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(dòng)汽車的快速發(fā)展，對(duì)充電樁的需求日益增長(zhǎng)。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(shì)。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(dòng)電動(dòng)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(yáng)能發(fā)電，減少對(duì)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(shí)現(xiàn)快速充電，縮短電動(dòng)汽車的充電時(shí)間。

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

4. 環(huán)?？沙掷m(xù)：使用清潔能源，減少碳排放，對(duì)環(huán)境友好。

1. 分時(shí)充電：根據(jù)不同時(shí)間段的電價(jià)和電網(wǎng)負(fù)荷情況，制定不同的充電價(jià)格，引導(dǎo)用戶在低谷時(shí)段充電，高峰時(shí)段減少充電或停止充電。例如，在夜間電價(jià)較低時(shí)，鼓勵(lì)用戶進(jìn)行充電，而在白天電價(jià)較高且電網(wǎng)負(fù)荷較大時(shí)，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(jī) APP 等方式提前預(yù)約充電時(shí)間，充電樁根據(jù)預(yù)約信息進(jìn)行有序充電安排。這樣可以避免用戶在高峰時(shí)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(duì)充電樁的輸出功率進(jìn)行限制。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較大時(shí)，降低充電樁的輸出功率，以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊；當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較小時(shí)，提高充電樁的輸出功率，加快充電速度。

2. 功率分配：對(duì)于多個(gè)充電樁同時(shí)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(jí)和電動(dòng)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(dòng)汽車分配較高的功率，而對(duì)于電量較充足的電動(dòng)汽車則分配較低的功率。

1. 需求響應(yīng)信號(hào)：電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以向充電樁發(fā)送需求響應(yīng)信號(hào)，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(hào)進(jìn)行相應(yīng)的操作，以配合電網(wǎng)的調(diào)度和運(yùn)行。

2. 激勵(lì)機(jī)制：為了鼓勵(lì)用戶參與需求響應(yīng)，可以建立激勵(lì)機(jī)制，對(duì)響應(yīng)需求的用戶給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償或優(yōu)惠政策。例如，對(duì)在高峰時(shí)段減少充電或暫停充電的用戶給予電費(fèi)折扣或積分獎(jiǎng)勵(lì)。

1. 負(fù)荷平衡：通過有序充電策略，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的合理分布，避免高峰時(shí)段充電負(fù)荷集中對(duì)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(duì)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(xiǎn)，提高電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量。

1. 充電成本降低：分時(shí)充電和預(yù)約充電等策略可以讓用戶在電價(jià)較低的時(shí)段進(jìn)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(jī) APP 實(shí)時(shí)查看充電狀態(tài)、預(yù)約充電時(shí)間等。

3. 環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)：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(qiáng)用戶的環(huán)保意識(shí)。

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

2. 促進(jìn)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(jìn)太陽(yáng)能等可再生能源的開發(fā)和利用，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

五、安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)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(shí)對(duì)充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)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(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)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(jì)。

（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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

（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(kù)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

（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(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

（四）安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(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(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)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(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)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(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問題。

5.統(tǒng)計(jì)分析

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

6.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

7.運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)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(dòng)汽車充電設(shè)施，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。通過合理的有序充電策略，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的優(yōu)化管理，降低對(duì)電網(wǎng)的影響，提高用戶的充電便利性和成本效益，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)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(jìn)一步加強(qiáng)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(dòng)光伏直流智能充電樁的可持續(xù)發(fā)展，為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮和能源轉(zhuǎn)型做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁屹峰，曾爽，張寶群，王立永，劉暢，付智，張吉.光伏-直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用效果.

[2]詹天津,謝玉榮.國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)展形勢(shì)分析及思考[J].華電技術(shù),2021,43(12):60–65.ZHANTianjin,XIEYurong.DevelopmentstatusanalysisandconsiderationondomesticdistributedPVenergy[J].HuadianTechnology,2021,43(12):60–65.

[3]中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì).節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0[R].上海:中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì),2020.

[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(cè)2020.06版.

作者簡(jiǎn)介

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。