电动汽车充电设施计量性能远程在线监测技术研究
ＲＥＰOＲＴOＵＴＬINE汇报提纲 项目背景 研究内容 关键技术 八效益前景 01项目背景 在"3060"目标的基础上，9月24日，习总书记宣布新一轮自主贡献目标：到2035年，全经济范围温室气体净排放量比峰值下降7-10% 新能源汽车产业是践行双碳战略的重要抓手，而双碳目标又为新能源汽车发展提供了战略导向。10月15日发改能源【2025】1250号提出充电设施"三年倍增”行动方案。 02充电桩检定要求 03技术现状及痛点 当前采用的现场、逐台检定方式，无法满足数量庞大、增长迅猛、分布广泛的充电桩检定需求。 当前检定方式 人员：2名检定员（或+1名司机） 车辆：7座面包车或货车 设备：1套交直流充电桩检定装置（ 含负载) 检定方式：使用负载，逐台检定 检定能耗：约5kWh/枪 工作效率：15枪/天/2人/套 03技术现状及痛点 存在问题 充电设施高速增长，检定能力严重不足 充电设施高速增长：根据发改能源【2025]】1250号充电设施三年倍增”行动方案，2027年底充电设施总量需达2800万个，满足超过8000万辆电动汽车的充电需求；按现状同等比例，公共桩将达到780万个 捡定能力严重不足：（例）贵州现有公共桩4.34万个，不考虑增量的情况下，按照三年一检定，每年需检定1.45万个，实际自2023年1月1日至2025年中，2年半共完成检定9033台，平均每年3600台，距需求相差甚远。 充电设施“三年倍增” 03技术现状及痛点 存在问题 检定效率低 受被检桩电能分辨力的影响 充电桩分布点多面广，路途耗时长： 超过半数的充电桩是7kW小功率，检定时长长； 校验仪+负载的检定方式，设备贵且重、不易搬运； 经费保障不足，设备、人员投入不够。 易受天气、现场复杂环境影响 03技术现状及痛点 存在问题 检定成本高 工作量：200工作日x15枪/天=3000枪/年 单枪成本=(24+7+8)-3000=130元/枪。 设备支出：42万-6年=7万/年 车辆支出：400元/天x200工作日=8万/年 03技术现状及痛点 存在问题 ■存在作整与超差运行风险 软件作弊风险：充电桩的计量功能高度依赖嵌入式软件，若软件保护机制不完善，可能存在作整风险 运营服务平台作弊风险：平台处理来自充电桩的数据，并完成计算，最终结算电量、总费用（不同时段不同费率）可能存在作弊风险。 超差运行风险：没到强制检周期的表计计量问题很少能主动发现，主要靠用户投诉，存在长时间影响计费的公平公正问题 推动在线监测+现场确认”的充电设施计量性能测评验证体系，对提高充电桩充电设施检定的效率和智能化水平、确保计量收费的公平公正、推进共治共享的能源计量体系建设，有着重要意义 04紧迫性 双碳自标推进，电动汽车及充电设施高速发展，检定能力缺口越来越大，急需提升检定效率： 新能源车主群体迅速壮大，对计费公平、准确、透明的呼声越来越高，社会关切极大。 检定需求刚性约束 2023年1月1日至2025年9月底，全国累计检定公共充电桩超200万个相当于每年检定73万个，而同期全国公共充电桩总数为447.6万个，按检定周期3年、每年1/3，检定覆盖C率仅为50%，部分省份不足10% 社会公众关切压力 我国新能源车销量渗透率已超过50%保有量渗透率已超过10%，新能源车主已达3689万人且仍将继续快速增长新能源车主群体对计费公平、准确透明的关切越来越高。 05技术可行性 技术方案 业务应用 对基于能量守恒的电动汽车充电设施计量性能分析及测评原理进行多轮详细研究，论证了本项目技术方案的可行性 对充电设施管理系统、营销采集系统流程、部署地点、数据内容及质量、系统架构、交互需求等进行详细调研，确保应用的可行性 软硬件开发 技术储备 项目承担单位具备多年软件系统开发、计量装置研发制造、测试验证的资质能力，有多套测试试验设备，确保产品通过检测 团队开展了多年的计量技术、系统及关键设备研发工作，在计量技术改进计量大数据与AI融合应用方面有丰富的经验，拥有深厚的技术储备 ＲＥＰOＲＴOＵＴＬＩNＥ汇报提纲 项目背景 研究内容 关键技术 效益前景四 01总体研究架构 共包含理论研究（3个课题）、产品开发（1个课题）两部分，共计4个研究课题。 02充电设施转换效率评价方法研究 包括充电设施数据基础分析与界定、充电站拓扑结构分析方法充电设施能量转换效率模型三大研究内容 03充电设施计量性能分析方法研究 包括充电站损耗影响因素分析、充电设施多类型损耗估计方法、计量性能在线远程分析方法三大研究内容 充电站网损、整流器损耗等影响因素分析 04计量性能分析测评验证体系研究 包括针对单个充电桩的计量性能分析方法评价、针对海量充电桩的计量性能分析方法评价、充电设施计量性能分析模型方法综合评价体系三大研究内容。 针对单个充电桩的计量性能分析方法评价 充电设施计量性能分析模型方法综合评价体系 针对海量充电桩的计量性能分析方法评价 05开发充电设施计量分析系统 电动汽车充电设施计量性能分析系统 本系统以充电场站为单位，通过引入电网公司关口数据、第三方厂商内充电设施运营数据以及同步检测装置现场采集数据，通过大数据分析+现场核查方法找出问题充电桩。系统功能如下： 数据概览 展示充电桩数量、运营商数量、异常明细等信息 在线分析 实现自动分析和手动分析功能 核查监测 展示同步检测装置设备信息及任务执行情况 异常处理 问题工单推送、在线分析与现场核查数据对比 数据查询 历史任务及档案信息图表查询 系统设置 账号注册修改、人员权限设置 05开发充电设施计量分析系统 实现功能 接入数据 运行算法 数据清洗与质量评价算法 供电方采集系统 计量性能在线评估 用户ID、电量、电压、电流、时标 拓扑关系辨识算法 转换效率估计算法 计量性能在线估计算法 充电站管理系统 名称、位置、设备明细、设备电流参数、电量、电压、 超差误判率<8% 超差漏判率<8% 06研制高频同步检测装置 装置构成 性能指标 电量、电压、电流、功率 高精度采集：0.5S级精度 即插即用 本地存储+无线上传 实现功能 现场核查 根据预警信息，现场采集、核查 样本反馈 硬件测评验证软件，数据、校核结！果上传云端，为软件提供学习样本 枪头装置随用随取、放心充 ＲＥＰOＲＴOＵＴＬINE汇报提纲 项目背景 研究内容 关键技术 效益前景 01关键技术难点 关键技术难点1：解决传统数据分析检测方法准确度不高的问题 数据质量与一致性差：充电数据存在缺失、穴余、噪声干扰，导致效率模型失真拓扑结构辨识的复杂性：充电站拓扑多样，电气连接关系难以精确还原损耗干扰计量准确性：变压器损耗、网络损耗、整流器损耗（如AC/DC转换效率波动）掩盖真实计量误差大规模评价可靠性不足：海量充电桩评价中，固定阈值导致漏检或过检率高 关键技术难点2：攻克检测装备与现场适配度不高的问题 安装空间问题：台区关口计量箱、充电桩内部空间狭小，安装困难桩内安装设备的责任问题：充电桩内安装监管方设备，需接入充电桩原有电路，存在安全隐患，且发生事故时易造成责任不清检测装置投资问题：在充电桩内长期部署监管方计量装置，投资过大现场采集数据与充电订单时间同步问题：大数据校核+现场检测方式下，需保证采集数据与订单时间对齐，才能精确比对并形成样本不断训练模型 02创新亮点 创新点1：提出基于大数据多方法融合分析的充电设施计量性能分析方法 数据清洗与质量评价算法：提出自动设定國值的数据集合优选算法进行数据清洗和筛选，为模型算法提供可靠数据基础 ■多维度拓扑辨识算法和交替迭代机制：提出三种充电站拓扑融合辨识方法(基于电压曲线模糊聚类、电压Pearson相关性分析和电流电量递推线性回归），提出流量模型与电压模型交替迭代的多模型交互技术，实现了数据融合和拓扑结构的动态更新，为充电站建模提供准确的空间基础 多层级损耗估计模型：基于物理机理构建了多层级损耗模型，将损耗分解为变压器损耗、线损、充电机损耗等并通过自适应鲁棒优化动态调整参数，实现对转换损耗的准确估计 基于动态阅值优化算法的大规模评价：基于混淆矩阵分析、贝叶斯更新和滑动窗口机制动态调整阅值，提出大规模交直流混合充电桩计量运行误差远程监测方法 02创新亮点 创新点2：开发模块化的高频同步检测装置，满足不同类型充电桩场景需要 小巧轻便：提出三款小巧轻便的高频同步采集装置，尺寸分别为196*90*76mm（关口）、314*148*94mm（直流）、226*71*77mm（交流）; 灵活部署：不停电安装，分别部署于关口计量、直流枪头、交流枪头，不进入充电桩内部，便于责任划分； 即插即用：摒弃长期安装计量装置的技术路线，采用便携即插即用式，多桩共享、随用随装、随走随取，避免大规模投资。 高频同步：采集精度优于0.5s，采集频率最高1s、1min、5min、15min四档可调，纳秒级时钟同步，用高频同步数据解决与订单起止时间对齐问题。 03创新成果 申请专利 申请发明专利9项 一种电动汽车充电设施逆变器损耗自动化识别方法、系统、设备及介质一种电动汽车充电超差计量建模方法、系统、设备及介质一种充电设施计量误差的数学建模方法一种基于电压聚类的潮流识别方法一种充电设施计量性能的评估方法一种针对单个充电桩的计量性能分析方法一种基于皮尔逊的充电站拓扑关系识别方法一种基于MFB-TEB模型的充电站网络损耗种基于差分时序电量数据的数据压缩方法评估方法 发表论文 发表EI论文1篇,核心论文2篇 《Astudyonthevalidationsystemforanalyzingandevaluating the meteringperformance analysis of chargingfacilitiesbasedonstatistical analysis》《车-桩-云协同下的充电设备超差计量方法》《融合CNN-LSTM双编码器的充电设备逆变器损耗自动化识别技术》 04应用情况 高频同步检测装置检测合格在贵阳市南网电动青年路充电站试点应用数据运行正常试点充电桩满足计量检定要求 ＲＥＰOＲＴOＵＴＬＩNＥ汇报提纲 项目背景 研究内容 关键技术 效益前景 01经济效益 三年一检：188万元四年一检：143万元·五年一检：117万元 贵州一年充电桩检定电量约1.5万kWh。 02社会效益 提高检定工作效率，支持国家政策发展 维护消费者权益，避免“充电刺客 规范市场秩序，保障运营商公平竞争 ·确保充电量数据真实可靠，防止因计量不准导致用户多付费，避辛免争议。 解决市场监管部门检定能力不足的问题，创新监管模式，检定方式多元化，提升工作效率。·支持国家“双碳”目标实现，满足充电设施高速发展需要。 ·避免部分运营商通过修改计量参数获取不正当利益，为合规经营的企业创造公平的市场环境 ·提升行业整体公信力，减少因计量问题引发的市场乱象，促进充电服务行业良性竞争和可持续发展 ·为用户提供维权依据，当对充电量有异议时，经检定合格的设备数据可作为权威参考，减少纠纷 03未来前景 满足未来智能电网发展需求 助力公平正义和市场秩序 本产品未来通过增量开发实现更多高级应用，如助力有序充电、车辆健康度预警场景，提升充电过程车辆、充电设施、电网的安全性，产品未来在全国有广阔的市场前景。 本产品能有效提升用户充电的满意度，维护用户权益，提升政府监管水平，促进充电服务行业良性竞争和可持续发展。 谢谢！THANK YOU!
