电动汽车充电站智能监控系统研究

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1、电动汽车充电站智能监控系统的研究李瑶瑶（湖南工程学院，湘潭）摘要：电动汽车充电站监控系统做为屯动汽车充屯站不可缺少的组成部分，能够保障整个电动汽车充电站安全可靠运行。针对电动汽车充电站的各功能模块的监控需求及电动汽车充电站之间的通信需求，设计了一个基于32位MCU监控技术、RS-485和GPRS通信技术、背景差分法和帧间差分法跟踪技术的电动汽车充电站智能监控系统，并给出了系统的整体设计和软件设计。经过模拟运行表明，该系统能够提高充电设施的智能化、自动化水平，达到无人或少人值守运行，实现充电设施经济、安全、高效运行。关键词：电动汽车；充电站；智能监控系

2、统0引言我国根拯当前国内电动汽车的发展状况，于2010年制定3个基础标准，分别为：一般要求、电动车辆与交流/直流电源的连接耍求、电动车辆与交流/直流充电站。但是这些标准不能完全满足现在的发展需求，而且这些标准屮缺乏通信协议、监控系统等方面的内容，但是监控系统是电动汽车充电站不可缺少的组成部分，因此对电动汽车充电站智能监控系统的研究是必须的。木次对于用有线网络和无线网络两种技术相结合进行监控数据传递的方式进行研究。1电动汽车充电站功能模块分析屯动汽车充电站是给屯动汽车补充能量的场所，就像现在的加油站一样。电动汽车充电站按功能可以划分为4个子模块，配电系

3、统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。配屯系统主要是完成充电站所需的电源,不仅耍给充电机提供电能，而且耍满足充电站的照明、监控、办公等用电需求。由变配电所有设备、配电监控系统、相关的控制和补偿设备组成。充电系统主要是完成对电动汽车蓄电池系统充电和对充电机输入电量进行计量的功能。满足不同型号和车型的充电要求。电池调度系统主要是完成电动汽车的电池更换和电池维护等功能，出屯池更换设备、存放备用电池存储设备、电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等组成。充电站监控系统主要是完成整个充电站的监控，包括供电系统运行监控，充电运行监

4、控，充电安全监控，数据记录等，并完成管理情况的报表打印、数据存储、数据传递等。2监控系统的研究充电站监控系统是充电站智能化和自动化系统的核心，是充电监控系统、供电监控系统及安全监控系统的总称。通过研究充电站的功能模块对监控系统进行设计，设计的监控系统冇5个组成部分，分别为充电站监控后台、充电机控制管理系统、配电监控系统、安防系统和通信管理系统。充电站智能监控系统结构如下图所示:

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9、2.1系统模块功能描述充电站监控后台主要完成采集、处理、

10、存储來自充电机及配电系统监控的数据，提供图形化人机界面及语音报警功能，完成系统的数据展现及下发控制命令，用以监控充电机及配电系统的运行；除配电站监控SCADA功能外，还提供针对充电站系统的诸如智能负荷调控等高级应用功能，为充电站安全、可靠、经济运行捉供保障。充电机控制管理系统是充电机的一部分，是充电机的控制中心和通信枢纽。负责与充电站后台系统交换数据;完成充电机的充电控制；与BMS通信获取电池状态和运行信息;获取电能计量表信息，完成充电计费和充电过程的联动控制；将计量计费、充电机工作信息传送给直流充电桩，获取并执行直流充电桩上送的控制命令等。配电系统

11、监控负责针对充电站配电系统的监控及保护功能的实现，通过通信管理机与充电站后台系统实现双向数据交换。通信管理系统是充电站监控系统的通信核心，负责配电系统监控、充电站监控后台、安防系统、计量计费系统及充电机之间的数据交换;负责向安防系统发报警信号实现视频监控联动；负责向充电站上级监控系统转发本站相关信息。安防系统完成充电站的视频监控以及消防、门禁和周界安全的监控，通过通信管理机获取配电系统监控及充电机系统的相关告警信息，用以完成视频联动监控。3监控系统模块设计监控系统的5个组成部分中充电站监控系统后台模块是整个监控系统的核心，与其他四个模块通过充电站内部

12、的局域网进行双向通信。木系统设计从充电站各模块的功能出发，采用成熟、先进的技术和设备，实现整个充电站监控系统的自动化和智能化。3.1充电站监控系统后台模块设计充电站监控系统后台是整个监控系统信息处理的核心，本设计采用双主机热备用和双网络冗余的结构。监控系统后台通过对英他模块数据的快速收发、处理并及时存储，并通过对数据分析进行对相应模块及时下达控制命令。主要完成以下几个功能的设计。(1)数据处理功能的实现。充电机及配电系统监控数据经过通信设备传输到监控系统后台模块软件，监控系统后台模块软件通过设计阈值进行自动异常检测处理这些数据并对符合存储条件的数据进

13、行存储，若数据出现异常情况进行语音报警，可达到对充电机及配电系统的监控功能。(2)数据查询功能的实现。查询提