關(guān)于新能源電動汽車有序充電的對策

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘 要：隨著我國能源戰(zhàn)略發(fā)展以及低碳行動的實施，電動汽車已逐步廣泛應(yīng)用，而電動汽車的應(yīng)用非常符合當(dāng)今社會對環(huán)保意識的要求，以及有效節(jié)省化石燃料的消耗。由于其沒有污染排放的優(yōu)點以及政府部門的關(guān)注，電動汽車將成為以后出行的重要交通工具。由于大批的電車作為負(fù)荷隨機接到電網(wǎng)中進(jìn)行充電，務(wù)必會給輸配電網(wǎng)絡(luò)造成不小的沖擊，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟效益和電力品質(zhì)，有時甚至影響其穩(wěn)定平穩(wěn)的運行。本文主要從電動汽車無序充電對電網(wǎng)的影響入手，分析目前有序充電調(diào)度對策的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：新能源；電動汽車；充電樁；有序充電；分時共享；電網(wǎng)，剩余電流動作保護(hù)器；變壓器負(fù)載率；輸電網(wǎng)絡(luò)

1 電動汽車無序充電對電網(wǎng)的影響

影響電動汽車充電的因素。電動汽車不同于其他負(fù)荷，其具有隨機性，因此需要充分考慮影響其變化的因素，并建立理想的負(fù)荷概率模型，才可以更真實的模擬電動汽車無序充電并研究其對電網(wǎng)造成的影響。因此目前研究電動汽車充電對電網(wǎng)影響通常選取不同的隨機變量通過蒙特卡洛仿真方法進(jìn)行建模，得出電動汽車充電功率負(fù)荷概率模型，進(jìn)而與原負(fù)荷曲線進(jìn)行疊加比較，分析其對電網(wǎng)造成的影響。還可以通過對配電系統(tǒng)進(jìn)行潮流計算，通過接入建模得出的電動汽車負(fù)荷分析不同情況下電動汽車充電對電力系統(tǒng)電壓及網(wǎng)絡(luò)損耗的仿真結(jié)果，說明電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響。通常選取IEEE33標(biāo)準(zhǔn)配電系統(tǒng)作為研究對象，如圖1所示。

圖1 IEEE33節(jié)點配電網(wǎng)系統(tǒng)

2.1 有序充電研究過程考慮的目標(biāo)函數(shù)

在對目前有關(guān)電動汽車有序研究的文獻(xiàn)結(jié)發(fā)現(xiàn)，主要通過幾個方面來對充電的目標(biāo)進(jìn)行控制，這幾個方面也是從用戶個人角度以及電網(wǎng)角度進(jìn)行考慮。

（1）電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差較小化

（2）負(fù)荷曲線方差較小目標(biāo)函數(shù)為保持時段的負(fù)荷數(shù)減去日平均負(fù)荷之后的平方較小化。

（3）用戶充電費用較小

（4）充電曲線峰值較小

（5）電動汽車的充電完成時間較小

（6）充電站的運營經(jīng)濟效益較大化

2.2 有序充電研究過程考慮的約束條件

2.2.1 電動汽車的充電量

電動汽車充電后的電量應(yīng)大于等于起始電量。

2.2.2 用戶充電時間

2.2.3 充電過程的費用較小

2.2.4 地區(qū)基本負(fù)荷保持一定

2.2.5 配電網(wǎng)負(fù)荷上限

2.2.6 線路熱負(fù)荷約束

2.2.7 區(qū)域內(nèi)充電樁數(shù)量約束

考慮到轄區(qū)范圍內(nèi)的充電樁量限制，如果單位范圍內(nèi)電動汽車充電量過大，將會產(chǎn)生等待充電的時段過長現(xiàn)象，嚴(yán)重影響用戶正常使用，因此需要考慮充電樁數(shù)量。

3 充電樁收費運營云平臺

3.1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(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。同時對充電機過溫保護(hù)、漏電、充電機輸入/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。

3.2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(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3.1系統(tǒng)分為四層：

數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

3.4充電樁云平臺系統(tǒng)功能

3.4.1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)等進(jìn)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。

3.4.2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)等。

3.4.3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。

3.4.4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(jìn)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。

3.4.5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。

3.4.6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(hù)充電設(shè)施信息、價格策略、凍結(jié)和解綁等。

3.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進(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

3.4.8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。

3.5系統(tǒng)硬件配置

4 結(jié)語

由于政府對電車行業(yè)的支持，電車的生產(chǎn)規(guī)模會伴隨時代的進(jìn)展而日益擴大，如此龐大的聚集性負(fù)荷接入電網(wǎng)勢必給電網(wǎng)帶來消極的影響，因此未來對于研究電動汽車有序充電優(yōu)化策略是一個常態(tài)化的熱點。對于電動汽車作為*負(fù)荷的合理有序控制會給電網(wǎng)和用戶帶來經(jīng)濟性的收益。電動汽車會給生態(tài)環(huán)境帶來較小污染的排放，滿足當(dāng)前追求綠色的能源發(fā)展戰(zhàn)略；對于電力公司來說，通過對充電順序、時間，電價等合理的電動汽車充電調(diào)度可以使電網(wǎng)運行更經(jīng)濟可靠。未來對于這方面的研究還應(yīng)關(guān)注以下幾個問題：

（1）多關(guān)注用戶對于優(yōu)化充電調(diào)度的滿意度，完善經(jīng)濟激勵制度，使電動汽車用戶自愿配合調(diào)度。

（2）簡化充電制度，將用戶充電這一行為與智能手機匹配，使用戶通過手機關(guān)注并管理充電狀態(tài)；

（3）主要關(guān)注交通情況和充電樁占用情況，結(jié)合當(dāng)?shù)仉妰r和用戶個人需求以及當(dāng)時的交通情況綜合向用戶較優(yōu)充電路徑和充電持續(xù)時間，通過用戶個人實際情況自行抉擇。