本发明涉及一种用电计量系统与方法，尤其涉及一种电动汽车直流充电桩能效计量系统与方法。
背景技术：
电动汽车是节能环保的低碳新技术和未来智能电网发展的重要组成部分，备受世界关注。在国家政策的大力推动下，我国电动汽车产业将步入快速发展阶段。随着电动汽车的推广普及，其充电行为将改变系统原有的负荷特性，对电网规划运行产生影响。与电动汽车发展相关的基础设施如交流充电桩、直流充电桩正在全国大量建设之中，针对电动汽车充电设施的计量标准、技术研究自然成为了推动该产业发展的重点。其中，直流充电桩可直接为电动汽车的电池充电，一般采用三相四线制或三相三线制供电，输出的电压和电流可调范围大，可以实现电动汽车的快速充电，具有良好的发展前景。
鉴于此，本发明提供了一种电动汽车直流充电桩能效计量系统与方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电动汽车直流充电桩的能效计量系统与方法，以降低充电过程中的能源损耗及对电网运行的影响。
本发明为解决上述技术问题提供了一种电动汽车直流充电桩的能效计量系统，其特征在于，利用现有的直流充电桩设备，在交流侧、直流母线侧以及充电桩输出侧分别安装一电能表，采集电能表所在位置的电能数据，汇集到采集终端，再经过集中器，传输至能效计量平台。
所述能效计量平台包括元器件损耗计算单元、设备能耗计算单元以及系统能效计量单元；
所述元器件损耗计算单元，用于根据所得测量数据以及直流充电桩设备中的各元件参数计算得到各个元件的功率损耗；
所述设备能耗计算单元，用于根据各元件的功率损耗分类计算得到直流充电桩设备的能耗情况；
所述系统能效计量单元，用于根据所得的直流充电桩设备能耗，分析电动汽车充电过程中整个系统能效计量情况。
所述元器件损耗计算单元计算的损耗包括直流充电桩设备中的电力电子器件、整流器和dc/dc变换器的损耗。
所述设备能耗计算单元计算的能耗包括配电变压器、电力线路以及充电机的能耗。
各电能表采集的电能数据，通过以太网或can总线汇集到采集终端，再经过以太网或can总线进入集中器，由有线或无线网络传输至能效计量平台。
直流充电桩设备包括交流输电线、配电变压器、直流母线以及充电机，其中，充电机包括pwm整流器和非隔离型dc/dc变换器。
一种电动汽车直流充电桩的能效计量方法，其特征在于，利用现有的直流充电桩设备，在其已有采集电压电流信号接口的基础上，在交流侧、直流母线侧以及充电桩输出侧分别安装电能表，采集所有电能数据，汇集到采集终端，再经集中器，传输至能效计量平台；
所述能效计量平台包括元器件损耗计算单元、设备能耗计算单元以及系统能效计量单元；
所述元器件损耗计算单元，用于根据所得电能数据以及元件参数计算得到直流充电桩设备中的各个元件的功率损耗；
所述设备能耗计算单元，用于根据各元件的功率损耗分类计算得到直流充电桩设备的能耗情况；
所述系统能效计量单元，用于根据所得直流充电桩设备的能耗情况，分析电动汽车充电过程中整个系统能效计量情况。
当直流充电桩内部自带有表计时，省略其对应位置处外部接线安装的电能表，由直流充电桩带有的采集电流电压的信号接口直接将测量的电能数据信号传输至采集终端。
所述采集终端通过以太网或者can总线与电能表连接，所述集中器通过以太网或者can总线与所述采集终端连接。
所述集中器通过有线或无线网络与能效计量平台相连接。
本发明的有益效果是：本发明利用直流充电桩内部表计以及安装在外部各处的电能表能够采集充电过程中电压、电流、有功功率、无功功率等实时测量数据，并通过以太网或者can总线经过各级传输至能效计量平台，数据准确、可靠且能够对充电的整个过程进行元件级、设备级和系统级三个层次的能效检测与计量，可以完整地分析直流充电桩各个阶段、各个元件设备的能耗情况以及对充电站电能质量和电网运行过程产生的影响，有利于节能降损工作的完成，并能够为电动汽车直流充电桩安装以及充电站的规划提供可靠依据。
附图说明
图1为本发明进行电动汽车直流充电桩能效计量的原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，电动汽车直流充电桩的结构由交流输电线、配电变压器、直流母线以及充电机构成，其中，充电机包括pwm整流器和非隔离型dc/dc变换器。交流输电线传输的交流电由配电变压器和pwm整流器整流成直流电传输至直流母线，充电机的非隔离型dc/dc变换器接于直流母线上，为车载蓄电池充电。电动汽车直流充电桩能效计量系统利用现有的直流充电桩系统，在交流侧、直流母线侧以及充电桩输出侧安装电能表，如图中所示电能表的位置，采集所有所需测量数据，通过以太网或can总线汇集到采集终端，再经过以太网或can总线进入集中器，由有线或无线网络传输至能效计量平台。
本发明所述电动汽车直流充电桩能效计量方法依据直流充电桩的系统结构，在充电机已有的采集电压电流信号接口的基础上，于交流侧、直流母线侧以及充电桩输出侧安装电能表，如图中所示电能表的位置，采集所有所需测量数据，通过以太网或can总线汇集到采集终端，再经过以太网或can总线进入集中器，由有线或无线网络传输至能效计量平台，其中，充电机的信号接口未标出。
所述能效计量平台包括元器件损耗计算单元、设备能耗计算单元以及系统能效计量单元，所述元器件损耗计算单元，用于根据所得测量数据以及元件参数计算得到各个元件的功率损耗，包括电力电子器件（如igbt、二极管）、整流器、dc/dc变换器等元件的损耗；所述设备能耗计算单元，用于根据各元件的功率损耗分类计算得到直流充电桩各设备的能耗情况，包括配电变压器、电力线路以及充电机的能耗；所述系统能效计量单元，用于根据所得设备能耗情况，分析电动汽车充电过程中整个系统能效计量情况。
直流充电桩内部充电机自带有电能表，因此，充电桩输出侧可以不用经过外部接线另加电能表，充分利用充电桩带有的采集电流电压的信号接口，可以直接将测量数据信号传输至采集终端。