安科瑞 崔麗潔

　　一、引言

　　在當今時代，傳統燃油汽車所帶來的環境污染與能源危機問題日益嚴峻，電動汽車因其低排放特性成為全球汽車產業轉型升級的核心方向。然而，隨著電動汽車保有量呈指數級增長，其無序充電行為給電力系統帶來了一系列嚴峻挑戰。例如，在用電高峰期，大量電動汽車集中充電會導致電網負荷急劇攀升，進一步加劇峰谷差，降低電網設備的運行效率與使用壽命；同時，可能引發電壓波動、諧波污染等電能質量問題，嚴重影響電力系統的安全穩定運行以及其他電力用戶的正常用電。車聯網技術的蓬勃發展為解決這些問題開辟了新的途徑，它借助通信技術與信息處理手段，構建起電動汽車、充電設施、電網以及用戶之間的緊密信息交互網絡，從而為實現電動汽車群的有序充電提供了可能，這對于推動電動汽車產業的可持續發展以及構建智能、有效、綠色的能源體系具有關鍵的戰略意義。

　　二、車聯網環境下電動汽車群有序充電的意義

　　2.1削峰填谷

　　在電力系統的運行過程中，負荷的峰谷差一直是影響系統運行效率與經濟性的重要因素。電動汽車群的無序充電往往會與居民用電、工業用電等常規用電負荷疊加，使得電網在特定時段承受巨大的負荷壓力。而有序充電策略則能夠充分利用車聯網所提供的信息優勢，準確掌握每輛電動汽車的充電需求與可調度時間窗口。通過制定靈活的充電計劃，引導電動汽車在電網負荷低谷期進行充電，例如深夜時段，此時電力供應相對充裕且電價較低。在負荷高峰期，如傍晚居民用電高峰時段，則適當控制或減少電動汽車的充電功率，甚至暫停部分非緊急充電需求的電動汽車充電。這樣一來，能夠有效平滑電網的負荷曲線，顯著降低峰谷差，提高電網設備的利用率，減少為滿足尖峰負荷而額外建設的發電與輸電設施投資，從而大幅降低電網的整體運行成本，實現電力資源的優化配置與有效利用。

　　2.2提升電能質量

　　電能質量是衡量電力系統運行穩定性與可靠性的重要指標。當大量電動汽車同時接入電網進行充電時，由于充電設備的非線性特性以及充電電流的隨機性，易引發一系列電能質量問題。例如，充電過程中的諧波電流注入電網，會導致電壓波形畸變，影響其他電力設備的正常運行，降低其使用壽命；瞬間的大功率充電需求可能引起電壓波動與閃變，對敏感電力設備造成損害，甚至影響到周邊居民的正常用電體驗。而車聯網環境下的有序充電策略能夠通過智能調度與控制，對電動汽車群的充電過程進行精細化管理。根據電網的實時電壓、電流等電能質量參數以及各區域的負荷分布情況，合理分配充電功率與時間，避免大規模集中充電所帶來的沖擊性負荷。同時，采用諧波技術與無功補償策略，對充電設備進行優化控制，有效減少諧波電流的產生與注入，維持電網電壓的穩定，從而多面提升電能質量，保障電力系統的安全穩定運行以及其他電力用戶的正常用電權益。

　　2.3促進電動汽車普及

　　電動汽車的廣泛普及不僅僅取決于車輛本身的性能與價格，充電設施的便利性與充電體驗也是至關重要的影響因素。在無序充電模式下，由于缺乏有效的統籌規劃與管理，往往會出現充電設施利用率不均的情況，部分熱門區域的充電樁長時間處于排隊等待狀態，而一些偏遠區域的充電樁則閑置率較高。這不僅增加了用戶的充電等待時間與焦慮感，降低了用戶對電動汽車的使用滿意度，還在一定程度上阻礙了電動汽車的進一步推廣。車聯網環境下的有序充電優化策略能夠借助大數據分析與智能預測技術，深入了解不同區域、不同時間段的充電需求分布規律。基于此，通過合理規劃充電設施的布局與建設，優化充電資源的配置，提高充電設施的整體利用率。同時，為用戶提供個性化的充電服務，如根據用戶的出行計劃與電池剩余電量，提前預約合適的充電時間與地點，并提供實時的充電狀態查詢與導航引導功能。這樣能夠大大地提升用戶的充電體驗，增強用戶對電動汽車的使用信心與滿意度，從而有力地促進電動汽車在全社會的廣泛普及，加速交通領域的能源轉型進程。

　　四、車聯網環境下電動汽車群有序充電優化策略

　　4.1基于價格激勵的優化策略

　　通過制定分時電價、峰谷電價等價格機制，引導用戶在電價較低的時段進行充電。建立電動汽車用戶響應模型，根據電價變化調整充電功率和時間，以實現電網負荷的優化。

　　4.2基于智能調度的優化策略

　　利用車聯網獲取電動汽車的電池狀態、位置、預計充電時間等信息，結合電網負荷預測，通過智能算法對電動汽車群進行充電調度。例如，采用遺傳算法、粒子群優化算法等優化充電順序和充電功率分配，使充電負荷與電網負荷相匹配。

　　五、安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

　　5.1概述

　　AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，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警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

　　5.2應用場所

　　適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

　　5.3系統結構

系統分為四層：

　　1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

　　2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

　　3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

　　4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

　　5）應客戶端層：系統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。

　　小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

　　5.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

　　5.4.1智能化大屏

　　智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2實時監控

　　實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

5.4.3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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

　　設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

5.4.5統計分析

　　通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

5.4.6基礎數據管理

　　在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

5.4.7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，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

5.4.8充電小程序

　　面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，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。

5.5系統硬件配置

六.結論

　　車聯網環境下電動汽車群有序充電對于提高電網運行效率、促進電動汽車產業發展具有重要的意義。盡管面臨諸多挑戰，但通過合理的優化策略如基于價格激勵和智能調度等方法可以有效改善充電管理。安科瑞充電樁收費運營云平臺憑借其完善的功能在助力有序充電開展方面表現出顯著優勢，通過整合充電資源、優化用戶管理和智能調度等手段，為實現電動汽車群有序充電提供了有力的支持，在未來的電動汽車充電基礎設施建設與運營管理中將發揮越來越重要的作用。

　　參考文獻：

　　[1]何偉,孫廣波.車聯網環境下電動汽車群有序充電優化策略

　　[2]蔣怡靜,于艾清,黃敏麗.考慮用戶滿意度的電動汽車時空雙尺度有序充電引導策略

　　[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版