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淺聊電動汽車有序充電管理優(yōu)化策略研究

瀏覽次數(shù):53更新時間:2024-11-04

 

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要: 隨著電動汽車的快速發(fā)展,其充電需求給電力系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)。本文深入探討了電動汽車有序充電管理的重要性,分析了當(dāng)前面臨的問題,并提出了一系列優(yōu)化策略,包括智能充電技術(shù)、需求響應(yīng)機制、政策引導(dǎo)及基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃等方面,旨在實現(xiàn)電動汽車與電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展,提高能源利用效率,為可持續(xù)交通發(fā)展提供有力支持。

一、引言
在全球能源危機和環(huán)境問題日益嚴峻的背景下,電動汽車作為一種綠色、高效的交通工具,正逐漸成為未來交通的發(fā)展方向。然而,大規(guī)模電動汽車的無序充電可能會給電力系統(tǒng)帶來諸多問題,如負荷峰值增加、電網(wǎng)穩(wěn)定性下降、電能質(zhì)量惡化等。因此,研究電動汽車有序充電管理優(yōu)化策略具有重要的現(xiàn)實意義。
二、電動汽車有序充電管理的重要性
2.1緩解電網(wǎng)壓力
大規(guī)模電動汽車的同時充電會導(dǎo)致電網(wǎng)負荷急劇上升,尤其是在用電高峰時段,可能會超出電網(wǎng)的承載能力。通過有序充電管理,可以引導(dǎo)電動汽車在電網(wǎng)負荷低谷時段充電,實現(xiàn)削峰填谷,有效緩解電網(wǎng)壓力。

2.2提高能源利用效率

有序充電可以充分利用電網(wǎng)的閑置容量,避免能源的浪費。同時,通過優(yōu)化充電策略,可以提高電動汽車電池的使用壽命,降低用戶的充電成本。

2.3保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行

電動汽車的充電行為具有隨機性和波動性,如果不加管理,可能會對電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)產(chǎn)生不良影響,甚至引發(fā)電網(wǎng)故障。有序充電管理可以通過控制充電功率和時間,減少對電網(wǎng)的沖擊,保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
三、電動汽車有序充電管理面臨的問題
3.1用戶充電行為的不確定性
電動汽車用戶的充電行為受到多種因素的影響,如出行需求、充電習(xí)慣、電價等,具有很大的不確定性。這給有序充電管理帶來了很大的困難,難以準(zhǔn)確預(yù)測和控制充電負荷。
3.2充電設(shè)施布局不合理
目前,電動汽車充電設(shè)施的布局還存在不合理的地方,如分布不均、數(shù)量不足等。這不僅影響了用戶的充電便利性,也不利于有序充電管理的實施。
3.3缺乏有效的協(xié)調(diào)機制
電動汽車充電涉及到電力公司、充電運營商、用戶等多個主體,目前缺乏有效的協(xié)調(diào)機制,各方之間的利益難以平衡,影響了有序充電管理的效果。
3.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

電動汽車充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,不同品牌、型號的電動汽車和充電設(shè)備之間存在兼容性問題,這給有序充電管理帶來了技術(shù)障礙。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)助力有序充電開展

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài),進行充電服務(wù)、支付管理,交易結(jié)算,資要管理、電能管理,明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓,欠壓,絕緣低各類故障進行預(yù)警;充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng),用戶通過微信、支付寶,云閃付掃碼充電。

4.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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系統(tǒng)分為四層:

(1)即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

(2)數(shù)據(jù)采集層:包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù),并進行電能計量和保護。

(3)網(wǎng)絡(luò)傳輸層:通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

(4)數(shù)據(jù)層:包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站,數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

(5)應(yīng)客戶端層:系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能,同時為運維人員提供運維APP,充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況,對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示,同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁,查看設(shè)備使用率,合理分配資源。

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4.4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況,主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓電流,充電樁告警信息等。

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4.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶,對其進行賬戶進行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作,可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

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4.4.4故障管理

設(shè)備自動上報故障信息,平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理,同時運維人員可通過運維APP收取故障推送,運維人員在運維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

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4.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺,從充電站點、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度,查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

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4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運營商戶,運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施,維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動,同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

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4.4.7運維APP

面向運維人員使用,可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況,進行遠程參數(shù)設(shè)置,同時可接收故障推送

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4.4.8充電小程序

面向充電用戶使用,可查看附近空閑設(shè)備,主要包含掃碼充電、賬戶充值,充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

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4.5硬件配置

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五、總結(jié)

面臨越來越嚴重的環(huán)境污染,減小燃油汽車的使用頻率,推廣新能源汽車迫在眉睫。國家積極制定電動汽車科技戰(zhàn)略,促進電動汽車行業(yè)技術(shù)的進步,將來會有大量的電動汽車進入電網(wǎng)實施充電,由于人的自主意識,充電過程存在較大的隨機性,對電網(wǎng)系統(tǒng)的承受能力提出了重大的挑戰(zhàn),需要制定相關(guān)的措施調(diào)節(jié)管理這些行為。對比無序充電模式,有序充電在管理用戶成本和電網(wǎng)負荷方面有積極影響,且用戶的出行和充電行為具有很強的時空分布性,表明了實施有序充電管理的可行性。

參考文獻:

[1]曹湘.電動汽車有序充電管理優(yōu)化策略研究

[2]袁欣,胡文博.考慮電動汽車有序充電的配電網(wǎng)重構(gòu)降損策略

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版

作者介紹:
張繼冬,男

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