电动汽车充电桩直流电能表检定系统..docVIP

电动汽车充电桩直流电能表检定系统 曾博1 李刚2 韩帅3 周新华4 邓志军5 （1~3 广西电网公司电力科学研究院 南宁 530023） （4~5 长沙天恒测控技术有限公司 长沙 410100） 摘要：根据电动汽车充电桩直流电能表特点，本文研制了一套基于实时脉冲数比较法全自动直流电能表检定系统。该系统通过计算机远程控制，利用嵌入式软件及表源一体化装置进行6表位同步检测。试验表明，该检定系统可以作为电动汽车充电桩直流电能计量量值传递和检测的依据。 关键词：电动汽车充电桩，直流电能表检定系统，实时脉冲数比较法，量值传递1. 引言 新型电动汽车是汽车发展趋势，但与之相关的配套措施并不健全。电动汽车充电站计量器具，作为电动汽车发展的重要运营保障，其电能计量是否建立统一标准，是关系到贸易结算能否公平公正的关键。 在我国，交流电能计量相对成熟。而直流电能表应用于电动汽车充电电能的计量处于起步阶段。现阶段检定上述电能表的装置并没有统一标准，且检定效率低。本文提出一种6表位全自动检定系统，大大提高了检定速率，为建立直流电能计量量值传递体系，制定电动汽车充电站直流电能计量量值传递规范和检测规范 2. 检定系统 2.1 检定系统的主要特点 （）检定系统由计算机软件、嵌入式软件、微处理器、6路电压源、电流源、标准脉冲输出模块、6路电能误差计算模块、6路电能脉冲采样模块、6表位误差显示模块等组成。 客户通过计算机软件界面选择检定方案，通过RS232线将命令传送微处理器，处理器经过计算控制电压源电流源自动选择合适量程输出检定。 （）系统采用虚拟功率检定，使用6路相互隔离直流电压源与电流源分别提供高电压和大电流。可检定直接接入式电能表，也可检定分流器接入式电能表。 大中型电动汽车充电电压为400~800V，电流为0~500A。基于此，系统设计输出范围：电压：3V~900V，电流：直接接入式：1mA~600A，分流器接入式：100μV~360mV。600A电流负载能力2.5kW，并可长期工作。 （3）计算机通过RS232线与表源一体化装置进行通信，控制装置自动量程并输出电压、电流至被检表。同时通过6路18位AD采样模块采集被检表光脉冲或电脉冲数。 （4）嵌入式软件采用基于freeRTOS实时操作系统平台。软件的主要功能包括：直流电流源功能、直流电压源功能和电能测试等功能。检测系统软件实现流程： （一）初始化。将微处理器，软件操作系统、硬件进行初始化。 （二）建立进程。包括建立按键进程、数据处理进程、界面显示进程、通信进程、故障处理进程等。 （三）调用进程，实现软件控制输出。上位机调用通讯进程与软件进行通讯，或者是客户通过触摸屏或按键调用按键进程进行状态设置、量程设置、功能设置、系统设置等。再调用数据处理进程进行电压电流控制输出，进行电能误差计算、多表位电能测试数据处理等。 （四）驱动底层，控制硬件输出。 2.2 电能误差测量原理 实测被检表脉冲数m1、μm2、m3、m4、m5、m6与算定脉冲数m0进行对比，得出电能误差δ。 .................. (1) ………………………………………(2) ………………………………(3) 式中：R：被检表电能表转数。：标准电能脉冲频率。：被检表脉冲常数，imp/kWh。 ：标准表脉冲常数，imp/kWh。 U、I：标准源输出电压、电流满量程值。 2.3 工作原理 图1. 系统原理框图 Fig.1 Schematic diagram of System 客户经过界面设定检定点，计算机通过RS232线传递命令至微处理器，微处理器计算需要选定的电压、电流量程，控制源自动量程并输出电压、电流至被检表。同时6路18位AD采样采集被检表光（电）脉冲数。6路电能误差计算模块比较被检表脉冲数和标准表脉冲数进行电能误差计算，并传递数据值至显示模块进行显示。主要部件介绍： （1）计算机自动检测软件：计算电能误差、通过RS232与下位机进行数据通信。数据处理、报表打印、数据保存等。 （2）微处理器：进行数据处理。是整个装置的指挥中心，通过RS232口与外设进行通讯，控制触摸屏进行显示等。 （3）6路相互隔离电压源和电流源：电压：3V~900V，年准确度最优：0.01%；电流：直接接入式：1mA~600A,年准确度最优：0.02%，分流器接入式：100μV~360mV，年准确度最优：0.005%RD+10uV（RD—读数值）。 （4）标准电能脉冲输出：系统采用DDS技术将基准频率进行分频。将功率值转换成不同频率的标准电能脉冲输出。 （5）6路电能误差计算模块：对比标准脉冲数与被检表脉冲数，进行电能误差计算。 （6）6路被检表电能脉冲采集模块：采集被检电能表的脉冲信号，并将其转化成微处理器可以处理的信号。