1 電動汽車充電站充電模式
目前國內(nèi)提出了多種電動汽車充電站模式，主要有常規(guī)充電、快速充電和機械充電三種。

1.1 常規(guī)充電

常規(guī)充電方式，采用小電流的恒壓或恒流充電，充電電流約為15 A，充電時間一般為5 ～ 8 h，甚至長達10 ～ 20 多個小時。常規(guī)充電的充電器和安裝成本比較低，可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本，提高充電效率和延長電池的使用壽命。

常規(guī)充電模式的主要缺點為充電時間過長，有緊急運行需求時難以滿足。

1.2 快速充電

快速充電又稱應急充電，是以較大電流短時間在電動汽車停車的20 min ～ 2 h 內(nèi)，為其提供短時充電服務，一般充電電流為150 ～ 400 A。相對常規(guī)充電模式，快速充電也存在一定的缺點: 充電器充電效率較低，且相應的工作和安裝成本較高。由于采用快速充電，充電電流大，這就對充電技術方法以及充電的安全性提出了更高的要求，同時計量收費設計也需特別考慮。

1. 3 機械充電

電動汽車用戶可租用充滿電的蓄電池，更換已經(jīng)耗盡的蓄電池，有利于提高車輛使用效率，也提高了用戶使用的方便性和快捷性。

2 電動汽車充電電能計量存在的問題

2.1 對充電站電能質量的影響

電動汽車蓄電池充電屬非線性負荷，充電過程中會產(chǎn)生諧波，諧波會對電網(wǎng)造成諧波污染，引起線路或變壓器附加損耗增加和發(fā)熱，造成系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振，使諧波進一步放大。電動汽車蓄電池充電屬容性負荷，負荷功率因數(shù)偏低，不滿足供電公司對用戶功率因數(shù)大于0.9 的要求。

另外，當電動汽車采用大電流快速充電時，會形成150 ～ 600 A 的大電流，這可能會造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，并且過分密集的集中充電可能導致充電站瞬時負荷過大，對電網(wǎng)的負荷調節(jié)能力、載荷能力以及電源容量均造成考驗。

2.2 充電站電能計量難點

對以上問題，安裝在較大型充電站的電能計量裝置，必須具備諧波計量、監(jiān)測及消除功能，以及直流電能計量功能和寬負載計量功能。這對目前廣泛使用的智能電能表提出了更為嚴苛的要求。

對于同一充電站同時擁有快充和慢充的情況下，如何調整充電負荷，使為快速充電設定的容量在常規(guī)充電的情況不致于造成容量冗余。且由于充電時間分散，如何調整充電時間，使充電站可以在低谷時段起到削峰填谷、提高負荷利用率的作用，都成為目前電動車充電站計量點配置的難題。

3 充電站電能計量問題分析及對策

3.1 諧波對電能表計量準確性的影響

電動汽車充電設備所產(chǎn)生的諧波以及容性負荷性質，也對電能計量裝置提出了較高的工作要求。全電子式電能表的計量原理如圖1 所示。
 
電子式電能表的誤差主要源于其輸入部分，由于電能表輸入部分僅對基波信號進行變送，當電壓、電流波形發(fā)生畸變時，磁通不能相應地發(fā)生線性變化而產(chǎn)生誤差，影響了電能表整體的計量精度。但絕大部分電子式電能表在0 ～ 1 kHz 范圍內(nèi)對諧波功率的響應和對基波功率的響應大致相同，因此它基本上能計量基波電能和全部諧波電能，反映的電能值可表示為W = W1 +Σni = 2 Wi 。因此對于充電站電能表應采用全波電能表計量方式，避免諧波對計量裝置的影響。

3.2 沖擊負荷對計量的影響

在快速充電模式下，充電站會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊性負荷，其對系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在使波形畸變嚴重、無規(guī)律，可能造成不同周期內(nèi)的波形存在幅值、相位和頻率的波動。由于功率變化迅速，容易造成系統(tǒng)電壓閃變使電壓波形出現(xiàn)凹陷或突出。所以，沖擊性負荷也給電能計量表計量誤差帶來很大的隨機性。

同樣的計量表針對不同時間的同一沖擊負荷，其所計量的電量可能有很大差別。例如，某軋鋼廠在生產(chǎn)中進行校驗，其電子表誤差可達－12.45%，而在停產(chǎn)時校驗，誤差僅為+0.28%。沖擊負荷造成計量誤差的主要原因是采樣的頻譜泄漏。

針對沖擊性負荷，由于數(shù)字式計量表中所采用的FFT 在時域中沒有局部變化的能力，所以可以考慮將具有良好時－ 頻局部變化特征的小波變換應用在電能表中，兩種方法結合使用，以計量在沖擊性負荷的情況下用戶所消耗的實際電能。

3.3 電能表的寬負載計量能力

電動汽車充電分為快充和慢充兩種模式?？斐淠Ｊ綍r，充電時間較短，回路中的負載電流卻很大，有時會達到150 ～ 600 A; 而慢充模式時，充電時間較長，在充電回路中形成的負載電流較小。因此電能計量裝置必須具備從小電流到幾百安大電流的測量范圍，對電能計量來講，是一個技術難題。

對于這一難題，可以在大電流時采取并聯(lián)均流的方法，原理如圖2 所示。
 
采用N 個電源并聯(lián)構成的電源系統(tǒng)向負載供電，每個電源的功率為負載所需功率的1 /N。運行時，每個電源平均承擔負載功率。某一個電源發(fā)生故障時，供電并不中斷，僅僅是最大供電能力有所降低，不會影響負載的正常工作。

這種方式要求并聯(lián)運行的每個電源平均承擔負載功率，這并不是簡單地將多個電源的輸出端接在一起就能做到的。但是電源輸出參數(shù)的擴展，僅僅通過簡單的串、并聯(lián)方式還不能完全保證整個擴展后的電源系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。不論電源模塊是擴壓還是擴流，均存在一個“均壓”、“均流”的問題，而解決方法的不同，對整個電源擴展系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性都有很大的影響。

4 結語

未來，電動汽車對電力市場的增供擴銷會起到重要的拉動作用。由電力企業(yè)發(fā)展經(jīng)營電動車充電站具有先天優(yōu)勢，而準確計量更成為電力企業(yè)在占有電動車充電站發(fā)展市場中最為關鍵的環(huán)節(jié)。早日解決電動車充電計量中的各種難題，將推動新能源汽車的普及。