淺聊安科瑞光儲充一體化充電站的控制策略研究

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著新能源汽車的快速發(fā)展，光儲充一體化充電站成為解決能源供應(yīng)和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。本文以安科瑞光儲充一體化充電站為例，深入探討其控制策略。通過對光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和充電設(shè)施的協(xié)同控制，實現(xiàn)能源的高效利用、穩(wěn)定供電和成本優(yōu)化。分析了不同控制策略的原理和優(yōu)勢，并結(jié)合實際應(yīng)用場景提出了優(yōu)化建議，為光儲充一體化充電站的發(fā)展提供參考。

1. 最大功率點跟蹤（MPPT）
   光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率受到光照強度和溫度等因素的影響，存在最大功率點。采用 MPPT 控制策略可以實時跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點，提高發(fā)電效率。常見的 MPPT 算法有擾動觀察法、電導(dǎo)增量法等。

2. 孤島檢測與保護(hù)
   當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或停電時，光伏發(fā)電系統(tǒng)可能會繼續(xù)向負(fù)載供電，形成孤島現(xiàn)象。孤島檢測與保護(hù)策略可以及時檢測到孤島現(xiàn)象，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保人員和設(shè)備的安全。

1. 充放電控制
   儲能系統(tǒng)的充放電控制是實現(xiàn)削峰填谷和穩(wěn)定供電的關(guān)鍵。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷、光伏發(fā)電量和儲能系統(tǒng)狀態(tài)等因素，控制系統(tǒng)可以制定合理的充放電策略。例如，在電網(wǎng)低谷時段充電，在電網(wǎng)高峰時段放電；當(dāng)光伏發(fā)電量大于充電負(fù)荷時充電，當(dāng)光伏發(fā)電量不足時放電等。

2. 能量管理
   儲能系統(tǒng)的能量管理主要包括容量管理、功率管理和壽命管理等方面。容量管理是指根據(jù)儲能系統(tǒng)的容量和充放電特性，合理分配儲能容量，提高儲能系統(tǒng)的利用率。功率管理是指根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷和光伏發(fā)電量的變化，實時調(diào)整儲能系統(tǒng)的充放電功率，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。壽命管理是指通過合理的充放電策略和控制參數(shù)，延長儲能系統(tǒng)的使用壽命。

1. 智能充電控制
   充電設(shè)施的智能充電控制可以根據(jù)新能源汽車的電池狀態(tài)、充電需求和電網(wǎng)負(fù)荷等因素，自動調(diào)整充電功率和充電時間，實現(xiàn)快速、安全、高效的充電。例如，采用恒流恒壓充電模式、智能充電調(diào)度算法等。

2. 有序充電管理
   有序充電管理是指通過對充電設(shè)施的合理調(diào)度和控制，實現(xiàn)新能源汽車的有序充電，避免充電高峰對電網(wǎng)造成過大的沖擊。例如，采用分時電價、預(yù)約充電等方式，引導(dǎo)用戶在電網(wǎng)低谷時段充電。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

（一）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(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)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。

（二）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。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計量和保護(hù)。

（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。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

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(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、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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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

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。

五、系統(tǒng)硬件配置

五、結(jié)論

參考文獻(xiàn)

[1]錢程.儲能式電動汽車充電樁的設(shè)計D]，安徽理工大學(xué)，2018.

[2]王迎州,艾青,何建民,余加民.光儲充一體化充電站的控制策略研究

[3]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

作者簡介

張繼冬，男，安科瑞電氣股份有限公司。