基于MCGS的充電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1引言

電動(dòng)汽車(chē)由于燃料的可再生性、清潔性，逐漸成為國(guó)家在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的對(duì)象，而電動(dòng)汽車(chē)充電站是電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后必須建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施。從文獻(xiàn)[2]、[3]、[6]的論述中可以看出，在充電站建設(shè)中，實(shí)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(dòng)化系統(tǒng)的核心，是目前電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)產(chǎn)業(yè)研究的重要課題和熱點(diǎn)。

本文首先介紹了基于專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)的充電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)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(shí)現(xiàn)。

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

參照國(guó)家電網(wǎng)公司電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施指導(dǎo)意見(jiàn)[7][8]、電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施典型設(shè)計(jì)[9]、電力監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線(xiàn)及發(fā)展趨勢(shì)，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(jì)，如圖1所示

監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 0' />

圖1充電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)連接，充電機(jī)、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(jī)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(jí)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)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(chǔ)充電站內(nèi)的各種數(shù)據(jù)信息，gps時(shí)鐘提供本地時(shí)鐘校準(zhǔn)功能。監(jiān)控系統(tǒng)能通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型充電機(jī)的接入，對(duì)充電機(jī)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(guò)以太網(wǎng)與多個(gè)上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分級(jí)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。這種結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具備較強(qiáng)的可伸縮性，可以滿(mǎn)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(jì)

充電站監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能是充電監(jiān)控功能，即對(duì)充電機(jī)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(qiáng)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(jī)工作狀態(tài)(充電模式)、溫度、電壓(輸出電壓，直流母線(xiàn)電壓)、電流(輸出電流，直流母線(xiàn)電流)、功率和故障信號(hào)(輸入電壓過(guò)壓，輸入電壓欠壓，輸入電流過(guò)流，輸出電壓過(guò)壓，輸出電流過(guò)流，模塊溫度過(guò)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(hào)(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(bào)警限制，溫度報(bào)警上限，最大充電電流及電流報(bào)警上限，電壓互差最大報(bào)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、保護(hù)信號(hào)、電壓電流、有功功率、無(wú)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(jī)下發(fā)控制指令，遙控充電機(jī)啟停、校時(shí)、緊急停機(jī)、遠(yuǎn)方設(shè)定充電參數(shù)，控制配電系統(tǒng)斷路器及開(kāi)關(guān)的分合。

3.3數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)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(lèi)存儲(chǔ)，當(dāng)數(shù)據(jù)量大時(shí)，可以根據(jù)預(yù)定策略保證重要信息的實(shí)時(shí)傳送；提供對(duì)充電機(jī)和電池組遙測(cè)、遙信、報(bào)警事件等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和查詢(xún)功能；此外，系統(tǒng)具備操作記錄、系統(tǒng)故障記錄、充電運(yùn)行參數(shù)異常記錄和電池組參數(shù)異常記錄功能。