摘要：充电站内供配电设施作为各充电站电能供给的主要装置，其运营维护的问题也面临着巨大挑战。本文介绍了充电站的基本构成及传统运维作业方法，根据传统充电站配电设施运维所产生的相关问题，提出了一种基于移动终端的充电站配电设施智能运维APP 来实现对充电站内的高低压设备数据详细的实时记录，并通过运维人员以接单的方式来对站内配电设施进行报警维修。与现有巡检方式进行比较，结果表明，该方案提高了现有运维作业响应速度，简化了运维作业层级，提升了运维巡检的效率。
关键词：充电站；传统运维；
随着政府对新能源行业扶持力度加大，我国现存的充电桩和大型交流充电站的数量急剧上升。现行的充电站大多数都实行无人值守的原则，充电站巡检人员更多的是依靠充电站配电柜内各项监测设备来对充电桩的电气参数进行人工现场巡检，并采取相应的应对措施。本文介绍了不同模式的充电站构建方式，并对充电站内供配电系统、充电设备、配套设施和监控设备等主要组成部分进行了扼要介绍，说明了选取合适的配电设备对月内巡检工作的重要性。同时，针对配电设施传统运维存在的各种问题，提出了基于移动互联网技术的智能运维巡检方案，将传感器技术与移动互联网技术相结合，提高了现有运维作业响应速度，简化了运维作业层级，提升了运维巡检的效率。
1 充电站构成及传统运维模式
充
电站的构成模式电动汽车充电站是电动汽车车载电池耗尽时主要的能量补给站，充电桩则是充电站内的主要充电设备。目前，国内现存的大型充电站模式主要为快速充电站，配以功率较大，输出电流、电压变化范围较宽的快速直流充电桩。同时，还拥有一部分交流充电桩，交流充电桩体积小、占地面积小，因此通常安装在小区或停车场内。一个完整的充电站的构成主要根据其所需要实现的功能而建设，目前国内大部分快速充电站都是由国家电网公司主导建设运营的，因此模式较为统一。由于国家电网公司相应政策号召，大部分充电站集中建设在高速公路休息站，而少部分的公交车充电站和社会车辆充电站建设在市区，都以快速直流充电站为主。
供配电系统。主要由充电站主变压器、配电柜和电气参数测量装置构成。供配电系统为整个充电站提供供电保障，变压器将 10 kV 母线电压变为充电桩所需的 0.4 kV 工作电压，再由配电柜和AC/DC 充电电机将电能提供给充电桩完成供电工作，同时配电柜中还具有相应的补偿装置和谐波治理装置，用来改善输送给充电桩供电的电能质量。
充电设备。主要由直流或交流充电桩、非车载充电电机及充电桩内部的计费装置构成。充电设备为充电站内的核心装置，是为电动汽车电池能源耗尽之后提供电能补给的重要设施。充电电机是指非车载充电电机，其主要目的为在电动汽车充电时提供低压辅助电源的工作，为电动汽车内的电池管理系统提供能量补给，同时具有各类谐波抑制等补偿装置，确保输出电能质量。
配套设施。配套设施包括了充电站内各建筑、消防和服务设施。对于规模较大的充电站，其配套设施相应也比较完善，对于服务性和安全性都提供了有效保障。
监控设备。利用各种摄像监控来实现充电站内的设施安全，以防人为造成的危险事件发生。
常规充电站的配电柜主要由干式低损耗非晶合金变压器或蒸发冷却变压器、高压开关柜、低压开关柜等部分组成。变压器是配电装置中最主要的设备，其参数选择也应当考虑充电站内实时情况进行整定，以便后期维护。
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充电站现存运维模式
现存的充电站大多数为无人值守类型的充电站，即便是国家电网公司修建的一类配套设施齐全的大型公共充电站也普遍为无人值守或少人值班，这样就需要充电站自身设备的可靠性要高，同时也需要监测装置能及时通报故障报警的消息。由于充电站内供配电设施较多，充电桩内也多为耐高压的电子器件在工作，电子器件过多，可靠性问题受到挑战，设备出现问题后维护的问题同样也是充电桩运营部门需要慎重考虑的问题。现有的充电站运营维护主要还是以人工巡检作业为主，有部分充电桩接入了“车联网”平台进行实时监控，但大部分充电桩还是处于巡检人员手持设备定期对设备进行巡检的流程，通过手持式检测设备对装置进行逐项检。当今充电站的运维模式较为传统，这就要求充电站可靠性及自动化程度更高、功能更加完善，能够具有较高的免维护性。并且，分布式、智能化成为电动汽车充电站发展方向，而高性能的充电电池和高自动化程度的充电机监管系统是其中的关键技术。多层级、响应速度较慢、数据检测过程繁复、人员调动不及时都是传统人工运维的主要问题，并且在运维服务的过程中还存在相应的排班问题，不同电工的班次使得巡检地点不固定，这就导致了电工不能及时到达事故现场，由于供配电设施和充电桩都有大量高压设备，若不能及时到达现场处理事故，则会造成很大的安全隐患。因此，将移动互联网技术与传统运维巡检技术相结合，提供一种快速有效地解决方案逐渐被提上日程。
2 充电站配电设备智能运维
2.1 智能运维充电站配电设施作为充电桩的能量来源，其运维和检修都格外重要。运维需要巡检的设备主要包
括：箱式配电柜中的高压设备、低压设备、无功补偿装置和电力电缆等设备。对于供配电设施的运维一直以来作为常规巡检的重要部分；对于供配电设施的运维巡检一直以来也是作为常规巡检的重要部分。将当今大热的“互联网+”技术与运维巡检相结合， 不仅有利于提高巡检效率，同时对巡检的时效性也做出了保障。电动汽车“车联网”平台是基于物联网衍生出的一种电动汽车在线平台，利用移动互联网技术，将智能运维与“车联网”平台的功能相互结合，并利用现有的大数据和移动互联技术，将配电设备的电气参数与信息上传至云端，实现大数据记录，提升运维效率。将其与“车联网”系统结合起来，运用在电动汽车充电站配电设施上，无疑会大大提升运维的效率。这种将互联网与充电站配电设施及充电桩运维相结合的模式，将会为电动汽车充电设施的运维巡检带来更加便捷的方式。
2.2 操作流程智能运费相较传统运维的方式，减少响应层级，提升了运维服务的效率
1）高压配电设施数据监测。利用充电站配电柜中的相关电流、电压和功率等传感器向数据中心实时发送各项电器数据，通过对不同装置的信息进行实时监测，及时理故障。可以实施观测到的数据包括高压进线柜中的相电压、相电流、各相功率因数、无功功率和有功功率等详细电气参数，并进行时段划分，建立后台数据库，进行大数据实时记录。
2）数据分析。针对不同的参数进行不同时间段的统计，并进行折线拟合，可以详细的对比出不同时间段充电站的各项电气参数，更直观地展现不同时间段的网侧电压、电流、功率和功率因数的变化。
3）模拟设备状态查看。可以利用设备模拟图像实现对配电设施中装置进行线路模拟，以便对设备当前接线情况进行查看，详细观测其开关闭和状态、设备线路动态模拟状态等信息。
4）故障报警。故障报警部分通过各类传感器和探测仪，将配电设施的各项电气数据与稳态参数实时对比，若有波动异常便会通过通讯接口传输给前台服务器，服务器将接收到的数据实时发送信息，运维人员便会实时接收到故障报警信息、故障报警装置位置以及报警项目。
5）运维人员接单抢修。抢修界面其能够实现对运维人员的实时定位，发现充电站内设施损坏之后能够及时收到报警消息，距离最近的运维人员则需要实时接单，对设备进行及时抢修。
6）抢修日志记录。产生抢修记录，对人员绩效和充电站运维历史记录进行统计，形成线上大数据备份记录的方式。
参考文献：
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[2]冯鹏洲. 大数据技术在智能充电桩网络系统中的应用[J]. 电力大数据,2018,21(12):47-52.
[3]岳红权,王建渊,杨文宇,王勇. 基于互联网+的充电站配电设备在线监测研究[J]. 电网与清洁能源,2018,34(04):29-35.
论文作者:杜磊
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：充电站论文; 设施论文; 设备论文; 站内论文; 数据论文; 装置论文; 实时论文; 《中国电业》2019年16期论文;