安科瑞 耿笠 187-6150-0144

摘要：針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)（EV）無(wú)序充電所產(chǎn)生的電網(wǎng)負(fù)荷增加、配電網(wǎng)設(shè)備容量不足以及配電設(shè)備運(yùn)行安全性降低等問(wèn)題，在通過(guò)分析需求響應(yīng)機(jī)制與EV有序充電的關(guān)系，提出基于動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的電動(dòng)汽車(chē)有序充電方法。過(guò)對(duì)智能配電網(wǎng)背景下電價(jià)需求響應(yīng)機(jī)制的探究，在充電站與電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)雙方視角對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)的響應(yīng)程度進(jìn)行研究，構(gòu)建實(shí)時(shí)電價(jià)下有序充電方法流程。通過(guò)對(duì)有序充電方法應(yīng)用效果的分析，證明該有序充電方法能夠有效降低電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差，平穩(wěn)負(fù)荷線。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)；需求響應(yīng)；電動(dòng)汽車(chē)；有序充電

引言

智能配電網(wǎng)的建設(shè)使得電網(wǎng)獲取EV車(chē)主對(duì)電價(jià)的反饋更及時(shí)，通過(guò)用戶(hù)對(duì)電價(jià)的需求響應(yīng)度，可制定合理的電價(jià)機(jī)制，利用經(jīng)濟(jì)杠桿，引導(dǎo)EV車(chē)主進(jìn)行有序充電。構(gòu)建電網(wǎng)、充電站以及用戶(hù)共同參與的有序充電機(jī)制，以緩解電力供需不平衡、電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)高和峰谷電價(jià)差過(guò)大等問(wèn)題為目的，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)增加EV車(chē)主自身的充電效益，鼓勵(lì)用戶(hù)積極參與電力市場(chǎng)的調(diào)控，增進(jìn)社會(huì)福利。

1國(guó)內(nèi)外研究綜述

針對(duì)引導(dǎo)EV有序充電問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者展開(kāi)大量研究，其研究成果為后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)用戶(hù)出行規(guī)律進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)其充電流量，提出了一種基于微電網(wǎng)調(diào)度的EV動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)制定策略，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了通過(guò)價(jià)格信號(hào)可引導(dǎo)EV有序充電。建立了峰谷分時(shí)電價(jià)下EV負(fù)荷波動(dòng)模型，通過(guò)分時(shí)電價(jià)優(yōu)化EV充電控制，并利用蒙特卡洛方法對(duì)不同EV充電方式進(jìn)行模擬和數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了魔性的可行性。提出在分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)下的EV分層調(diào)度策略，通過(guò)算例模擬證明分時(shí)電價(jià)可引導(dǎo)EV進(jìn)行需求響應(yīng)，從而降低電網(wǎng)波動(dòng)程度，達(dá)到削峰填谷的目的。為提高環(huán)境效益，提出基于分時(shí)電價(jià)的EV充電控制策略，通過(guò)差分法證明EV有序充電可提高環(huán)境效益，降低電網(wǎng)運(yùn)行成本。提出了一種協(xié)調(diào)定價(jià)模型，通過(guò)負(fù)荷轉(zhuǎn)移來(lái)減少居民用電與EV充電站負(fù)荷之間的重疊，以降低分時(shí)電價(jià)下峰谷差。為解決EV調(diào)度問(wèn)題，提出一種在分時(shí)電價(jià)下的多時(shí)間調(diào)度模型，通過(guò)博弈法驗(yàn)證了模型的有效性。等人根據(jù)不同類(lèi)型的用戶(hù)的負(fù)荷特點(diǎn)，與固定電價(jià)、分時(shí)電價(jià)相比分析各類(lèi)用戶(hù)的響應(yīng)程度，從高峰時(shí)刻用電量、峰谷差、需求響應(yīng)度等3方面分析電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

在EV有序充電的研究中，大多基于用戶(hù)完全響應(yīng)電價(jià)策略的假設(shè)下制定EV有序充電策略，沒(méi)有充分考慮到EV用戶(hù)實(shí)際自主選擇意愿。用戶(hù)的生活方式，個(gè)人習(xí)慣，駕駛行為等對(duì)需求響應(yīng)度都有一定的影響，因此，對(duì)需求響應(yīng)的研究需要考慮用戶(hù)的不確定性，而且峰谷分時(shí)電價(jià)機(jī)制過(guò)于固定，欠缺靈活性。在智能配電網(wǎng)背景下，對(duì)于EV用戶(hù)的充電負(fù)荷能夠快速得到，所以可引入動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)作為經(jīng)濟(jì)杠桿來(lái)引導(dǎo)EV有序充電。

2大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電產(chǎn)生的問(wèn)題

隨著EV的發(fā)展與普及，我國(guó)EV保有量激增，大量EV無(wú)序接入電網(wǎng)使電網(wǎng)產(chǎn)生一系列問(wèn)題，包括電力系統(tǒng)設(shè)備容量不足、配電網(wǎng)電能質(zhì)量下降、配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行安全性降低等。

電力系統(tǒng)設(shè)備容量不足。充電站電力設(shè)備容量配置、運(yùn)行規(guī)劃是電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的一部分，充電站的運(yùn)行情況及充電負(fù)荷大小影響著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序接入電網(wǎng)所帶來(lái)的負(fù)荷增加間接地對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷構(gòu)架及運(yùn)行特性帶來(lái)不良影響。在這種情況下，仍沿用原有電網(wǎng)配置將無(wú)法滿足電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電的需求，在考量電力系統(tǒng)設(shè)備成本的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)有序充電是保證電力設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵手段。

配電網(wǎng)電能質(zhì)量下降。電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)由整流器、功率變換器以及濾波器共同組成，其中包含了大量的非線性電力電子元件。研究表明，大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷接入電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的諧波影響，使變壓器處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，直接縮短變壓器壽命。因此，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電所導(dǎo)致的諧波污染對(duì)配電網(wǎng)造成影響，配電網(wǎng)電能質(zhì)量降低，無(wú)法滿足電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的充電要求，還會(huì)影響正常的居民用電。

配電設(shè)備運(yùn)行安全性降低。用戶(hù)充電習(xí)慣與其出行習(xí)慣息息相關(guān)，不同用戶(hù)的充電行為具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性將導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)充電行為的無(wú)序性。電動(dòng)汽車(chē)充電的無(wú)序性使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制工作出現(xiàn)問(wèn)題。由于電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)多選擇下班回家后在用電高峰期充電，因此會(huì)造成用電負(fù)荷增長(zhǎng)、變壓器長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)載狀態(tài)，從而影響變壓器安全穩(wěn)定的運(yùn)行，長(zhǎng)此以往，會(huì)給電網(wǎng)增加大量不必要的維修成本。

3動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)與電動(dòng)汽車(chē)有序充電的關(guān)系及影響

3.1動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)與電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)需求響應(yīng)關(guān)系

需求響應(yīng)，作為需求側(cè)管理的方案之一，通常使用直接給予車(chē)主補(bǔ)貼或者調(diào)整電價(jià)方式，引導(dǎo)車(chē)主從自身經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，合理安排充電時(shí)間，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷平穩(wěn)和安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展，電力行業(yè)成為了保障民生的必不可少的一環(huán)，信息技術(shù)的不斷提高下智能配電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，這也為電網(wǎng)實(shí)行動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)機(jī)制提供技術(shù)支持。相比傳統(tǒng)配電網(wǎng)，智能配電網(wǎng)中的雙向信息流能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)主與電網(wǎng)的連接與互動(dòng)，需求響應(yīng)則是調(diào)整智能電網(wǎng)中供需水平的重要機(jī)制。其中價(jià)格型需求響應(yīng)機(jī)制是針對(duì)小規(guī)模充電車(chē)主較為有效地響應(yīng)機(jī)制，其作用機(jī)理就是供給側(cè)通過(guò)調(diào)整電價(jià)的高低水平，來(lái)反映電網(wǎng)供電成本的時(shí)段差異，引導(dǎo)車(chē)主通過(guò)時(shí)段差異價(jià)格，做出經(jīng)濟(jì)效益更高的選擇。隨著智能配電網(wǎng)的發(fā)展，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)作為配電市場(chǎng)需求響應(yīng)的理想電價(jià)調(diào)節(jié)機(jī)制之一，正逐步應(yīng)用到實(shí)際生活中，其獨(dú)特的調(diào)節(jié)電價(jià)的能力，能夠調(diào)動(dòng)車(chē)主參與到電價(jià)響應(yīng)中來(lái)。

3.2基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)對(duì)有序充電的影響

在峰谷分時(shí)電價(jià)機(jī)制下，EV車(chē)主通常會(huì)選擇在低電價(jià)時(shí)段進(jìn)行充電，由于充電負(fù)荷過(guò)于集中，2021年5月15日浙江杭州余杭區(qū)居民用電負(fù)荷與電動(dòng)汽車(chē)充電疊加后負(fù)荷曲線中所示，在居民用電高峰期時(shí)出現(xiàn)峰上加峰的現(xiàn)象，原本的負(fù)荷峰值上升到了新的峰值，這一現(xiàn)象給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患，長(zhǎng)期激增的負(fù)荷給電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)壓力，電網(wǎng)損耗速度加快，電能質(zhì)量隨之降低。為降低供給側(cè)高負(fù)荷，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，引導(dǎo)EV有序充電，將集中的負(fù)荷進(jìn)行分?jǐn)偲骄钱?dāng)務(wù)之急。在智能配電網(wǎng)基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)較峰谷分時(shí)電價(jià)更加靈活，因?yàn)榉骞确謺r(shí)電價(jià)劃分的時(shí)段以用戶(hù)用電情況劃分的，所以電價(jià)較為固定，EV車(chē)主的充電選擇與電價(jià)之間的反饋是單向的，而在動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)機(jī)制下，電價(jià)通過(guò)用戶(hù)每天的用電情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)當(dāng)天的用電負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，從而制定天的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)，EV用戶(hù)與電價(jià)的反饋是雙向的，所以動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)下，更有利于引導(dǎo)EV車(chē)主有序充電。

4動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)需求響應(yīng)下電動(dòng)汽車(chē)有序充電方法

4.1電網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)制

動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)，一般是指對(duì)未來(lái)較短時(shí)間的電力需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)間隔可到小時(shí)。的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)影響著電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、穩(wěn)定運(yùn)行，其在制定發(fā)電站及其發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行計(jì)劃、安排鄰近系統(tǒng)的電力調(diào)度，電力系統(tǒng)應(yīng)急分析和負(fù)荷管理以及能源市場(chǎng)交易過(guò)程中都起著重要的作用。動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)有以下特點(diǎn)：首先，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)具有不確定性，負(fù)荷的變化與許多不斷變化的因素有關(guān)，因此不能確定地預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展；其次，在一定時(shí)間尺度上對(duì)當(dāng)前負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，而不同時(shí)刻的負(fù)荷是波動(dòng)的，因此動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)具有時(shí)間性；后，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)是在必要條件和假設(shè)條件下進(jìn)行預(yù)測(cè)的，必要條件是能夠預(yù)測(cè)負(fù)荷變化的基本規(guī)律，在這種條件下的得到預(yù)測(cè)結(jié)果通常是有效的，假設(shè)條件則是在一定的研究基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析得出的。通過(guò)對(duì)目標(biāo)地區(qū)每天的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，找出電動(dòng)汽車(chē)充電與居民用電二者疊加的規(guī)律，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，從而制定明天的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)。

4.2電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)響應(yīng)機(jī)制

傳統(tǒng)的到站排隊(duì)，即充即走的方式在EV使用量不斷增加的今天，已經(jīng)無(wú)法滿足EV車(chē)主的充電需求。EV無(wú)序充電現(xiàn)象包括：在充電高峰期出現(xiàn)擁堵；在用電低谷期充電車(chē)輛寥寥。這種現(xiàn)象不僅給用戶(hù)和充電站造成不便，還給電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)劃帶來(lái)不利影響。因此，須通過(guò)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)來(lái)引導(dǎo)到EV有序充電，由于車(chē)主個(gè)人的生活方式、空閑時(shí)間以及經(jīng)濟(jì)能力等的不同，所以充電時(shí)間的選擇也不同。通過(guò)用戶(hù)與充電站的交互連接，充電站建立智能充電樁，與電網(wǎng)相連接，進(jìn)行電力交易及動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的獲??；充電站與用戶(hù)通過(guò)充電站App進(jìn)行互聯(lián)，充電站將充電樁的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)送到用戶(hù)軟件用戶(hù)端，用戶(hù)通過(guò)App上獲得充電站動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)狀況，以及充電樁空閑使用情況。通過(guò)以上信息，用戶(hù)決定是否選擇該充電站進(jìn)行充電；若該充電站在動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)下無(wú)空閑充電樁，或者該區(qū)域充電站的充電電價(jià)超出用戶(hù)的期望值，用戶(hù)可通過(guò)手機(jī)GPS選擇附近其他充電站，再次獲取其他充電站動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)等信息，根據(jù)所獲得的信息，EV車(chē)主增加了自主選擇充電時(shí)間的意愿。通過(guò)充電站與用戶(hù)的信息互聯(lián)，用戶(hù)可獲取更多與自身經(jīng)濟(jì)效益相關(guān)的信息，通過(guò)所獲得的充電站電價(jià)信息，選擇合適的充電站進(jìn)行充電；而電網(wǎng)通過(guò)調(diào)整不同區(qū)域的充電站電價(jià)水平，通過(guò)EV車(chē)主的響應(yīng)程度，逐步降低區(qū)域用電負(fù)荷，降低峰谷負(fù)荷差。

4.3用戶(hù)需求響應(yīng)下動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)調(diào)整機(jī)制

為有效引導(dǎo)EV有序充電，提升用戶(hù)需求響應(yīng)度，關(guān)鍵之處是對(duì)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的調(diào)整。在EV車(chē)主的出行成本消費(fèi)觀上，影響因素也存在差異，因此EV車(chē)主對(duì)于電價(jià)的響應(yīng)度也不同。因此，電網(wǎng)需建立良好的需求響應(yīng)下動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)調(diào)整機(jī)制，在以每日充電活動(dòng)為周期，結(jié)合用戶(hù)充電負(fù)荷，對(duì)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)進(jìn)行調(diào)整。首先對(duì)EV車(chē)主用電需求、各時(shí)間節(jié)點(diǎn)負(fù)荷等信息進(jìn)行收集，通過(guò)充電站App后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)得到充電站在當(dāng)日動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的引導(dǎo)下的用戶(hù)實(shí)際充電情況以及用戶(hù)總用電量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行整理；然后將當(dāng)天與動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)制定有關(guān)，以及用戶(hù)對(duì)電價(jià)響應(yīng)程度等數(shù)據(jù)向電網(wǎng)進(jìn)行反饋，電網(wǎng)根據(jù)EV車(chē)主的需求響應(yīng)程度以及整體電力系統(tǒng)負(fù)荷情況調(diào)整動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)水平；后，電網(wǎng)將調(diào)整后的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)下發(fā)至各充電站，車(chē)主根據(jù)調(diào)整后電價(jià)再進(jìn)行充電時(shí)間選擇。通過(guò)電網(wǎng)-充電站-用戶(hù)三方信息交互，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)下充電方法，電網(wǎng)能夠及時(shí)掌握充電站的負(fù)荷狀況、EV充電高峰期以及用戶(hù)響應(yīng)度，及時(shí)調(diào)整動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)水平，從而不斷提高用戶(hù)需求響應(yīng)度。電價(jià)政策發(fā)布初期，EV車(chē)主不會(huì)很快的響應(yīng)電價(jià)的變化，此時(shí)，電網(wǎng)的交互系統(tǒng)更加重要，要更的根據(jù)每日用戶(hù)的用電變化制訂下一天的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)，讓車(chē)主切實(shí)的感受電價(jià)變化所帶來(lái)的包括充電上的便利，充電成本的變化，逐步提升用戶(hù)需求響應(yīng)程度。通過(guò)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的調(diào)整達(dá)到降低電網(wǎng)用電高峰負(fù)荷，避免出現(xiàn)“峰上加峰”的情況出現(xiàn)，同時(shí)降低峰谷差。

5電動(dòng)汽車(chē)有序充電方法應(yīng)用效果分析

為驗(yàn)證動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)需求響應(yīng)下EV有序充電的效果，以某一區(qū)域電網(wǎng)為例，將某工作日的24h劃分為24個(gè)間隔時(shí)段，觀察該地區(qū)EV用戶(hù)在峰谷分時(shí)電價(jià)下無(wú)序充電負(fù)荷曲線、在動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的引導(dǎo)下有序充電的負(fù)荷曲線變化。如所示，EV在峰谷分時(shí)電價(jià)下的負(fù)荷曲線在18:00～22:00達(dá)到負(fù)荷高峰，這段時(shí)期同樣是居民用電高峰期，因此會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題；通過(guò)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)調(diào)控后的EV有序充電負(fù)荷曲線趨于平穩(wěn)，峰谷差減小，該充電方式將減小對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的壓力。通過(guò)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的引導(dǎo)，EV用戶(hù)自發(fā)響應(yīng)電價(jià)政策，動(dòng)態(tài)調(diào)整該地區(qū)的電力負(fù)荷，能夠提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)設(shè)備損耗度。通過(guò)需求響應(yīng)下動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)機(jī)制的應(yīng)用，分析其效果可以得出：使用所提出的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)方法，能夠保證用戶(hù)充電需求得到滿足和電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，達(dá)到削峰填谷的目的。由于電網(wǎng)所發(fā)布的動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)以短期負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，因此電網(wǎng)的各時(shí)段電價(jià)不同，EV車(chē)主只有通過(guò)App與充電站進(jìn)行互聯(lián)才能得到準(zhǔn)確地電價(jià)波動(dòng)情況，再據(jù)此合理安排充電計(jì)劃。實(shí)行動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)后，電力市場(chǎng)透明度增加，EV車(chē)主對(duì)電價(jià)制定政策有更深層次的理解，因此能夠積極地響應(yīng)電網(wǎng)的引導(dǎo)政策。EV車(chē)主根據(jù)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的波動(dòng)情況，增加自我選擇的意愿，且通過(guò)與充電站的雙向互動(dòng)，能夠得到更多充電站的不同電價(jià)水平，充分發(fā)揮了價(jià)格彈性杠桿的作用，提高了EV的充電效益。隨著用戶(hù)對(duì)電價(jià)制定的理解和環(huán)保意識(shí)不斷加深，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)下的有序充電能夠有效避免電能浪費(fèi)，在用戶(hù)需求響應(yīng)度逐步提升的情況下，充電站能大限度的保持充電，同時(shí)也對(duì)充電站運(yùn)行系統(tǒng)的更新升級(jí)提出要求。

6安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

6.1概述

AcrelCloud9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)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(xún)等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)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(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

6.2應(yīng)用場(chǎng)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)。

6.3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(hù)端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbusrtu。電瓶車(chē)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(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5）應(yīng)客戶(hù)端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶(hù)通過(guò)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(hù)提供充電小程序。

6.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

6.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、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。

6.4.2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(guò)程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

6.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對(duì)其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷(xiāo)等操作，可查看小區(qū)用戶(hù)每日的充電交易詳細(xì)信息。

6.4.4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(guò)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(guò)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(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

6.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

6.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶(hù)，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶(hù)充值、凍結(jié)和解綁。

6.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

6.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

7總結(jié)

本文圍繞基于動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)需求響應(yīng)下的電動(dòng)汽車(chē)有序充電方法展開(kāi)研究，系統(tǒng)分析了無(wú)序充電帶來(lái)的問(wèn)題，探討了動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)與有序充電的關(guān)系，并提出了一套完整的電動(dòng)汽車(chē)有序充電解決方案。

研究表明，大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生三大負(fù)面影響：電力系統(tǒng)設(shè)備容量不足、配電網(wǎng)電能質(zhì)量下降以及配電設(shè)備運(yùn)行安全性降低。這些問(wèn)題直接威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，增加了電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本。

動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)機(jī)制通過(guò)價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)用戶(hù)行為，建立了電網(wǎng)與用戶(hù)之間的雙向互動(dòng)關(guān)系。與傳統(tǒng)峰谷分時(shí)電價(jià)相比，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)具有更高的靈活性和響應(yīng)靈敏度，能夠更有效地引導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行有序充電，避免出現(xiàn)"峰上加峰"的不利情況。

本文提出的有序充電方法包含三個(gè)核心機(jī)制：電網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)制、電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)響應(yīng)機(jī)制以及用戶(hù)需求響應(yīng)下動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)調(diào)整機(jī)制。這三個(gè)機(jī)制形成了完整的閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)電網(wǎng)-充電站-用戶(hù)三方信息交互，實(shí)現(xiàn)電價(jià)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整和用戶(hù)充電行為的合理引導(dǎo)。

應(yīng)用效果分析表明，基于動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)的有序充電方法能夠有效降低電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差，使負(fù)荷曲線更加平穩(wěn)，同時(shí)提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)備運(yùn)行安全性。這種方法不僅滿足了用戶(hù)的充電需求，還通過(guò)價(jià)格杠桿提高了用戶(hù)的參與度和響應(yīng)意愿，增加了充電效益。

未來(lái)隨著智能配電網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和用戶(hù)需求響應(yīng)意識(shí)的提高，動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)機(jī)制將在電動(dòng)汽車(chē)有序充電中發(fā)揮更加重要的作用。同時(shí)，還需要持續(xù)完善技術(shù)體系，提升負(fù)荷預(yù)測(cè)精度，優(yōu)化用戶(hù)交互體驗(yàn)，推動(dòng)有序充電技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，為構(gòu)建清潔、低碳、安全、的新型能源體系提供有力支撐。

審核編輯 黃宇