1. 引言

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護意識的增強和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，電動汽車作為清潔能源交通工具的代表，正逐步成為未來交通發(fā)展的重要方向。然而，電動汽車的普及也伴隨著充電基礎(chǔ)設施建設的一系列挑戰(zhàn)，包括用戶充電體驗不佳、充電樁利用率低、電網(wǎng)負荷壓力增大等問題。特別是在車多樁少的情況下，無序充電不僅加劇了充電難的問題，還可能對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅。因此，研究并實施電動汽車有序充電策略，對于提升充電設施效率、降低充電成本、保障電網(wǎng)安全具有重要意義。

2. 有序充電策略的定義與目標

有序充電策略，是指在電動汽車充電過程中，通過智能調(diào)度和優(yōu)化控制，實現(xiàn)充電時間、充電功率與電網(wǎng)負荷的協(xié)調(diào)匹配，以達到提高充電效率、降低充電成本、減輕電網(wǎng)負荷壓力的目的。具體而言，該策略旨在：

• 優(yōu)化充電排隊：在車多樁少的情況下，通過智能算法計算車輛剩余充電時間和合理充電時間窗口，減少用戶等待時間，提高充電樁利用率。

• 降低充電成本：利用峰谷電價差異，引導車輛在電價低谷時段進行充電，從而降低用戶的充電費用。

• 平衡電網(wǎng)負荷：通過控制充電功率和充電時間，實現(xiàn)對電網(wǎng)負荷的削峰填谷，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

3. 有序充電方案設計

針對上述問題，本文提出以下有序充電方案設計：

3.1 電動汽車排隊有序充電

在充電樁資源有限的情況下，通過以下步驟實現(xiàn)電動汽車排隊有序充電：

• 實時數(shù)據(jù)監(jiān)測：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時監(jiān)測充電樁狀態(tài)、車輛接入情況及剩余充電時間等信息。

• 智能排序算法：根據(jù)車輛剩余電量（SOC）、預計充電時間等因素，采用智能排序算法為等待車輛分配充電順序。

• 動態(tài)調(diào)整策略：在充電過程中，根據(jù)新接入車輛的情況和電網(wǎng)負荷變化，動態(tài)調(diào)整充電順序和功率分配。

3.2 基于峰谷電價的充電時間優(yōu)化

• 電價時段劃分：根據(jù)當?shù)仉娋W(wǎng)電價政策，將充電時間劃分為平、谷、峰三個時段。

• 充電時間規(guī)劃：通過智能算法預測車輛未來充電需求，并結(jié)合電價時段信息，為車輛規(guī)劃合理充電時間窗口。

• 用戶引導與通知：通過APP或短信等方式，提前通知用戶最佳充電時段，引導用戶合理安排充電計劃。

3.3 電網(wǎng)負荷削峰填谷

• 充電功率調(diào)控：根據(jù)電網(wǎng)實時負荷情況，動態(tài)調(diào)整充電樁的充電功率，實現(xiàn)削峰填谷。

• 負荷預測與調(diào)度：利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對電網(wǎng)負荷進行預測，并據(jù)此制定充電調(diào)度計劃。

• 智能響應機制：在電網(wǎng)負荷高峰時段，自動降低充電樁功率或暫停部分充電任務，以減輕電網(wǎng)壓力。

4、專用充電站有序充電策略

目前專用集中式充電站大多用于電動公交大巴充電，文章以規(guī)模30臺60kW直流樁服務100輛電動公交車的充電站為設計對象。為提高充電樁使用效率，減少車輛排隊時間，文章分析了30多個充電數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)充電過程數(shù)據(jù)變化分析，充電站內(nèi)車輛運行模式一般是白天使用晚上充電，充電集中在谷電價時段，但因特殊情況需要白天峰或平電價時段充電時，為了降低充電成本，同時不影響 車輛運營，采取設定車輛中止充電的 SOC 上限值的充電策略，峰和平電價時段車輛 SOC 分別達到 80% 和90% 時結(jié)束充電，谷時段不設定 SOC 上限值。另一方面，在車多樁少，車輛排隊等候的情況，為了提高充電樁使用效率，增加充電站運營效益，也設定了車輛 SOC 充電上限，文章對充電排隊的定義是因急需用車而排隊充電，對于晚上谷時段沒有使用需求排隊依次充電不屬于文章定義的排隊充電的范疇。

4.1峰平時段與排隊有序充電策略設計

(2)充電服務平臺將不同電價時段和排序充電的 充電中止SOC策略以及當前排隊車輛數(shù)下發(fā)給每個充電樁，充電樁根據(jù)實際情況計算充電中止SOC值，當車輛SOC達到固定值時停止充電。

5、公用充電站有序充電策略

與專用充電站相比，公用充電樁除了對本站專用車輛服務外，還對外開放，允許所有社會車輛充電，這樣不但提高了充電樁使用率，還可以為運營商帶來額外的收益。針對站內(nèi)專用車輛和社會充電車輛，文章 設計有序充電策略是充電優(yōu)先級專用車輛高于社會車輛，社會車輛之間則按先到優(yōu)先級高的原則。

5、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁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)的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數(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、支付管理，交易結(jié)算，資源管理、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。

5.2應用場合

適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學校、園區(qū)等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場、地下停車場、高速服務區(qū)、公寓寫字樓等場合。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場設備層：連接于網(wǎng)絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過   網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，完成對現(xiàn)場所有智能設備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

5.4平臺功能描述

5.4.1充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導航等。

5.4.2首頁總覽

總覽當日、當月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。

5.4.3交易結(jié)算

充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關(guān)報表。

5.4.4故障管理

故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

5.4.5統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

5.4.6運營報告

按用戶規(guī)定周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

5.4.7APP、小程序移動端支持

通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。

5.4.8資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語

電動汽車有序充電策略是解決當前充電難題、提升充電設施效率、降低充電成本、保障電網(wǎng)安全的有效途徑。通過實施該策略，不僅可以改善用戶充電體驗，提高充電樁利用率，還能有效減輕電網(wǎng)負荷壓力，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和政策的持續(xù)支持，有序充電策略將在電動汽車充電領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設施管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理、提供充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質(zhì)量。

【參考文獻】

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6版