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有序充電策略控制系統(tǒng)在新能源充電站中的應(yīng)用

jf_40262094 ? 來源:jf_40262094 ? 作者:jf_40262094 ? 2025-03-26 16:38 ? 次閱讀

簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

技術(shù)支持18701998775

摘要:隨著新能源汽車的普及,充電站的負荷管理成為影響電網(wǎng)穩(wěn)定性和充電效率的關(guān)鍵問題。基于AcrelCloud9000充電樁方案,本研究探討了有序充電策略的必要性、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用場景。系統(tǒng)采用云端管理和智能調(diào)度策略,結(jié)合變壓器負荷監(jiān)測、充電樁遠程控制及分時電價機制,實現(xiàn)充電功率動態(tài)調(diào)整,優(yōu)化電力資源配置,提高充電站的運行效率和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞:有序充電、智能調(diào)度、變壓器負荷監(jiān)測、云平臺管理

01引言

近年來,新能源汽車的增長對充電基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。然而,無序充電可能導(dǎo)致局部電網(wǎng)過載、變壓器超負荷運行,甚至引發(fā)電力故障。因此,有序充電策略應(yīng)運而生,它通過智能調(diào)度和實時監(jiān)測,實現(xiàn)充電資源的合理分配,減少電網(wǎng)壓力,提升用戶體驗。

本研究基于AcrelCloud9000充電樁云平臺,分析有序充電策略的技術(shù)實現(xiàn)及實際應(yīng)用,探索優(yōu)化充電站運行管理的新思路。

02無序充電的危害

新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展對充電基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。然而,充電站的運營管理仍面臨諸多問題:

2.1電網(wǎng)負荷過載,影響供電穩(wěn)定性

充電負荷具有明顯的高峰特性,特別是在上下班時間、大型商業(yè)中心等區(qū)域,大量電動汽車同時充電會導(dǎo)致電網(wǎng)負荷急劇上升。

如果充電負荷超過變壓器或配電設(shè)備的承載能力,可能會引發(fā)跳閘、設(shè)備損壞,甚至影響周邊居民和企業(yè)的正常用電。

2.2變壓器超載,加速設(shè)備老化

變壓器長時間處于高負荷甚至超負荷運行,會導(dǎo)致設(shè)備溫度升高,加速絕緣材料老化,縮短設(shè)備壽命,增加維護成本。

在極端情況下,變壓器可能因過熱而發(fā)生故障甚至損壞,造成充電站長時間停運。

2.3 供電質(zhì)量下降,影響其他用戶

用電大功率無序充電可能引起局部電壓波動或電壓驟降,影響周邊用戶的正常用電,甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞。

由于電動汽車充電時會產(chǎn)生諧波,無序充電可能加劇電網(wǎng)諧波污染,影響敏感電子設(shè)備的正常運行,如醫(yī)院儀器、通信設(shè)備等。

2.4 運營效率低下,充電成本增加

由于沒有統(tǒng)一調(diào)度,部分用戶可能會遇到充電樁被占用的情況,導(dǎo)致排隊等待時間延長,降低充電站的運營效率。

高峰期大量無序充電可能導(dǎo)致電價上升,而無智能調(diào)度的充電站無法引導(dǎo)用戶錯峰充電,最終增加用戶充電成本,也增加了充電站的電費支出。

2.5 影響新能源消納,降低清潔能源利用率

在新能源充足的時段(如中午光伏發(fā)電高峰),如果電動汽車沒有合理調(diào)度利用這些清潔能源,而是在晚上用煤電充電,會降低新能源利用率,影響碳減排目標的實現(xiàn)。

無序充電可能導(dǎo)致局部地區(qū)出現(xiàn)短時高峰負荷,迫使電網(wǎng)增加備用火電機組運行,進一步加大碳排放。

2.6 充電樁利用率低,投資回報周期長

在無序充電模式下,部分充電樁可能會長時間被個別用戶占用(如車主將車停放但不及時移走),導(dǎo)致其他用戶無法使用,影響整體利用率。

運營商難以根據(jù)負荷情況優(yōu)化充電樁布局,導(dǎo)致部分樁空置,部分樁過載,影響投資回報。

2.7 可能引發(fā)安全事故電纜過載發(fā)熱:

如果多個充電樁同時高功率運行,可能導(dǎo)致電纜溫度升高,甚至引發(fā)火災(zāi)。

充電設(shè)備損壞:高峰負荷過大可能導(dǎo)致充電樁過熱、元器件老化、損壞,甚至出現(xiàn)安全事故。

電池安全風險:無序充電可能導(dǎo)致部分車輛電池長時間處于高溫或高壓狀態(tài),增加電池衰減速度和起火風險。

無序充電不僅影響電網(wǎng)安全,還會增加充電成本、降低設(shè)備壽命、引發(fā)安全隱患。因此,實施有序充電策略,通過智能調(diào)度、分時電價、負荷監(jiān)測等手段優(yōu)化充電管理,是解決這些問題的關(guān)鍵。

03有序充電策略控制系統(tǒng)

電動汽車現(xiàn)已成為最廣泛使用的綠色能源交通工具,使用電能可轉(zhuǎn)化為驅(qū)動動力,節(jié)能環(huán)保。AcrelCloud-9000充電樁收費云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警;用戶通過微信小程序掃描二維碼,進行支付后,系統(tǒng)發(fā)起充電請求,控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。充電樁可選配WIFI/4G/以太網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng),配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù),基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議,與云端進行直連。

04安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

4.1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(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,實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài),進行充電服務(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(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。

4.2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(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

wKgZO2fjvQuAI_juAABpx0jmBzU905.jpg技術(shù)支持18701998775

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(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,同時為運維人員提供運維APP,充電用戶提供充電小程序。

4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況,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(shè)備使用率,合理分配資源。

wKgZO2fjvQyAevG6AAkCtM3gnuA776.png

4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)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。

wKgZO2fjvQ2AMOv2AANTzL5D_N0262.png

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(jié)、注銷等操作,可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

wKgZPGfjvQ6AXiG9AAJ6sNZHWws508.png

4.4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(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

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4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺,從充電站點、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。

wKgZPGfjvQ-AfPR1AAKqHcrA-sI848.png

4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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(shè)施,維護充電設(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。

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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(shè)置,同時可接收故障推送

wKgZO2fjvRGAFxwvAAByXWS2oQk928.jpgwKgZPGfjvRGAJTuXAABTgK37KIY468.jpg

4.8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。

wKgZO2fjvRKALRVtAACCJ9OaLpo733.jpgwKgZPGfjvROAJceRAABNfT4iM7A744.jpg

5系統(tǒng)硬件配置

wKgZO2fjvRSAMzZSAAFh2Njqdeo880.pngwKgZPGfjvRSAHZ5RAAFB5XV0T8w881.pngwKgZO2fjvRWAF69sAAGykh_VTT0348.pngwKgZPGfjvRaAA-s9AAFGuU0DpAc256.pngwKgZPGfjvRaAF82yAAGcvVgkpKM135.png



05應(yīng)用場景

5.1城市公共充電站通過有序充電策略,在高峰時段限制部分充電功率,確保整體電網(wǎng)負荷穩(wěn)定。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化充電站的布點規(guī)劃,提高資源利用率。

5.2商業(yè)綜合體及辦公園區(qū)采用預(yù)約充電+分時電價模式,引導(dǎo)用戶在非高峰時段充電,緩解局部電網(wǎng)壓力。結(jié)合光伏發(fā)電+儲能系統(tǒng),實現(xiàn)新能源消納,提高經(jīng)濟效益。

5.3高速公路服務(wù)區(qū)通過智能排隊管理系統(tǒng),減少排隊等待時間,提高充電效率。結(jié)合遠程監(jiān)控和告警系統(tǒng),確保充電設(shè)備的穩(wěn)定運行,減少運維成本。

06結(jié)語

有序充電是提高充電站運營效率、保障電網(wǎng)穩(wěn)定的重要策略。AcrelCloud9000充電樁云平臺通過變壓器負荷監(jiān)測、智能調(diào)度、遠程控制等技術(shù),實現(xiàn)了充電站的管理。未來,隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大數(shù)據(jù)分析,有序充電將進一步優(yōu)化,為新能源汽車的發(fā)展提供更加智能有效的充電解決方案。


審核編輯 黃宇

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