关于电动汽车充电设施规划及有序充电策略研究

 

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，充电设施的规划和有序充电策略成为关键问题。本文分析了电动汽车充电设施规划的重要性、影响因素以及规划原则，探讨了有序充电策略的意义、实现方法和技术手段。通过对充电设施规划和有序充电策略的研究，旨在提高充电设施的利用效率，缓解电网压力，促进电动汽车产业的可持续发展。

1. 满足电动汽车用户的充电需求
   合理规划充电设施可以确保电动汽车用户在不同场景下都能够方便地找到充电设施，满足其日常出行和长途旅行的充电需求。

2. 促进电动汽车产业的发展
   完善的充电设施网络可以增强消费者对电动汽车的信心，推动电动汽车产业的快速发展。

3. 优化能源结构
   电动汽车充电设施的规划可以促进可再生能源的利用，优化能源结构，减少对传统化石能源的依赖。

1. 电动汽车保有量及增长趋势
   准确预测电动汽车的保有量和增长趋势是规划充电设施的重要依据。不同地区的电动汽车发展速度和规模不同，需要根据实际情况进行规划。

2. 土地资源和城市规划
   充电设施的建设需要占用一定的土地资源，因此需要考虑土地资源的可用性和城市规划的要求。在规划充电设施时，应尽量选择在交通便利、土地资源丰富的区域。

3. 电网容量和负荷特性
   充电设施的接入会对电网产生一定的负荷影响，因此需要考虑电网的容量和负荷特性。在规划充电设施时，应合理分配充电负荷，避免对电网造成过大的压力。

4. 用户行为和需求
   了解电动汽车用户的行为和需求对于规划充电设施至关重要。例如，用户的出行习惯、充电时间偏好等因素都会影响充电设施的布局和类型选择。

1. 适度超前原则
   充电设施的规划应具有一定的前瞻性，考虑到电动汽车未来的发展趋势和需求，适当超前建设充电设施。

2. 合理布局原则
   充电设施应根据电动汽车的分布情况和用户需求进行合理布局，确保充电设施的覆盖范围和服务半径满足用户需求。

3. 多元化原则
   充电设施的类型应多元化，包括快充、慢充、换电站等，以满足不同用户的需求。

4. 与电网协调发展原则
   充电设施的规划应与电网的发展相协调，确保充电设施的接入不会对电网造成过大的压力。

1. 缓解电网压力
   电动汽车的大规模充电会对电网产生较大的负荷冲击，有序充电可以通过合理安排充电时间和功率，缓解电网压力，提高电网的稳定性和可靠性。

2. 提高充电设施利用效率
   有序充电可以避免充电设施的同时集中充电，提高充电设施的利用效率，减少充电设施的闲置时间。

3. 降低用户充电成本
   通过有序充电，用户可以选择在电网负荷低谷时段充电，享受较低的电价，降低充电成本。

1. 分时电价引导
   通过制定不同时段的电价政策，引导电动汽车用户在电网负荷低谷时段充电。例如，在夜间和凌晨时段实行较低的电价，鼓励用户在这些时段充电。

2. 智能充电管理系统
   利用智能充电管理系统对电动汽车的充电过程进行监控和管理，根据电网负荷情况和用户需求，自动调整充电功率和时间。

3. 需求响应机制
   建立需求响应机制，当电网负荷过高时，通过向电动汽车用户发送信号，引导用户减少充电功率或暂停充电，以缓解电网压力。

1. 通信技术
   充电设施与电动汽车之间需要通过通信技术进行信息交互，实现充电过程的监控和管理。常用的通信技术包括蓝牙、Wi-Fi、移动通信等。

2. 智能控制技术
   利用智能控制技术对充电功率和时间进行精确控制，实现有序充电。例如，采用功率调节技术、定时器等设备，实现充电功率的自动调整和定时充电。

3. 大数据分析技术
   通过对电动汽车的充电数据进行大数据分析，了解用户的充电行为和需求，为制定有序充电策略提供依据。同时，大数据分析还可以用于预测电网负荷，优化充电设施的布局和运营管理。

四、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

 

作者介绍：

张继冬，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。