淺聊光伏直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用效果

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，對充電樁的需求日益增長。光伏直流智能充電樁結(jié)合了光伏發(fā)電技術(shù)與直流充電技術(shù)，具有高效、環(huán)保等優(yōu)勢。本文深入探討了光伏直流智能充電樁的有序充電策略，并分析了其應(yīng)用效果，為推動電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1. 高效節(jié)能：利用太陽能發(fā)電，減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，降低能源消耗。

2. 快速充電：直流充電技術(shù)可以實現(xiàn)快速充電，縮短電動汽車的充電時間。

3. 智能控制：具備智能充電控制功能，可以根據(jù)電動汽車的需求和電網(wǎng)的負(fù)荷情況進行有序充電。

4. 環(huán)保可持續(xù)：使用清潔能源，減少碳排放，對環(huán)境友好。

1. 分時充電：根據(jù)不同時間段的電價和電網(wǎng)負(fù)荷情況，制定不同的充電價格，引導(dǎo)用戶在低谷時段充電，高峰時段減少充電或停止充電。例如，在夜間電價較低時，鼓勵用戶進行充電，而在白天電價較高且電網(wǎng)負(fù)荷較大時，限制充電功率或暫停充電。

2. 預(yù)約充電：用戶可以通過手機 APP 等方式提前預(yù)約充電時間，充電樁根據(jù)預(yù)約信息進行有序充電安排。這樣可以避免用戶在高峰時段集中充電，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。

1. 功率限制：根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷情況，對充電樁的輸出功率進行限制。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較大時，降低充電樁的輸出功率，以減少對電網(wǎng)的沖擊；當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較小時，提高充電樁的輸出功率，加快充電速度。

2. 功率分配：對于多個充電樁同時工作的情況，可以采用功率分配策略，根據(jù)充電樁的優(yōu)先級和電動汽車的需求，合理分配充電功率。例如，優(yōu)先為急需充電的電動汽車分配較高的功率，而對于電量較充足的電動汽車則分配較低的功率。

1. 需求響應(yīng)信號：電網(wǎng)運營商可以向充電樁發(fā)送需求響應(yīng)信號，通知充電樁調(diào)整充電功率或暫停充電。充電樁根據(jù)需求響應(yīng)信號進行相應(yīng)的操作，以配合電網(wǎng)的調(diào)度和運行。

2. 激勵機制：為了鼓勵用戶參與需求響應(yīng)，可以建立激勵機制，對響應(yīng)需求的用戶給予一定的經(jīng)濟補償或優(yōu)惠政策。例如，對在高峰時段減少充電或暫停充電的用戶給予電費折扣或積分獎勵。

1. 負(fù)荷平衡：通過有序充電策略，可以實現(xiàn)電動汽車充電負(fù)荷的合理分布，避免高峰時段充電負(fù)荷集中對電網(wǎng)造成的沖擊，有助于電網(wǎng)的負(fù)荷平衡。

2. 電壓穩(wěn)定：合理控制充電樁的輸出功率，可以減少充電過程中對電網(wǎng)電壓的影響，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。

3. 可靠性提高：有序充電可以降低電網(wǎng)故障的風(fēng)險，提高電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量。

1. 充電成本降低：分時充電和預(yù)約充電等策略可以讓用戶在電價較低的時段進行充電，降低充電成本。

2. 充電便利性提高：智能充電控制功能可以為用戶提供更加便捷的充電服務(wù)，例如通過手機 APP 實時查看充電狀態(tài)、預(yù)約充電時間等。

3. 環(huán)保意識增強：使用光伏直流智能充電樁可以讓用戶更加直觀地感受到清潔能源的利用，增強用戶的環(huán)保意識。

1. 減少碳排放：利用太陽能發(fā)電為電動汽車充電，可以減少傳統(tǒng)能源的消耗，降低碳排放，對環(huán)境保護起到積極的作用。

2. 促進可再生能源發(fā)展：光伏直流智能充電樁的推廣應(yīng)用可以促進太陽能等可再生能源的開發(fā)和利用，推動能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

五、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

（一）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(xì)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。

（二）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。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

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。

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。

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(xì)信息。

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。

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。

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。

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(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

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。

（五）系統(tǒng)硬件配置

光伏直流智能充電樁作為一種新型的電動汽車充電設(shè)施，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢。通過合理的有序充電策略，可以實現(xiàn)電動汽車充電負(fù)荷的優(yōu)化管理，降低對電網(wǎng)的影響，提高用戶的充電便利性和成本效益，同時對環(huán)境保護也起到積極的作用。然而，目前光伏直流智能充電樁的推廣應(yīng)用還面臨著一些挑戰(zhàn)，如成本較高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、政策支持力度不足等。未來需要進一步加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，完善相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，加大推廣應(yīng)用力度，推動光伏直流智能充電樁的可持續(xù)發(fā)展，為電動汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮和能源轉(zhuǎn)型做出更大的貢獻。

參考文獻

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[4]BIRNIED.Solar-to-vehicle(s2v)systemsforpoweringcommutersofthefuture[J].JournalofPowerSources,2009,186(2):539–542.[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊2020.06版.

作者簡介

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。