1. 引言

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，電動(dòng)汽車(chē)作為清潔能源交通工具的代表，正逐步成為未來(lái)交通發(fā)展的重要方向。然而，電動(dòng)汽車(chē)的普及也伴隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一系列挑戰(zhàn)，包括用戶充電體驗(yàn)不佳、充電樁利用率低、電網(wǎng)負(fù)荷壓力增大等問(wèn)題。特別是在車(chē)多樁少的情況下，無(wú)序充電不僅加劇了充電難的問(wèn)題，還可能對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，研究并實(shí)施電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略，對(duì)于提升充電設(shè)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(biāo)

有序充電策略，是指在電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中，通過(guò)智能調(diào)度和優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)充電時(shí)間、充電功率與電網(wǎng)負(fù)荷的協(xié)調(diào)匹配，以達(dá)到提高充電效率、降低充電成本、減輕電網(wǎng)負(fù)荷壓力的目的。具體而言，該策略旨在：

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

• 降低充電成本：利用峰谷電價(jià)差異，引導(dǎo)車(chē)輛在電價(jià)低谷時(shí)段進(jìn)行充電，從而降低用戶的充電費(fèi)用。

• 平衡電網(wǎng)負(fù)荷：通過(guò)控制充電功率和充電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的削峰填谷，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 有序充電方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出以下有序充電方案設(shè)計(jì)：

3.1 電動(dòng)汽車(chē)排隊(duì)有序充電

在充電樁資源有限的情況下，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)排隊(duì)有序充電：

• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電樁狀態(tài)、車(chē)輛接入情況及剩余充電時(shí)間等信息。

• 智能排序算法：根據(jù)車(chē)輛剩余電量（SOC）、預(yù)計(jì)充電時(shí)間等因素，采用智能排序算法為等待車(chē)輛分配充電順序。

• 動(dòng)態(tài)調(diào)整策略：在充電過(guò)程中，根據(jù)新接入車(chē)輛的情況和電網(wǎng)負(fù)荷變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電順序和功率分配。

3.2 基于峰谷電價(jià)的充電時(shí)間優(yōu)化

• 電價(jià)時(shí)段劃分：根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電價(jià)政策，將充電時(shí)間劃分為平、谷、峰三個(gè)時(shí)段。

• 充電時(shí)間規(guī)劃：通過(guò)智能算法預(yù)測(cè)車(chē)輛未來(lái)充電需求，并結(jié)合電價(jià)時(shí)段信息，為車(chē)輛規(guī)劃合理充電時(shí)間窗口。

• 用戶引導(dǎo)與通知：通過(guò)APP或短信等方式，提前通知用戶最佳充電時(shí)段，引導(dǎo)用戶合理安排充電計(jì)劃。

3.3 電網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷

• 充電功率調(diào)控：根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)荷情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電樁的充電功率，實(shí)現(xiàn)削峰填谷。

• 負(fù)荷預(yù)測(cè)與調(diào)度：利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，并據(jù)此制定充電調(diào)度計(jì)劃。

• 智能響應(yīng)機(jī)制：在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段，自動(dòng)降低充電樁功率或暫停部分充電任務(wù)，以減輕電網(wǎng)壓力。

4、專(zhuān)用充電站有序充電策略

目前專(zhuān)用集中式充電站大多用于電動(dòng)公交大巴充電，文章以規(guī)模30臺(tái)60kW直流樁服務(wù)100輛電動(dòng)公交車(chē)的充電站為設(shè)計(jì)對(duì)象。為提高充電樁使用效率，減少車(chē)輛排隊(duì)時(shí)間，文章分析了30多個(gè)充電數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)充電過(guò)程數(shù)據(jù)變化分析，充電站內(nèi)車(chē)輛運(yùn)行模式一般是白天使用晚上充電，充電集中在谷電價(jià)時(shí)段，但因特殊情況需要白天峰或平電價(jià)時(shí)段充電時(shí)，為了降低充電成本，同時(shí)不影響 車(chē)輛運(yùn)營(yíng)，采取設(shè)定車(chē)輛中止充電的 SOC 上限值的充電策略，峰和平電價(jià)時(shí)段車(chē)輛 SOC 分別達(dá)到 80% 和90% 時(shí)結(jié)束充電，谷時(shí)段不設(shè)定 SOC 上限值。另一方面，在車(chē)多樁少，車(chē)輛排隊(duì)等候的情況，為了提高充電樁使用效率，增加充電站運(yùn)營(yíng)效益，也設(shè)定了車(chē)輛 SOC 充電上限，文章對(duì)充電排隊(duì)的定義是因急需用車(chē)而排隊(duì)充電，對(duì)于晚上谷時(shí)段沒(méi)有使用需求排隊(duì)依次充電不屬于文章定義的排隊(duì)充電的范疇。

4.1峰平時(shí)段與排隊(duì)有序充電策略設(shè)計(jì)

(2)充電服務(wù)平臺(tái)將不同電價(jià)時(shí)段和排序充電的 充電中止SOC策略以及當(dāng)前排隊(duì)車(chē)輛數(shù)下發(fā)給每個(gè)充電樁，充電樁根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算充電中止SOC值，當(dāng)車(chē)輛SOC達(dá)到固定值時(shí)停止充電。

5、公用充電站有序充電策略

與專(zhuān)用充電站相比，公用充電樁除了對(duì)本站專(zhuān)用車(chē)輛服務(wù)外，還對(duì)外開(kāi)放，允許所有社會(huì)車(chē)輛充電，這樣不但提高了充電樁使用率，還可以為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)額外的收益。針對(duì)站內(nèi)專(zhuān)用車(chē)輛和社會(huì)充電車(chē)輛，文章 設(shè)計(jì)有序充電策略是充電優(yōu)先級(jí)專(zhuān)用車(chē)輛高于社會(huì)車(chē)輛，社會(huì)車(chē)輛之間則按先到優(yōu)先級(jí)高的原則。

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

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的汽車(chē)充電站、電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電樁進(jìn)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，資源管理、電能管理、明細(xì)查詢等，同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣低各類(lèi)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(guò)微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

5.2應(yīng)用場(chǎng)合

適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類(lèi)企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學(xué)校、園區(qū)等公建、公共停車(chē)場(chǎng)、公路充電站、公交樞紐、購(gòu)物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)、高速服務(wù)區(qū)、公寓寫(xiě)字樓等場(chǎng)合。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類(lèi)傳感器，包括多功能電力儀表、汽車(chē)充電樁、電瓶車(chē)充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)   網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電站配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過(guò)程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

5.4平臺(tái)功能描述

5.4.1充電服務(wù)

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

5.4.2首頁(yè)總覽

總覽當(dāng)日、當(dāng)月開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，累計(jì)的開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

5.4.3交易結(jié)算

充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)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(rèn)、故障分析等管理項(xiàng)，為用戶管理故障和查詢提供方便。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析支持運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)分析、收益統(tǒng)計(jì)，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)。

5.4.6運(yùn)營(yíng)報(bào)告

按用戶規(guī)定周期分析汽車(chē)、電瓶車(chē)充電站、樁運(yùn)行、交易、充值、充電及報(bào)警、故障情況，形成分析報(bào)告。

5.4.7APP、小程序移動(dòng)端支持

通過(guò)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(xì)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(jìn)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(yùn)行監(jiān)測(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略是解決當(dāng)前充電難題、提升充電設(shè)施效率、降低充電成本、保障電網(wǎng)安全的有效途徑。通過(guò)實(shí)施該策略，不僅可以改善用戶充電體驗(yàn)，提高充電樁利用率，還能有效減輕電網(wǎng)負(fù)荷壓力，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的持續(xù)支持，有序充電策略將在電動(dòng)汽車(chē)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(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yàn)和服務(wù)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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