關于電動汽車充電設施規劃及有序充電策略研究

 

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展，充電設施的規劃和有序充電策略成為關鍵問題。本文分析了電動汽車充電設施規劃的重要性、影響因素以及規劃原則，探討了有序充電策略的意義、實現方法和技術手段。通過對充電設施規劃和有序充電策略的研究，旨在提高充電設施的利用效率，緩解電網壓力，促進電動汽車產業的可持續發展。

1. 滿足電動汽車用戶的充電需求
   合理規劃充電設施可以確保電動汽車用戶在不同場景下都能夠方便地找到充電設施，滿足其日常出行和長途旅行的充電需求。

2. 促進電動汽車產業的發展
   完善的充電設施網絡可以增強消費者對電動汽車的信心，推動電動汽車產業的快速發展。

3. 優化能源結構
   電動汽車充電設施的規劃可以促進可再生能源的利用，優化能源結構，減少對傳統化石能源的依賴。

1. 電動汽車保有量及增長趨勢
   準確預測電動汽車的保有量和增長趨勢是規劃充電設施的重要依據。不同地區的電動汽車發展速度和規模不同，需要根據實際情況進行規劃。

2. 土地資源和城市規劃
   充電設施的建設需要占用一定的土地資源，因此需要考慮土地資源的可用性和城市規劃的要求。在規劃充電設施時，應盡量選擇在交通便利、土地資源豐富的區域。

3. 電網容量和負荷特性
   充電設施的接入會對電網產生一定的負荷影響，因此需要考慮電網的容量和負荷特性。在規劃充電設施時，應合理分配充電負荷，避免對電網造成過大的壓力。

4. 用戶行為和需求
   了解電動汽車用戶的行為和需求對于規劃充電設施至關重要。例如，用戶的出行習慣、充電時間偏好等因素都會影響充電設施的布局和類型選擇。

1. 適度超前原則
   充電設施的規劃應具有一定的前瞻性，考慮到電動汽車未來的發展趨勢和需求，適當超前建設充電設施。

2. 合理布局原則
   充電設施應根據電動汽車的分布情況和用戶需求進行合理布局，確保充電設施的覆蓋范圍和服務半徑滿足用戶需求。

3. 多元化原則
   充電設施的類型應多元化，包括快充、慢充、換電站等，以滿足不同用戶的需求。

4. 與電網協調發展原則
   充電設施的規劃應與電網的發展相協調，確保充電設施的接入不會對電網造成過大的壓力。

1. 緩解電網壓力
   電動汽車的大規模充電會對電網產生較大的負荷沖擊，有序充電可以通過合理安排充電時間和功率，緩解電網壓力，提高電網的穩定性和可靠性。

2. 提高充電設施利用效率
   有序充電可以避免充電設施的同時集中充電，提高充電設施的利用效率，減少充電設施的閑置時間。

3. 降低用戶充電成本
   通過有序充電，用戶可以選擇在電網負荷低谷時段充電，享受較低的電價，降低充電成本。

1. 分時電價引導
   通過制定不同時段的電價政策，引導電動汽車用戶在電網負荷低谷時段充電。例如，在夜間和凌晨時段實行較低的電價，鼓勵用戶在這些時段充電。

2. 智能充電管理系統
   利用智能充電管理系統對電動汽車的充電過程進行監控和管理，根據電網負荷情況和用戶需求，自動調整充電功率和時間。

3. 需求響應機制
   建立需求響應機制，當電網負荷過高時，通過向電動汽車用戶發送信號，引導用戶減少充電功率或暫停充電，以緩解電網壓力。

1. 通信技術
   充電設施與電動汽車之間需要通過通信技術進行信息交互，實現充電過程的監控和管理。常用的通信技術包括藍牙、Wi-Fi、移動通信等。

2. 智能控制技術
   利用智能控制技術對充電功率和時間進行精確控制，實現有序充電。例如，采用功率調節技術、定時器等設備，實現充電功率的自動調整和定時充電。

3. 大數據分析技術
   通過對電動汽車的充電數據進行大數據分析，了解用戶的充電行為和需求，為制定有序充電策略提供依據。同時，大數據分析還可以用于預測電網負荷，優化充電設施的布局和運營管理。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，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等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

（二）應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

（三）系統結構

系統分為四層：

（1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

（2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

（3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

（4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

（5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

 

2.實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

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場問題。

5.統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

6.基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，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、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

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，進行遠程參數設置，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）系統硬件配置

 

作者介紹：

張繼冬，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。