浅聊光伏直流智能充电桩有序充电策略与应用效果

张继冬

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801

摘要： 随着电动汽车的快速发展，对充电桩的需求日益增长。光伏直流智能充电桩结合了光伏发电技术与直流充电技术，具有高效、环保等优势。本文深入探讨了光伏直流智能充电桩的有序充电策略，并分析了其应用效果，为推动电动汽车充电基础设施的可持续发展提供参考。

1. 高效节能：利用太阳能发电，减少对传统电网的依赖，降低能源消耗。

2. 快速充电：直流充电技术可以实现快速充电，缩短电动汽车的充电时间。

3. 智能控制：具备智能充电控制功能，可以根据电动汽车的需求和电网的负荷情况进行有序充电。

4. 环保可持续：使用清洁能源，减少碳排放，对环境友好。

1. 分时充电：根据不同时间段的电价和电网负荷情况，制定不同的充电价格，引导用户在低谷时段充电，高峰时段减少充电或停止充电。例如，在夜间电价较低时，鼓励用户进行充电，而在白天电价较高且电网负荷较大时，限制充电功率或暂停充电。

2. 预约充电：用户可以通过手机 APP 等方式提前预约充电时间，充电桩根据预约信息进行有序充电安排。这样可以避免用户在高峰时段集中充电，减轻电网负担。

1. 功率限制：根据电网的负荷情况，对充电桩的输出功率进行限制。当电网负荷较大时，降低充电桩的输出功率，以减少对电网的冲击；当电网负荷较小时，提高充电桩的输出功率，加快充电速度。

2. 功率分配：对于多个充电桩同时工作的情况，可以采用功率分配策略，根据充电桩的优先级和电动汽车的需求，合理分配充电功率。例如，优先为急需充电的电动汽车分配较高的功率，而对于电量较充足的电动汽车则分配较低的功率。

1. 需求响应信号：电网运营商可以向充电桩发送需求响应信号，通知充电桩调整充电功率或暂停充电。充电桩根据需求响应信号进行相应的操作，以配合电网的调度和运行。

2. 激励机制：为了鼓励用户参与需求响应，可以建立激励机制，对响应需求的用户给予一定的经济补偿或优惠政策。例如，对在高峰时段减少充电或暂停充电的用户给予电费折扣或积分奖励。

1. 负荷平衡：通过有序充电策略，可以实现电动汽车充电负荷的合理分布，避免高峰时段充电负荷集中对电网造成的冲击，有助于电网的负荷平衡。

2. 电压稳定：合理控制充电桩的输出功率，可以减少充电过程中对电网电压的影响，提高电网的电压稳定性。

3. 可靠性提高：有序充电可以降低电网故障的风险，提高电网的可靠性和供电质量。

1. 充电成本降低：分时充电和预约充电等策略可以让用户在电价较低的时段进行充电，降低充电成本。

2. 充电便利性提高：智能充电控制功能可以为用户提供更加便捷的充电服务，例如通过手机 APP 实时查看充电状态、预约充电时间等。

3. 环保意识增强：使用光伏直流智能充电桩可以让用户更加直观地感受到清洁能源的利用，增强用户的环保意识。

1. 减少碳排放：利用太阳能发电为电动汽车充电，可以减少传统能源的消耗，降低碳排放，对环境保护起到积极的作用。

2. 促进可再生能源发展：光伏直流智能充电桩的推广应用可以促进太阳能等可再生能源的开发和利用，推动能源转型和可持续发展。

五、安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

（二）应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

（三）系统结构

系统分为四层：

（1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

（2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

（3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

（4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

（5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

（四）安科瑞充电桩云平台系统功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

2.实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

3.交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

4.故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

5.统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

6.基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

7.运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

8.充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

（五）系统硬件配置

光伏直流智能充电桩作为一种新型的电动汽车充电设施，具有高效、节能、环保等优势。通过合理的有序充电策略，可以实现电动汽车充电负荷的优化管理，降低对电网的影响，提高用户的充电便利性和成本效益，同时对环境保护也起到积极的作用。然而，目前光伏直流智能充电桩的推广应用还面临着一些挑战，如成本较高、技术标准不统一、政策支持力度不足等。未来需要进一步加强技术研发和创新，完善相关政策和标准，加大推广应用力度，推动光伏直流智能充电桩的可持续发展，为电动汽车产业的繁荣和能源转型做出更大的贡献。

参考文献

[1]丁屹峰，曾爽，张宝群，王立永，刘畅，付智，张吉.光伏-直流智能充电桩有序充电策略与应用效果.

[2]詹天津,谢玉荣.国内分布式光伏发展形势分析及思考[J].华电技术,2021,43(12):60–65.ZHANTianjin,XIEYurong.DevelopmentstatusanalysisandconsiderationondomesticdistributedPVenergy[J].HuadianTechnology,2021,43(12):60–65.

[3]中国汽车工程学会.节能与新能源汽车技术路线图2.0[R].上海:中国汽车工程学会,2020.

[4]BIRNIED.Solar-to-vehicle(s2v)systemsforpoweringcommutersofthefuture[J].JournalofPowerSources,2009,186(2):539–542.[5]安科瑞企业微电网应用手册2020.06版.

作者简介

张继冬，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。