为何直流电能计量很重要，怎样设计直流电表会更好？
为什么直流电能计量很重要？21世纪 ， 世界各国政府都在制定行动计划 ， 以应对长期复杂的减少CO2排放的挑战 。CO2排放已证实是造成气候变化严重后果的原因 ， 同时对新型高效能源转换技术和改进电池化学组成的需求也在迅速增长 。
包括可再生和不可再生能源在内 ， 仅去年一年 ， 世界人口就消耗了近18万亿千瓦时 ， 而这一需求还在继续增长；事实上 ， 在过去的15年里 ， 消耗了超过一半的现有能源 。
为此 ， 我们的电网和发电机还在不断地增长；如今 ， 对更高效、更环保的能源的需求与日俱增 。由于更容易使用 ， 早期的电网开发人员使用交流电(ac)向世界供电 ， 但在许多地区 ， 直流电(dc)可显著提高效率 。
在基于宽带隙半导体（例如GaN和SiC器件）的高效经济型功率转换技术发展的推动下 ， 许多应用现在都看到了转换为直流电能的好处 。因此 ， 精确的直流电能计量变得越来越重要 ， 特别是涉及到电能计费的地方 。本文将讨论直流计量在电动汽车充电站、可再生能源发电、服务器场、微电网和点对点能源共享方面的发展机会 ， 并介绍一种直流电表设计 。
直流电能计量应用电动汽车直流充电站预计到2018年 ， 插电式电动汽车(EV)的复合年均增长率为+70% ， 并且预计2017至2024年将以+25%的复合年均增长率增长 。充电站市场从2018至2023年将以41.8%的复合年均增长率增长 。然而 ， 为了加速减少私人交通造成的二氧化碳排放 ， 电动汽车需求成为汽车市场的首选 。
近年来 ， 人们在提高电池容量和使用寿命方面做了大量工作 ， 但同时必须提供广泛的电动汽车充电网络 ， 这样才能无需担心行驶里程或充电时间问题 ， 从容实现长途旅行 。许多能源供应商和私营企业都在部署高达150 kW的快速充电器 ， 并且每个充电桩功率高达500 kW的超快充电器也引发了公众的兴趣 。考虑到局部充电峰值功率高达兆瓦的超快充电站和相关的快速充电能源溢价率 ， 电动汽车充电将成为一个巨大的电能交换市场 ， 随之需要进行准确的电能计费 。
目前 ， 标准电动汽车充电器在交流侧计量 ， 缺点是无法测量交流-直流转换过程中损失的电能 ， 因此 ， 对最终客户来说 ， 计费不准确 。自2019年以来 ， 新的欧盟法规要求能源供应商只能向客户收取传输到电动汽车的电能费用 ， 使得电源转换和分配损失都由能源供应商来承担 。
虽然先进的SiC电动汽车转换器可达到97%以上的效率 ， 但快速和超快充电器直接连接到汽车电池时 ， 电能以直流方式传输 ， 在这种情况下 ， 显然需要在直流侧实现准确计费 。除了涉及电动汽车充电计量公共利益外 ， 私人和住宅点对点电动汽车充电计划可能对于直流侧进行精确的电能计费具有更大的激励作用 。
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