安科瑞 劉秋霞
摘要： 隨著電動汽車的大規(guī)模普及，其接入智能配電網對配電網產生了多方面的影響。本文深入探討智能配電網的概念及其背景下電動汽車有序充電策略的重要性。通過對某地區(qū)實際案例的剖析，闡述智能配電網在電動汽車有序充電方面的意義與優(yōu)勢，并介紹安科瑞充電樁收費運營云平臺如何助力有序充電的開展，旨在為智能配電網與電動汽車協(xié)同發(fā)展提供理論依據與實踐參考。
關鍵詞：智能配電網；電動汽車；有序充電策略；安科瑞充電樁收費運營云平臺
1.引言
隨著全球能源轉型和環(huán)境保護意識的增強，電動汽車作為新能源汽車的代表，其市場滲透率正在迅速提升。然而，大規(guī)模電動汽車的接入給傳統(tǒng)配電網帶來了諸如負荷波動增大、電能質量下降等諸多挑戰(zhàn)。在智能配電網背景下，研究電動汽車有序充電策略成為解決這些問題的關鍵，它不僅有助于提高配電網的運行效率和可靠性，還能促進電動汽車的廣泛應用，推動能源轉型。
2.智能配電網概述
2.1智能配電網的概念
智能配電網是在傳統(tǒng)配電網基礎上，融合先進的通信技術、信息技術、控制技術等，實現(xiàn)對配電網的全面感知、實時監(jiān)測、優(yōu)化控制和智能決策的現(xiàn)代化配電網絡。它具有自愈性、兼容性、高效性等顯著特點，能夠更好地適應分布式電源和電動汽車等新型電力負荷的接入。
2.2智能配電網的關鍵技術
（一）先進的傳感與測量技術，用于實時采集配電網的電氣量、狀態(tài)量等信息。
（二）高速可靠的通信技術，保障數(shù)據在配電網各環(huán)節(jié)的準確傳輸。
（三）智能的控制與優(yōu)化算法，對配電網的運行進行靈活調控。
2.3智能配電網的典型模式
目前，智能配電網的典型模式有：泛能網、主動配電網等。
泛能網：在泛能理念的指導下，利用智能數(shù)字技術，將能源網絡、物質網及互聯(lián)網耦合形成的“能源互聯(lián)網"。將風能、太陽能、電能等多種能源，根據客戶需求進行合理匹配和調度。泛能網打破傳統(tǒng)能源與可再生能源簡單的并列模式，轉變?yōu)橄嗷ブ文Ｊ剑纬筛叨扔行虻哪茉蠢梅桨福瑢崿F(xiàn)能效利用的*大化。
主動配電網：傳統(tǒng)配網模式下，用戶負荷是剛性不可控的，電網只能被動的作出調整。主動配電網通過用戶的需求側響應及反饋，通過靈活的網絡拓撲結構調控潮流，主動控制和充分利用用戶側的分布式能源及儲能設備，實現(xiàn)大規(guī)模分布式能源的消納，適應隨機性和間歇性較強的用戶負荷接入。主動配電網可以通過多種市場化激勵機制實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經濟有效運行，提高能源利用效率。
3.1負荷特性改變
電動汽車充電負荷具有隨機性和波動性，大量電動汽車無序充電可能導致配電網峰谷差進一步擴大，加重配電網的負擔，影響配電網的穩(wěn)定性和供電質量。
3.2電能質量問題
電動汽車充電過程中可能產生諧波電流，注入配電網后會引起電壓畸變、三相不平衡等電能質量問題，干擾其他電力設備的正常運行。
3.3對配電網規(guī)劃的影響
傳統(tǒng)配電網規(guī)劃未充分考慮電動汽車充電需求，大規(guī)模電動汽車接入后，可能導致配電網的容量不足、線路過載等情況，需要重新評估和優(yōu)化配電網規(guī)劃。
4.1基于價格信號的有序充電策略
通過制定分時電價等價格機制，引導電動汽車用戶在低谷電價時段充電，從而實現(xiàn)削峰填谷。例如，在夜間電價較低時，鼓勵用戶集中充電，降低配電網的高峰負荷，提高配電網的負荷率。
4.2基于負荷預測的有序充電策略
利用智能配電網的大數(shù)據分析和負荷預測技術，預測配電網的負荷變化趨勢以及電動汽車的充電需求。根據預測結果，合理安排電動汽車的充電時間和充電功率，避免充電負荷與其他負荷疊加導致的過載情況。
4.3智能充電設施的優(yōu)化布局
結合智能配電網的拓撲結構和電動汽車的分布密度，優(yōu)化充電樁等充電設施的布局。在負荷中心、停車場等電動汽車集中區(qū)域合理配置充電設施，減少充電電流的長距離傳輸，降低線路損耗，提高充電效率。
以某地區(qū)為例，該地區(qū)智能配電網已經實現(xiàn)了對電動汽車充電站的實時監(jiān)控和智能調度。通過引入電動汽車有序充電策略，該地區(qū)成功實現(xiàn)了電動汽車充電需求與電網負荷的協(xié)調平衡。在電網負荷高峰期，智能配電網自動減少電動汽車的充電功率或延遲充電時間，避免了對電網的沖擊。同時，在電網負荷低谷期，智能配電網則鼓勵電動汽車進行充電，提高了電網的負荷率和設備利用率。
此外，該地區(qū)還引入了安科瑞充電樁收費運營云平臺，該平臺具備充電樁狀態(tài)監(jiān)控、充電費用結算、充電數(shù)據分析等功能。通過與智能配電網的協(xié)同工作，該平臺可以實現(xiàn)對電動汽車充電過程的全面監(jiān)控和優(yōu)化調度，進一步提高了電動汽車有序充電的效率和準確性。
6.1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)網技術對接入系統(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警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
6.2應用場所
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、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎設施設計。
6.3系統(tǒng)結構
系統(tǒng)分為四層：
1）即數(shù)據采集層、網絡傳輸層、數(shù)據層和客戶端層。
2）數(shù)據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標準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）網絡傳輸層：通過4G網絡將數(shù)據上傳至搭建好的數(shù)據庫服務器。
4）數(shù)據層：包含應用服務器和數(shù)據服務器，應用服務器部署數(shù)據采集服務、WEB網站，數(shù)據服務器部署實時數(shù)據庫、歷史數(shù)據庫、基礎數(shù)據庫。
5）應客戶端層：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、基礎數(shù)據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。
6.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
6.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、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，查看設備使用率，合理分配資源。
6.4.2實時監(jiān)控
實時監(jiān)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)、充電過程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。
6.4.3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、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。
6.4.4故障管理
設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。
6.4.5統(tǒng)計分析
通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設施、、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。
6.4.6基礎數(shù)據管理
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施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。
6.4.7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)設置，同時可接收故障推送
6.4.8充電小程序
面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，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。
6.5系統(tǒng)硬件配置
7.結論與展望
智能配電網背景下的電動汽車有序充電策略研究對于實現(xiàn)配電網與電動汽車的和諧發(fā)展具有極為重要的意義。通過深入理解智能配電網的概念和關鍵技術，分析電動汽車接入的影響，制定并實施有效的有序充電策略，并借助安科瑞充電樁收費運營云平臺等技術手段，可以有效解決電動汽車大規(guī)模接入帶來的問題，提高配電網的運行效率、可靠性和電能質量，促進電動汽車產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為構建清潔、有效、智能的電力能源系統(tǒng)奠定堅實基礎。未來，隨著技術的不斷進步和應用經驗的積累，電動汽車有序充電策略將不斷完善，在能源轉型和綠色發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用。
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