電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)方案

　　1  引言

　　電動汽車由于燃料的可再生性、清潔性，逐漸成為國家在新能源汽車產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的對象，而電動汽車充電站是電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后必須建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施。在充電站建設(shè)中，實現(xiàn)其高效、安全、智能化管理已成為主流，充電站監(jiān)控系統(tǒng)作為充電站自動化系統(tǒng)的核心，是目前電動汽車充電站建設(shè)產(chǎn)業(yè)研究的重要課題和熱點。

　　本文首先介紹了基于專用停車場的充電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，最后介紹基于mcgs技術(shù)的充電站監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)。

　　2  充電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　參照國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設(shè)施指導(dǎo)意見、電動汽車充電設(shè)施典型設(shè)計、電力監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)路線及發(fā)展趨勢，充電站監(jiān)控系統(tǒng)采用c/s和b/s相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計，如圖1所示。

圖1 充電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　整個監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)連接，充電機、bms（電池管理系統(tǒng)）和智能電表由通訊控制器經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后接入以太網(wǎng)并與上位機進(jìn)行通訊，配電監(jiān)控系統(tǒng)同樣由以太網(wǎng)與監(jiān)控系統(tǒng)通信，這些部分采用c/s結(jié)構(gòu)；上級監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與本地監(jiān)控系統(tǒng)通信，該部分采用b/s結(jié)構(gòu)；服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲充電站內(nèi)的各種數(shù)據(jù)信息，gps時鐘提供本地時鐘校準(zhǔn)功能。監(jiān)控系統(tǒng)能通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)各種類型充電機的接入，對充電機和電池管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。此外，本地監(jiān)控系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)與多個上級監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，實現(xiàn)分級和遠(yuǎn)程監(jiān)控。這種結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具備較強的可伸縮性，可以滿足充電設(shè)施規(guī)模不斷擴(kuò)容的要求。

　　3  監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計

　　充電站監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能是充電監(jiān)控功能，即對充電機和充電電池的各種工作狀態(tài)的監(jiān)控。此外，還包括一些輔助功能以增強系統(tǒng)穩(wěn)健性和智能化管理。

　　3.1 數(shù)據(jù)采集功能

　　系統(tǒng)采集充電機工作狀態(tài)（充電模式）、溫度、電壓（輸出電壓，直流母線電壓）、電流（輸出電流，直流母線電流）、功率和故障信號（輸入電壓過壓，輸入電壓欠壓，輸入電流過流，輸出電壓過壓，輸出電流過流，模塊溫度過高，輸入缺相，通信中斷，風(fēng)扇故障等）；采集電池組的溫度、soc、端電壓、端電流、電池連接狀態(tài)和電池故障信號（包括單體電池工作參數(shù)，如正常工作電壓，溫度，容量，能量，電池電壓上限、下限報警限制，溫度報警上限，最大充電電流及電流報警上限，電壓互差最大報警上限，充電次數(shù)，電池健康指數(shù)）；采集充電站配電系統(tǒng)監(jiān)控上傳的開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)信號、電壓電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)。

　　3.2 控制調(diào)節(jié)功能

　　監(jiān)控系統(tǒng)能向充電機下發(fā)控制指令，遙控充電機啟停、校時、緊急停機、遠(yuǎn)方設(shè)定充電參數(shù)，控制配電系統(tǒng)斷路器及開關(guān)的分合。

　　3.3 數(shù)據(jù)處理和存儲功能

　　監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)充電站內(nèi)的數(shù)據(jù)性質(zhì)、重要性進(jìn)行分類存儲，當(dāng)數(shù)據(jù)量大時，可以根據(jù)預(yù)定策略保證重要信息的實時傳送；提供對充電機和電池組遙測、遙信、報警事件等實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集中存儲和查詢功能；此外，系統(tǒng)具備操作記錄、系統(tǒng)故障記錄、充電運行參數(shù)異常記錄和電池組參數(shù)異常記錄功能。