(hào)實(shí)現(xiàn)變送，當(dāng)電壓和電流中任何波形發(fā)生改變，磁通并不能結(jié)合其變化生成與之相對(duì)應(yīng)的線(xiàn)性變化，從而電能表整體的計(jì)量精度無(wú)法保證。現(xiàn)階段電子式電能表基本上在1至1千赫茲之間對(duì)諧波動(dòng)率和基波功率的相應(yīng)都基本一致，所以其在計(jì)量基波電能和全部諧波電能的過(guò)程中，可以直接將電能表示為 ，W1 和 Wi 分別代表諧波動(dòng)率和基波功率，由此可見(jiàn)要縮減充電樁充電對(duì)電能計(jì)量的影響，應(yīng)針對(duì)充電樁安裝全波電能表。
（二）充電樁充電所產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷對(duì)電能計(jì)量的影響
實(shí)踐證明充電樁快速充電的同時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)生成沖擊性負(fù)荷，而沖擊性負(fù)荷會(huì)加重波形變形，使其更加不具備規(guī)律，甚至可以使不同周期的波形在幅值、相位、頻率等各方面發(fā)生變化，當(dāng)功率變化的速度不斷加快的同時(shí)，電力系統(tǒng)電壓會(huì)發(fā)生閃變，進(jìn)而造成電壓波形凹陷或凸起，這在一定程度上使電能計(jì)量表的計(jì)量誤差隨機(jī)性加大。
（三）充電樁充電對(duì)電能表寬負(fù)載計(jì)量能力的影響
充電樁在快速充電的過(guò)程中，會(huì)在回路中形成較大的負(fù)載電流，據(jù)統(tǒng)計(jì)形成的負(fù)載電流可達(dá)150至600安培，而在慢充模式下，充電回路中形成的負(fù)載電流會(huì)明顯的縮減，所以針對(duì)充電樁充電進(jìn)行電能計(jì)量的電能表的計(jì)量范圍要相比正常范圍更大，這對(duì)電能表的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提出了新的難題，現(xiàn)階段通常通過(guò)將并聯(lián)均流方法應(yīng)用于大電流中以緩解此技術(shù)難題，但此方法并不是通過(guò)直接的將電源輸出端相連接就可以實(shí)現(xiàn)的，對(duì)技術(shù)的要求也較高，所以現(xiàn)階段有效的消除充電樁充電對(duì)電能計(jì)量此方面的影響仍較困難。
三、結(jié)論
通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，隨著充電樁的出現(xiàn)和逐步推廣，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到其在充電的過(guò)程中會(huì)對(duì)電網(wǎng)和電能計(jì)量構(gòu)成影響，為保證電網(wǎng)的安全性和可靠性和電網(wǎng)計(jì)量的準(zhǔn)確性、公平性，人們不斷通過(guò)各種途徑對(duì)充電樁充電所產(chǎn)生的實(shí)際影響進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，并有針對(duì)性的進(jìn)行控制和避免。
北京群菱基于多年新能源測(cè)試領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，為了解決計(jì)量院和充電樁驗(yàn)收單位對(duì)充電樁現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量的需求，特推出了適用于電動(dòng)汽車(chē)充電樁電能計(jì)量的產(chǎn)品測(cè)試解決方案——CPMT-63A交流充電樁電能計(jì)量檢定裝置/CPMT-1600直流充電樁電能計(jì)量檢定裝置。
北京群菱能源生產(chǎn)的交、直流充電樁電能計(jì)量檢定裝置，具有精度高、體積小、重量輕，便于攜帶等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各級(jí)計(jì)量院及第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)精確實(shí)施充電樁電能計(jì)量檢定；應(yīng)用于充電站運(yùn)營(yíng)商實(shí)施充電樁電能計(jì)量精度的摸底測(cè)試，以避免計(jì)費(fèi)糾紛投訴事件發(fā)生；應(yīng)用于充電樁年檢測(cè)試，充電樁日常維護(hù)測(cè)試；應(yīng)用于充電樁制造廠(chǎng)家進(jìn)行計(jì)量精度驗(yàn)證檢測(cè)，充電樁在安裝前后的計(jì)量功能驗(yàn)證。
產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國(guó)網(wǎng)電科院、中國(guó)電科院、國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)公司、開(kāi)普檢測(cè)、上海電器科學(xué)研究院、深圳計(jì)量院、南網(wǎng)電科院、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心、重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院、長(zhǎng)春汽車(chē)材料中心等數(shù)十家第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，計(jì)量精度滿(mǎn)足《JJG 1148-2018電動(dòng)汽車(chē)交流充電樁計(jì)量計(jì)量檢定規(guī)程》和《JJG 1149-2018電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載充電機(jī)計(jì)量計(jì)量檢定規(guī)程》的要求。
