發(fā)布時(shí)間：2022年07月12日               作者：德國(guó)GMC-I高美測(cè)儀（上海電勵(lì)士）

LMG600系列功率分析儀提供高精度的交流和直流功率和能量測(cè)量，并提供全方位的功能，對(duì)充電樁進(jìn)行符合性測(cè)試。

根據(jù)EN 50470-3和IEC 61851-23相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在型式檢驗(yàn)試驗(yàn)中規(guī)定的所有所需信號(hào)都將被測(cè)量和處理。

過程信號(hào)接口可以直接并同時(shí)捕獲安裝在充電樁內(nèi)的多個(gè)數(shù)字電能表的脈沖輸出，以確定其測(cè)量的能量?？焖偾夜δ軓?qiáng)大的千兆以太網(wǎng)接口確保LMG可靠地集成到測(cè)試平臺(tái)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)后處理。ZES ZIMMER功率分析儀提供了一個(gè)通用的python腳本用于符合性驗(yàn)證，也可以提供額外的軟件工程支持來實(shí)現(xiàn)特定的測(cè)試平臺(tái)需求。

測(cè)試平臺(tái)繼集成和測(cè)量結(jié)果評(píng)估

為了將LMG600功率分析儀完全集成到遠(yuǎn)程控制的試驗(yàn)臺(tái)環(huán)境中，ZES ZIMMER可根據(jù)要求提供涵蓋所述自動(dòng)化驗(yàn)證程序的通用腳本。它提供了一個(gè)現(xiàn)成的、文檔齊全的python，包括控制接口的閉合和開路、數(shù)據(jù)的寫入、讀取等等。我們可以根據(jù)用戶的特定設(shè)置和測(cè)試過程提供定制的軟件工程支持，包括對(duì)結(jié)果的后續(xù)評(píng)估，導(dǎo)出為所需的任何通用格式(CSV導(dǎo)出已經(jīng)實(shí)現(xiàn))。

功率分析儀可實(shí)現(xiàn)以下自動(dòng)化功能：

? 數(shù)據(jù)交換：從LMG600傳輸所有相關(guān)讀數(shù)和脈沖計(jì)數(shù)到測(cè)試平臺(tái)主軟件。

? 評(píng)價(jià)：在整個(gè)充電過程中，功率分析儀測(cè)量的能量與充電樁電能表測(cè)量的能量進(jìn)行比較和評(píng)估。

? 測(cè)量不確定度計(jì)算：對(duì)于每個(gè)測(cè)量周期，包括Z后一個(gè)測(cè)量周期，可以計(jì)算測(cè)量不確定度，以進(jìn)行Z終和相關(guān)的偏差評(píng)估。

導(dǎo)出結(jié)果：將測(cè)量和評(píng)價(jià)結(jié)果導(dǎo)出為通用格式。

LMG600功率分析儀的快速千兆以太網(wǎng)接口，確保了LMG與測(cè)試平臺(tái)上位機(jī)之間可靠地和快速的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)后處理。ZES ZIMMER提供了一個(gè)通用的python腳本進(jìn)行符合性驗(yàn)證，也可以提供額外的軟件工程支持來實(shí)現(xiàn)用戶特定的測(cè)試平臺(tái)集成需求。

測(cè)量不確定度

所使用的功率分析儀和電流傳感器的組合精度必須很高，否則兩者引入的誤差將主導(dǎo)充電樁能量計(jì)量的整體測(cè)量偏差。Z終整個(gè)測(cè)量裝置的總偏差計(jì)算公式為:

這種測(cè)量不確定度的考慮甚至可以在充電過程中，基于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量周期進(jìn)行計(jì)算。

雖然現(xiàn)在的功率分析儀提供了輔助的量程選擇(Auto Range)，但這種輔助自動(dòng)化并不總是有益的。在快速且連續(xù)變化的測(cè)量點(diǎn)上，例如上圖所示的上升和下降階段，Auto range會(huì)導(dǎo)致頻繁的量程檔位切換，由于量程檔位切換需要時(shí)間，而切換過程中測(cè)量到的數(shù)值是不能保證準(zhǔn)確性的，所以將出現(xiàn)測(cè)量間隙。

相應(yīng)地，一些測(cè)量周期無法完成，數(shù)據(jù)不得不丟棄。在實(shí)際中避免該情況的有效措施是使用手動(dòng)量程（Manual Range）并選擇一個(gè)固定量程檔位，該檔位的測(cè)量范圍上限，可以覆蓋測(cè)試中可能出現(xiàn)的Z大值。

這樣可以避免量程檔位的頻繁切換，進(jìn)而避免了測(cè)量間隙的產(chǎn)生。然而，對(duì)于充電樁輸出功率開始爬升的那些測(cè)量點(diǎn)，或者在輸出功率下降期的末端測(cè)量點(diǎn)，其測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差就高于穩(wěn)態(tài)輸出期間的誤差。功率分析儀的測(cè)量誤差通常表示為以下形式： 

power error tolerance = ± (% of power reading + % of power range)

在測(cè)量周期內(nèi)確定測(cè)量不確定度時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)，這同樣也適用于功率輸出下降期。所以下面的參數(shù)需要在整個(gè)充電過程持續(xù)時(shí)間內(nèi)得到優(yōu)化：

· 爬升坡度：爬升和下降的坡度越陡峭，他們的持續(xù)時(shí)間在整個(gè)充電周期中的占比就越低。

· 測(cè)量持續(xù)時(shí)間：電能表脈沖數(shù)的Z小數(shù)值越高，穩(wěn)態(tài)階段的比重越大，相比于爬升和下降階段。

標(biāo)準(zhǔn)IEC 61851-23對(duì)電動(dòng)汽車直流充電樁提出了規(guī)定要求， 包括一些對(duì)于爬升坡度Z小值的規(guī)定，為了讓爬升階段的時(shí)間盡可能地短，進(jìn)而其在整個(gè)充電過程測(cè)量持續(xù)時(shí)間內(nèi)所占地比重，保持在一個(gè)合理地?cái)?shù)值范圍內(nèi)。

LMG600系列功率分析儀可配備A功率模塊，給用戶提供高精度的直流測(cè)量。該設(shè)備將提供可溯源到PTB(國(guó)家計(jì)量研究所)的校準(zhǔn)證書，或根據(jù)用戶要求，提供DAkkS認(rèn)證的校準(zhǔn)證書。

· 帶寬: DC, 0.05 Hz … 10 MHz

· DC 功率精度 (Z優(yōu)): ± (0.032 % * 讀數(shù) + 0.06 % * 量程)

· AC 功率精度 (45 Hz…65 Hz): ± (0.015 % * 讀數(shù) + 0.01 % * 量程)

· 時(shí)間精度: ± 50 ppm

· 電壓輸入: 300 mV – 1000 Vrms 直接輸入 (可用高壓分壓器來擴(kuò)展量程-HST)

· 電流輸入: 500 μA – 32 Arms 直接輸入 (可用電流傳感器來擴(kuò)展量程-PCT)

在計(jì)算能量測(cè)量的潛在誤差時(shí)，重要的是要了解儀器如何計(jì)算功率和能量，即測(cè)量在哪里確切地開始和結(jié)束，哪些采樣值被包含在測(cè)量值中，哪些不包含。只有這樣才有可能判斷功率分析儀讀數(shù)背后的值是否與電能表脈沖計(jì)數(shù)的評(píng)估間隔足夠匹配。不是所有的制造商對(duì)這類信息都是透明的，即使他們是透明的，他們可能不會(huì)提供方法來確保功率分析儀和電能表是在完全相同的時(shí)間段進(jìn)行能量值比對(duì)。上面提到的通用Python腳本正是這樣做的，并確保ZES ZIMMER的LMG600測(cè)量和評(píng)估具有Z大的可實(shí)現(xiàn)精度。

為了擴(kuò)展LMG600的電流量程，PCT系列的傳感器（如圖6）可以提供極高精度并可做到即插即用，如型號(hào)的自動(dòng)識(shí)別和變比的自動(dòng)設(shè)定，并且有功率分析儀進(jìn)行直接供電，非常的方便快捷。PCT系列傳感器DC精度Z高可到± 0.0035 %，如此小的誤差在LMG600內(nèi)引起的額外電流誤差將是極低的。即插即用的PCT傳感器可提供豐富的量程，200A（DC3000A）~2000A（DC3000A）或更高

參考系統(tǒng)的每個(gè)組成部分(LMG600功率分析儀+ A模塊+ PCT磁通門傳感器)的高精度為電動(dòng)汽車充電樁能量計(jì)量的測(cè)試和認(rèn)證提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對(duì)LMG600的精細(xì)控制，在適用標(biāo)準(zhǔn)的有效框架內(nèi)，減少或完全避免了對(duì)測(cè)量不確定度的系統(tǒng)性和原理性影響。對(duì)于測(cè)試平臺(tái)集成和型式試驗(yàn)認(rèn)證審核程序的具體問題，ZES ZIMMER應(yīng)用專家可提供他們的專業(yè)知識(shí)支持您。