安科瑞 崔麗潔

　　一、引言

　　在當今時(shí)代，傳統燃油汽車(chē)所帶來(lái)的環(huán)境污染與能源危機問(wèn)題日益嚴峻，電動(dòng)汽車(chē)因其低排放特性成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉型升級的核心方向。然而，隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)保有量呈指數級增長(cháng)，其無(wú)序充電行為給電力系統帶來(lái)了一系列嚴峻挑戰。例如，在用電高峰期，大量電動(dòng)汽車(chē)集中充電會(huì )導致電網(wǎng)負荷急劇攀升，進(jìn)一步加劇峰谷差，降低電網(wǎng)設備的運行效率與使用壽命；同時(shí)，可能引發(fā)電壓波動(dòng)、諧波污染等電能質(zhì)量問(wèn)題，嚴重影響電力系統的安全穩定運行以及其他電力用戶(hù)的正常用電。車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展為解決這些問(wèn)題開(kāi)辟了新的途徑，它借助通信技術(shù)與信息處理手段，構建起電動(dòng)汽車(chē)、充電設施、電網(wǎng)以及用戶(hù)之間的緊密信息交互網(wǎng)絡(luò )，從而為實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)群的有序充電提供了可能，這對于推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展以及構建智能、有效、綠色的能源體系具有關(guān)鍵的戰略意義。

　　二、車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電動(dòng)汽車(chē)群有序充電的意義

　　2.1削峰填谷

　　在電力系統的運行過(guò)程中，負荷的峰谷差一直是影響系統運行效率與經(jīng)濟性的重要因素。電動(dòng)汽車(chē)群的無(wú)序充電往往會(huì )與居民用電、工業(yè)用電等常規用電負荷疊加，使得電網(wǎng)在特定時(shí)段承受巨大的負荷壓力。而有序充電策略則能夠充分利用車(chē)聯(lián)網(wǎng)所提供的信息優(yōu)勢，準確掌握每輛電動(dòng)汽車(chē)的充電需求與可調度時(shí)間窗口。通過(guò)制定靈活的充電計劃，引導電動(dòng)汽車(chē)在電網(wǎng)負荷低谷期進(jìn)行充電，例如深夜時(shí)段，此時(shí)電力供應相對充裕且電價(jià)較低。在負荷高峰期，如傍晚居民用電高峰時(shí)段，則適當控制或減少電動(dòng)汽車(chē)的充電功率，甚至暫停部分非緊急充電需求的電動(dòng)汽車(chē)充電。這樣一來(lái)，能夠有效平滑電網(wǎng)的負荷曲線(xiàn)，顯著(zhù)降低峰谷差，提高電網(wǎng)設備的利用率，減少為滿(mǎn)足尖峰負荷而額外建設的發(fā)電與輸電設施投資，從而大幅降低電網(wǎng)的整體運行成本，實(shí)現電力資源的優(yōu)化配置與有效利用。

　　2.2提升電能質(zhì)量

　　電能質(zhì)量是衡量電力系統運行穩定性與可靠性的重要指標。當大量電動(dòng)汽車(chē)同時(shí)接入電網(wǎng)進(jìn)行充電時(shí)，由于充電設備的非線(xiàn)性特性以及充電電流的隨機性，易引發(fā)一系列電能質(zhì)量問(wèn)題。例如，充電過(guò)程中的諧波電流注入電網(wǎng)，會(huì )導致電壓波形畸變，影響其他電力設備的正常運行，降低其使用壽命；瞬間的大功率充電需求可能引起電壓波動(dòng)與閃變，對敏感電力設備造成損害，甚至影響到周邊居民的正常用電體驗。而車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的有序充電策略能夠通過(guò)智能調度與控制，對電動(dòng)汽車(chē)群的充電過(guò)程進(jìn)行精細化管理。根據電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓、電流等電能質(zhì)量參數以及各區域的負荷分布情況，合理分配充電功率與時(shí)間，避免大規模集中充電所帶來(lái)的沖擊性負荷。同時(shí)，采用諧波技術(shù)與無(wú)功補償策略，對充電設備進(jìn)行優(yōu)化控制，有效減少諧波電流的產(chǎn)生與注入，維持電網(wǎng)電壓的穩定，從而多面提升電能質(zhì)量，保障電力系統的安全穩定運行以及其他電力用戶(hù)的正常用電權益。

　　2.3促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)普及

　　電動(dòng)汽車(chē)的廣泛普及不僅僅取決于車(chē)輛本身的性能與價(jià)格，充電設施的便利性與充電體驗也是至關(guān)重要的影響因素。在無(wú)序充電模式下，由于缺乏有效的統籌規劃與管理，往往會(huì )出現充電設施利用率不均的情況，部分熱門(mén)區域的充電樁長(cháng)時(shí)間處于排隊等待狀態(tài)，而一些偏遠區域的充電樁則閑置率較高。這不僅增加了用戶(hù)的充電等待時(shí)間與焦慮感，降低了用戶(hù)對電動(dòng)汽車(chē)的使用滿(mǎn)意度，還在一定程度上阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的進(jìn)一步推廣。車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的有序充電優(yōu)化策略能夠借助大數據分析與智能預測技術(shù)，深入了解不同區域、不同時(shí)間段的充電需求分布規律�；�于此，通過(guò)合理規劃充電設施的布局與建設，優(yōu)化充電資源的配置，提高充電設施的整體利用率。同時(shí)，為用戶(hù)提供個(gè)性化的充電服務(wù)，如根據用戶(hù)的出行計劃與電池剩余電量，提前預約合適的充電時(shí)間與地點(diǎn)，并提供實(shí)時(shí)的充電狀態(tài)查詢(xún)與導航引導功能。這樣能夠大大地提升用戶(hù)的充電體驗，增強用戶(hù)對電動(dòng)汽車(chē)的使用信心與滿(mǎn)意度，從而有力地促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)在全社會(huì )的廣泛普及，加速交通領(lǐng)域的能源轉型進(jìn)程。

　　四、車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電動(dòng)汽車(chē)群有序充電優(yōu)化策略

　　4.1基于價(jià)格激勵的優(yōu)化策略

　　通過(guò)制定分時(shí)電價(jià)、峰谷電價(jià)等價(jià)格機制，引導用戶(hù)在電價(jià)較低的時(shí)段進(jìn)行充電。建立電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)響應模型，根據電價(jià)變化調整充電功率和時(shí)間，以實(shí)現電網(wǎng)負荷的優(yōu)化。

　　4.2基于智能調度的優(yōu)化策略

　　利用車(chē)聯(lián)網(wǎng)獲取電動(dòng)汽車(chē)的電池狀態(tài)、位置、預計充電時(shí)間等信息，結合電網(wǎng)負荷預測，通過(guò)智能算法對電動(dòng)汽車(chē)群進(jìn)行充電調度。例如，采用遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等優(yōu)化充電順序和充電功率分配，使充電負荷與電網(wǎng)負荷相匹配。

　　五、安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺助力有序充電開(kāi)展

　　5.1概述

　　AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

　　5.2應用場(chǎng)所

　　適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

　　5.3系統結構

系統分為四層：

　　1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。

　　2）數據采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護。

　　3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

　　4）數據層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

　　5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

　　小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

　　5.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

　　5.4.1智能化大屏

　　智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2實(shí)時(shí)監控

　　實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

5.4.3交易管理

　　平臺管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

　　設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

5.4.5統計分析

　　通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統計信息、能耗統計信息等。

5.4.6基礎數據管理

　　在系統平臺建立運營(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、凍結和解綁。

5.4.7運維APP

　　面向運維人員使用，可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置，同時(shí)可接收故障推送

5.4.8充電小程序

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

5.5系統硬件配置

六.結論

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電動(dòng)汽車(chē)群有序充電對于提高電網(wǎng)運行效率、促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。盡管面臨諸多挑戰，但通過(guò)合理的優(yōu)化策略如基于價(jià)格激勵和智能調度等方法可以有效改善充電管理。安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺憑借其完善的功能在助力有序充電開(kāi)展方面表現出顯著(zhù)優(yōu)勢，通過(guò)整合充電資源、優(yōu)化用戶(hù)管理和智能調度等手段，為實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)群有序充電提供了有力的支持，在未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施建設與運營(yíng)管理中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

　　參考文獻：

　　[1]何偉,孫廣波.車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電動(dòng)汽車(chē)群有序充電優(yōu)化策略

　　[2]蔣怡靜,于艾清,黃敏麗.考慮用戶(hù)滿(mǎn)意度的電動(dòng)汽車(chē)時(shí)空雙尺度有序充電引導策略

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