關(guān)于電動汽車充電設(shè)施規(guī)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(fā)展，充電設(shè)施的規(guī)劃和有序充電策略成為關(guān)鍵問題。本文分析了電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃的重要性、影響因素以及規(guī)劃原則，探討了有序充電策略的意義、實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)手段。通過對充電設(shè)施規(guī)劃和有序充電策略的研究，旨在提高充電設(shè)施的利用效率，緩解電網(wǎng)壓力，促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1. 滿足電動汽車用戶的充電需求
   合理規(guī)劃充電設(shè)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(shè)施，滿足其日常出行和長途旅行的充電需求。

2. 促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
   完善的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)可以增強(qiáng)消費(fèi)者對電動汽車的信心，推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

3. 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)
   電動汽車充電設(shè)施的規(guī)劃可以促進(jìn)可再生能源的利用，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴。

1. 電動汽車保有量及增長趨勢
   準(zhǔn)確預(yù)測電動汽車的保有量和增長趨勢是規(guī)劃充電設(shè)施的重要依據(jù)。不同地區(qū)的電動汽車發(fā)展速度和規(guī)模不同，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃。

2. 土地資源和城市規(guī)劃
   充電設(shè)施的建設(shè)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(guī)劃的要求。在規(guī)劃充電設(shè)施時，應(yīng)盡量選擇在交通便利、土地資源豐富的區(qū)域。

3. 電網(wǎng)容量和負(fù)荷特性
   充電設(shè)施的接入會對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的負(fù)荷影響，因此需要考慮電網(wǎng)的容量和負(fù)荷特性。在規(guī)劃充電設(shè)施時，應(yīng)合理分配充電負(fù)荷，避免對電網(wǎng)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(guī)劃充電設(shè)施至關(guān)重要。例如，用戶的出行習(xí)慣、充電時間偏好等因素都會影響充電設(shè)施的布局和類型選擇。

1. 適度超前原則
   充電設(shè)施的規(guī)劃應(yīng)具有一定的前瞻性，考慮到電動汽車未來的發(fā)展趨勢和需求，適當(dāng)超前建設(shè)充電設(shè)施。

2. 合理布局原則
   充電設(shè)施應(yīng)根據(jù)電動汽車的分布情況和用戶需求進(jìn)行合理布局，確保充電設(shè)施的覆蓋范圍和服務(wù)半徑滿足用戶需求。

3. 多元化原則
   充電設(shè)施的類型應(yīng)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(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展原則
   充電設(shè)施的規(guī)劃應(yīng)與電網(wǎng)的發(fā)展相協(xié)調(diào)，確保充電設(shè)施的接入不會對電網(wǎng)造成過大的壓力。

1. 緩解電網(wǎng)壓力
   電動汽車的大規(guī)模充電會對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的負(fù)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(wǎng)壓力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 提高充電設(shè)施利用效率
   有序充電可以避免充電設(shè)施的同時集中充電，提高充電設(shè)施的利用效率，減少充電設(shè)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(wǎng)負(fù)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(dǎo)
   通過制定不同時段的電價政策，引導(dǎo)電動汽車用戶在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段充電。例如，在夜間和凌晨時段實(shí)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(tǒng)
   利用智能充電管理系統(tǒng)對電動汽車的充電過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況和用戶需求，自動調(diào)整充電功率和時間。

3. 需求響應(yīng)機(jī)制
   建立需求響應(yīng)機(jī)制，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過高時，通過向電動汽車用戶發(fā)送信號，引導(dǎo)用戶減少充電功率或暫停充電，以緩解電網(wǎng)壓力。

1. 通信技術(shù)
   充電設(shè)施與電動汽車之間需要通過通信技術(shù)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)充電過程的監(jiān)控和管理。常用的通信技術(shù)包括藍(lán)牙、Wi-Fi、移動通信等。

2. 智能控制技術(shù)
   利用智能控制技術(shù)對充電功率和時間進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)有序充電。例如，采用功率調(diào)節(jié)技術(shù)、定時器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)充電功率的自動調(diào)整和定時充電。

3. 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)
   通過對電動汽車的充電數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)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(jù)。同時，大數(shù)據(jù)分析還可以用于預(yù)測電網(wǎng)負(fù)荷，優(yōu)化充電設(shè)施的布局和運(yùn)營管理。

四、安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)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(shí)時監(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。同時對充電機(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。

（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(fèi)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(shí)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(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(jìn)行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點(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)時監(jiān)控

實(shí)時監(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

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進(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(jìn)行派發(fā)處理，同時運(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。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(diǎn)、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(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)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(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對站點(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

作者介紹：

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。