淺聊光伏直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用

瀏覽次數(shù)：146更新時(shí)間：2024-10-30

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，新能源汽車的發(fā)展勢頭迅猛。光伏直流智能充電樁作為新能源汽車充電的重要設(shè)施，其有序充電策略的研究與應(yīng)用具有重要意義。本文首先介紹了光伏直流智能充電樁的基本概念和特點(diǎn)，然后詳細(xì)闡述了有序充電策略的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，包括負(fù)荷預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度和智能控制等方面。接著，分析了光伏直流智能充電樁有序充電策略在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的解決方案。最后，對光伏直流智能充電樁有序充電策略的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：光伏直流智能充電樁；有序充電策略；負(fù)荷預(yù)測；優(yōu)化調(diào)度；智能控制

1、引言

隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，新能源汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具，正逐漸成為未來汽車發(fā)展的主流方向。而充電樁作為新能源汽車的重要配套設(shè)施，其建設(shè)和發(fā)展也受到了廣泛關(guān)注。光伏直流智能充電樁結(jié)合了光伏發(fā)電技術(shù)和直流快充技術(shù)，具有高效、環(huán)保、智能等特點(diǎn)，能夠?yàn)樾履茉雌囂峁┛焖?、可靠的充電服?wù)。然而，由于新能源汽車的充電需求具有隨機(jī)性和不確定性，大規(guī)模的充電樁接入電網(wǎng)可能會(huì)對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性造成影響。因此，研究光伏直流智能充電樁的有序充電策略，實(shí)現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)，對于提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和新能源汽車的推廣應(yīng)用具有重要意義。

2、光伏直流智能充電樁的基本概念和特點(diǎn)

2.1基本概念
光伏直流智能充電樁是一種將光伏發(fā)電技術(shù)與直流快充技術(shù)相結(jié)合的新型充電樁。它利用太陽能光伏電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過直流快充技術(shù)為新能源汽車提供快速充電服務(wù)。同時(shí)，光伏直流智能充電樁還具備智能控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對充電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，提高充電效率和安全性。

2.2特點(diǎn)

2.2.1高效環(huán)保

光伏直流智能充電樁利用太陽能光伏發(fā)電，不產(chǎn)生任何污染物和溫室氣體排放，具有高效環(huán)保的特點(diǎn)。同時(shí)，直流快充技術(shù)能夠?yàn)樾履茉雌囂峁┛焖俪潆姺?wù)，縮短充電時(shí)間，提高充電效率。

2.2.2智能控制

光伏直流智能充電樁具備智能控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對充電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。通過智能控制系統(tǒng)，充電樁可以根據(jù)新能源汽車的電池狀態(tài)、充電需求和電網(wǎng)負(fù)荷情況等因素，自動(dòng)調(diào)整充電功率和充電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)有序充電，提高充電效率和安全性。

2.2.3可靠性高
光伏直流智能充電樁采用了先進(jìn)的光伏發(fā)電技術(shù)和直流快充技術(shù)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，充電樁還具備完善的保護(hù)功能，能夠有效防止過充、過放、過流、短路等故障的發(fā)生，保障新能源汽車的充電安全。

2.2.4靈活性強(qiáng)
光伏直流智能充電樁可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景和需求進(jìn)行靈活配置和安裝。它可以安裝在停車場、小區(qū)、商業(yè)區(qū)等場所，為新能源汽車提供便捷的充電服務(wù)。同時(shí)，充電樁還可以與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分布式能源的接入和管理，提高能源利用效率。

3、光伏直流智能充電樁有序充電策略的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法

3.1負(fù)荷預(yù)測
負(fù)荷預(yù)測是光伏直流智能充電樁有序充電策略的基礎(chǔ)。通過對新能源汽車的充電需求進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，可以為充電樁的優(yōu)化調(diào)度和智能控制提供依據(jù)。負(fù)荷預(yù)測的方法主要有基于歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測方法和基于物理模型的預(yù)測方法等。其中，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測方法具有較高的預(yù)測精度和適應(yīng)性，是目前負(fù)荷預(yù)測的主要研究方向。

3.2優(yōu)化調(diào)度
優(yōu)化調(diào)度是光伏直流智能充電樁有序充電策略的核心。通過對充電樁的充電功率和充電時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和新能源汽車的充電效率。優(yōu)化調(diào)度的方法主要有基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的優(yōu)化方法、基于智能算法的優(yōu)化方法和基于模型預(yù)測控制的優(yōu)化方法等。其中，基于智能算法的優(yōu)化方法具有較高的求解效率和適應(yīng)性，是目前優(yōu)化調(diào)度的主要研究方向。

3.3智能控制
智能控制是光伏直流智能充電樁有序充電策略的關(guān)鍵。通過對充電樁的充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，可以實(shí)現(xiàn)充電樁的安全、高效運(yùn)行。智能控制的方法主要有基于模糊控制的智能控制方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制方法和基于專家系統(tǒng)的智能控制方法等。其中，基于模糊控制的智能控制方法具有較高的魯棒性和適應(yīng)性，是目前智能控制的主要研究方向。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)助力有序充電開展

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)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(shí)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。

4.2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(shí)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(jì)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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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(jì)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(shí)時(shí)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(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)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(shí)長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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。

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4.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)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。

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4.4.3交易管理

平臺(tái)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。

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4.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

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