簡(jiǎn)析電動(dòng)汽車的有序充電管理及其對(duì)配網(wǎng)的影響分析

李明君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：電動(dòng)汽車以無(wú)序充電方式接入配電網(wǎng)時(shí)與網(wǎng)內(nèi)基礎(chǔ)用電負(fù)荷疊加，會(huì)形成峰上加峰的現(xiàn)象，不利于配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)上述問(wèn)題，首先對(duì)私家車充電負(fù)荷進(jìn)行建模，采用蒙特卡羅抽樣模擬電動(dòng)汽車無(wú)序行為下的充電負(fù)荷曲線。然后提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格機(jī)制，引導(dǎo)車主有序充電，并以配電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化電動(dòng)汽車充電行為。比較后在IEEEE3節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)中，分別分析有序和無(wú)序充電負(fù)荷并網(wǎng)時(shí)電動(dòng)汽車充電費(fèi)用、配電網(wǎng)電壓偏移率及網(wǎng)損，結(jié)果表明所提策略可有效兼顧用戶利益和配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；配電網(wǎng)；多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格；電壓偏移；網(wǎng)損

0引言

伴隨我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，制定以綠色新能源為主體的新型電力系統(tǒng)可為推進(jìn)國(guó)家“雙碳"目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)發(fā)揮積極作用，電動(dòng)汽車的推廣和應(yīng)用在節(jié)能減排方面有著****的優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)電動(dòng)汽車發(fā)展是推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。雖然電動(dòng)汽車的存在為人們出行帶來(lái)了巨大的便利，但由于其充電行為具有不確定性，大量無(wú)序、隨機(jī)的負(fù)荷直接并網(wǎng)會(huì)對(duì)配電網(wǎng)造成許多不可預(yù)知的負(fù)面影響。因此應(yīng)大力推廣對(duì)電動(dòng)汽車的有序充電管理，以兼顧電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)效益和用戶利益．在解決電動(dòng)汽車并網(wǎng)時(shí)如何管控的問(wèn)題上，已有學(xué)者進(jìn)行研究?？紤]到配電網(wǎng)用電峰谷差較大導(dǎo)致變壓器過(guò)載和產(chǎn)生大量網(wǎng)內(nèi)損耗，提出了一種對(duì)電動(dòng)汽車充電功率進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化的策略，算例結(jié)果表明該策略可以有效降低網(wǎng)損。針對(duì)大規(guī)模電動(dòng)汽車入網(wǎng)現(xiàn)象，根據(jù)網(wǎng)內(nèi)用電負(fù)荷狀態(tài)及電動(dòng)汽車充電需求等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用模糊控制算法對(duì)電動(dòng)汽車的充電行為做有序優(yōu)化，有效避免了大規(guī)模車群入網(wǎng)引起的負(fù)荷尖峰問(wèn)題。將電動(dòng)汽車電池的可放比較大容量為選定優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)競(jìng)價(jià)的方法，引導(dǎo)用戶在用電高峰時(shí)間段利用電動(dòng)汽車的V2G技術(shù)饋電給電網(wǎng)，以達(dá)到“削峰填谷"的效果?；谔摂M電價(jià)，考慮以系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差比較小、用戶經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)比較大和電池的折舊費(fèi)用比較小為目標(biāo)對(duì)電動(dòng)汽車建模，通過(guò)仿真算例證明了該策略提出的有效性。提出了一種基于峰谷分時(shí)電價(jià)為背景的，考慮電動(dòng)汽車充放電隨機(jī)性的有序充放電策略，使得電動(dòng)汽車在負(fù)荷高峰期向網(wǎng)饋電，負(fù)荷低谷期充電，平滑了網(wǎng)內(nèi)用電曲線。以分時(shí)電價(jià)為背景，構(gòu)建同時(shí)考慮用戶用電繳費(fèi)情況和負(fù)荷穩(wěn)定性的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，使電動(dòng)汽車參與有序充電管理規(guī)劃。通過(guò)算例分析驗(yàn)證了該方法不但可以減小負(fù)荷的峰谷差，還能提高用戶用電的經(jīng)濟(jì)效益。上述文獻(xiàn)中，學(xué)者從電網(wǎng)側(cè)角度通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車的充電特性直接調(diào)度或是從用戶側(cè)角度利用價(jià)格引導(dǎo)電動(dòng)汽車優(yōu)化充電行為來(lái)滿足電網(wǎng)功率的調(diào)節(jié)。前者的直接調(diào)度僅考慮了對(duì)電網(wǎng)的影響，沒(méi)有調(diào)動(dòng)用戶用電的主觀意愿，實(shí)施推廣具有難度；后者雖然利用價(jià)格因素很好調(diào)動(dòng)了用戶參與性，但現(xiàn)有的分時(shí)電價(jià)分區(qū)少，限制了調(diào)度的比較優(yōu)可能性。因此本文以私家車并入配電網(wǎng)為研究對(duì)象，根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略，引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電。對(duì)用戶用電繳費(fèi)、配電網(wǎng)的電壓偏移及網(wǎng)損情況加以分析后，驗(yàn)證了所提出的價(jià)格機(jī)制可以引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電，并兼顧配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶利益。

1私家車無(wú)序模式充電模型

本文從以下4個(gè)方面構(gòu)建電動(dòng)汽車的充電模型。ａ?電動(dòng)汽車電池特性本文選用鋰電池為研究對(duì)象。與普通汽車相同，不同類型私家車電池容量有差異。

式中ｆQ為私家車鋰電池容量的概率密度；ｘ表示該時(shí)刻的電池容量大小，一般取值為20-30kwh。鋰電池充電變化過(guò)程如圖1所示。由于充電起始過(guò)程和結(jié)束過(guò)程的時(shí)間非常短暫，可以近似地認(rèn)為鋰電池充電是恒功率充電。ｂ?車主日行駛里程本文引用美國(guó)交通部汽車日出行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

計(jì)算［13］，可知電動(dòng)汽車車主每日用車行駛里程數(shù)的概率密度函數(shù)為

式中：ｆD為車主日行駛里程的概率密度函數(shù)；μD為期望值；σD為標(biāo)準(zhǔn)差。ｃ?車主比較后歸程時(shí)刻假設(shè)車主每日結(jié)束行程時(shí)刻即為電動(dòng)汽車每日開(kāi)始充電時(shí)刻，比較后歸程概率密度函數(shù)為

式中：ｆｓ為車主比較后規(guī)程的概率密度函數(shù)；ｗ為回家時(shí)刻；μｓ為期望值；σｓ為標(biāo)準(zhǔn)差。ｄ?車主離家時(shí)間假設(shè)車主每日用車期間只可放電不可充電，出行開(kāi)始時(shí)刻的概率密度函數(shù)為

式中：ｆｅ為車主啟程離家的概率密度函數(shù)；ｖ為離家時(shí)刻。結(jié)合用戶出行數(shù)據(jù)及電動(dòng)汽車充電模型利用蒙特卡洛算法，得到500輛電動(dòng)汽車的24ｈ無(wú)序充電負(fù)荷曲線，如圖2所示。

２多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)下電動(dòng)汽車有序充電模型

2.1多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)區(qū)間劃分

傳統(tǒng)的分時(shí)電價(jià)一旦制定后其區(qū)間不再變化，但居民的用電行為會(huì)隨著季節(jié)變化、地域不同和個(gè)人舒適度而改變，與原分時(shí)電價(jià)的價(jià)格區(qū)間范圍有偏差，產(chǎn)生負(fù)荷和電價(jià)的峰谷不匹配的現(xiàn)象。而電動(dòng)汽車的充電行為在時(shí)間上有很大隨機(jī)性，導(dǎo)致實(shí)時(shí)電價(jià)的制定考慮因素十分復(fù)雜。因此本文根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略。目前為止，隸屬度函數(shù)是對(duì)傳統(tǒng)用電價(jià)格進(jìn)行劃分的比較成熟且通用性比較廣的方法。以表1某地區(qū)分時(shí)電價(jià)為例，首先基于模糊數(shù)學(xué)的理論，可將每個(gè)時(shí)間段認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的模糊集合，然后利用隸屬度函數(shù)構(gòu)建時(shí)段內(nèi)每時(shí)刻對(duì)應(yīng)的隸屬度，并根據(jù)隸屬度值將其劃分到對(duì)應(yīng)的時(shí)間段［14］。再將短期預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)負(fù)荷劃分成多時(shí)段，根據(jù)每時(shí)段對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值計(jì)算相對(duì)應(yīng)的電價(jià)。

式中：Cｍａｘ和Cｍｉｎ分別為分時(shí)電價(jià)的峰值與谷值；C?為每時(shí)段負(fù)荷在價(jià)格區(qū)間上的映射。

式中：Cｉ為精準(zhǔn)。

2.2電動(dòng)汽車有序充電策略

電動(dòng)汽車聚合商是專門(mén)針對(duì)電動(dòng)汽車充電進(jìn)行資源整合的參與者，其部署的智能充電樁可提供常規(guī)充電模式和充電優(yōu)化模式。常規(guī)充電模式可將電動(dòng)汽車的電池充至期望電量值，而優(yōu)化模式則需要根據(jù)車主個(gè)人用電需求輸入結(jié)束充電時(shí)刻及結(jié)束時(shí)刻的充電期望值。車輛接入后，充電樁將獲取該車信息，將輸入值及車電池的剩余電量反饋到系統(tǒng)調(diào)度中間，對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線智能計(jì)算，形成電動(dòng)汽車的充電計(jì)劃。

2.3目標(biāo)函數(shù)

本文以網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù)。

式中：F為目標(biāo)函數(shù)；N為谷時(shí)段數(shù)目；Pｉ為第ｉ個(gè)時(shí)段配電網(wǎng)的基礎(chǔ)負(fù)荷值。

2.4約束條件

小值和比較大值。

Bu充電時(shí)段T約束Tｓ≤T≤Tｅ（12）式中：Tｓ為車主每日充電開(kāi)始時(shí)刻；Tｅ為當(dāng)天充電結(jié)束時(shí)刻。ｃ?總電量Ｓ約束本文優(yōu)化中不計(jì)電池?fù)p耗，假設(shè)電池容量為恒定值。

式中：K為充電的電動(dòng)汽車數(shù)目；Tｃｈｉ為第ｉ輛車總充電時(shí)間。

2.5算法求解

傳統(tǒng)的遺傳算法是一種起源于生物進(jìn)化規(guī)律演變的尋優(yōu)算法。從任意初始種群開(kāi)始，通過(guò)選擇、交叉、變異等環(huán)節(jié)，產(chǎn)生一些對(duì)環(huán)境適應(yīng)度高的個(gè)體并進(jìn)入搜索空間中更好的區(qū)域，不斷繁衍進(jìn)化，比較終得到比較大適應(yīng)度的個(gè)體作為比較優(yōu)解輸出。但由于進(jìn)化過(guò)程中交叉概率參數(shù)及變異概率參數(shù)為定值，忽略了進(jìn)化過(guò)程中種群的自適應(yīng)特性，存在過(guò)早收斂的缺陷。且算法沒(méi)有保留精英機(jī)制，適應(yīng)度高的個(gè)體可能在進(jìn)化中丟失好的基因。為了解決以上問(wèn)題，本文采用自適應(yīng)交叉概率Kｃ和自適應(yīng)變異概率Kｍ以及精英保留機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化求解［15］。自適應(yīng)交叉概率Kｃ和自適應(yīng)變異概率Kｍ公式如下：

式中：K1為基礎(chǔ)交叉概率；ｆｍａｘ為個(gè)體比較大適應(yīng)度；ｆａｖ為個(gè)體適應(yīng)度值的平均值；fｌ為每相鄰交叉?zhèn)€體中較大的適應(yīng)度。

式中：K2為基礎(chǔ)變異概率；ｆｉ為第I代進(jìn)化的閾值，公式如下：

式中：ｆｉI為第ｉ個(gè)個(gè)體；Kｅｅｐ＝1，則精英保留，Kｅｅｐ＝0，則不保留。優(yōu)化過(guò)程如圖4。

3算例仿真與分析

3.1仿真場(chǎng)景設(shè)定

本文仿真過(guò)程選擇在IEEE33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)中進(jìn)行，其拓?fù)淙鐖D5所示。假設(shè)節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，即電源接入節(jié)點(diǎn)，余下32個(gè)節(jié)點(diǎn)全部為PQ節(jié)點(diǎn)。假設(shè)整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)中含基礎(chǔ)負(fù)荷以及1500輛電動(dòng)汽車，車群被均勻分配到節(jié)點(diǎn)19,23和26中。以私家車比亞迪E1車型作為研究對(duì)象，規(guī)定每輛電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池規(guī)格相同，參數(shù)為：220V，16Ａ慢充模式，限制容量為35KWH，3.52KWH恒功率充電，充電效率為0.82，轉(zhuǎn)換效率為0.90

3.2對(duì)用電負(fù)荷的分析

電動(dòng)汽車以不同方式充電的負(fù)荷曲線及配電網(wǎng)總負(fù)荷曲線如圖6、圖7所示。由圖6和圖7可知，通過(guò)動(dòng)態(tài)價(jià)格的引導(dǎo)，電動(dòng)汽車充電行為趨于有序化，車主對(duì)充電時(shí)間段的選擇逐漸向夜間轉(zhuǎn)移，負(fù)荷峰值水平大幅度下降，說(shuō)明新型電價(jià)的提出可以使車主的用電行為不再大面積集中，系統(tǒng)總用電負(fù)荷曲線相對(duì)變得平緩，有削峰填谷的效果。

由表2可知，無(wú)序充電車主日繳納電費(fèi)為21880.8元，基于多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)的有序充電日繳費(fèi)為17248.80元，比無(wú)序充電費(fèi)用降低了21.17％。因此新電價(jià)機(jī)制的提出可有效降低車主充電成本。

3.3對(duì)配電網(wǎng)影響分析

將ＩＥＥＥ３３節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)模型的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷參數(shù)和優(yōu)化后的有序充電負(fù)荷數(shù)據(jù)導(dǎo)入ＭＡＴＬＡＢ軟件語(yǔ)言編程，對(duì)比以下３種場(chǎng)景下的配電網(wǎng)電壓偏移及網(wǎng)損。場(chǎng)景1：配電網(wǎng)內(nèi)未接入電動(dòng)汽車負(fù)荷。場(chǎng)景2：配電網(wǎng)內(nèi)接入無(wú)序充電負(fù)荷。場(chǎng)景3：配電網(wǎng)內(nèi)接入有序充電負(fù)荷。圖8表示部分時(shí)段下3種用電方式的網(wǎng)損率?？梢?jiàn)18.00-24.00由于無(wú)序充電負(fù)荷的接入使得網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)損明顯升高。原因是車主歸程后的無(wú)序充電行為與用戶基礎(chǔ)用電行為的一致性導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)用電功率激增。09.00-21.00時(shí)，對(duì)比接入無(wú)序充電負(fù)荷和有序充電負(fù)荷，后者可有效降低配電網(wǎng)網(wǎng)損，尤其在電價(jià)高峰時(shí)段21.00網(wǎng)損率下降了2.77％，效果比較顯著。說(shuō)明多時(shí)段分時(shí)電價(jià)的提出引導(dǎo)車主有序充電對(duì)調(diào)節(jié)配電網(wǎng)網(wǎng)損具有一定效果。

由圖9可知，場(chǎng)景1配電網(wǎng)未接入充電負(fù)荷時(shí)的電壓偏移都控制在±7％以內(nèi)，縱橫對(duì)比沒(méi)有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的電壓偏移現(xiàn)象，但是節(jié)點(diǎn)18和19在20.00-21.00時(shí)間段上有局部節(jié)點(diǎn)處在越限邊界。由圖10可知，場(chǎng)景2中配電網(wǎng)內(nèi)接入無(wú)序充電負(fù)荷時(shí)，節(jié)點(diǎn)13-19和28-33在晚間出現(xiàn)電壓越限情況，原因是無(wú)序充電負(fù)荷的高峰期恰巧與網(wǎng)內(nèi)基礎(chǔ)負(fù)荷用電的高峰期時(shí)段相疊。

圖11表示場(chǎng)景3下配電網(wǎng)內(nèi)接入有序充電負(fù)荷時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的偏移情況。與圖9和圖10對(duì)比可知，有序充電負(fù)荷的接入使局部節(jié)點(diǎn)越限現(xiàn)象得到緩解，偏移的電壓回歸到正常標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。說(shuō)明所提出的新型動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)可以通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電有序化管理來(lái)改善配電網(wǎng)電壓偏移現(xiàn)象。

由于大量負(fù)荷突然接入使各節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生偏移現(xiàn)象，因此對(duì)比較大負(fù)載量時(shí)刻（21.00）各節(jié)點(diǎn)電壓偏移情況進(jìn)行對(duì)比更有意義，結(jié)果如圖12所示。

由圖12可知，未接入無(wú)序負(fù)荷時(shí)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的電壓偏移都控制在±7％范圍以內(nèi)，電壓無(wú)越限行為。當(dāng)無(wú)序充電負(fù)荷并網(wǎng)后，一部分節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生顯著偏移，且偏移量均超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍。而經(jīng)過(guò)多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略調(diào)控的有序充電行為接入配電網(wǎng)后，網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)電壓值還原到標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，其中變化比較顯著的18號(hào)節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值由0.9467調(diào)整到0.9828，電壓偏移率修正了3.61％。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

4.1概述

AcrelCloud-9000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(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(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2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)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.3.1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)中間層和客戶端層。

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(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)中間層：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)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過(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(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。

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(guò)程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

4.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)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。

4.4.4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)。充電用戶也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

4.4.5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，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，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)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

4.4.7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(shí)可接收故障推送。

4.4.8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。

4.5系統(tǒng)硬件配置

類型	型號(hào)	圖片	功能
安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)	AcrelCloud-9000		安科瑞響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號(hào)召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來(lái)滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)營(yíng)管理的市場(chǎng)需求，提供電動(dòng)汽車充電軟件解決方案，可以隨時(shí)隨地享受便捷安全的充電服務(wù)，微信掃一掃、微信公眾號(hào)、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、安全的充電服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、安全、合理的電量補(bǔ)給，能計(jì)時(shí)，計(jì)電度、計(jì)金額作為市民購(gòu)電終端，同時(shí)為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性。
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁	AEV-AC007D		額定功率7kW，單相三線制，防護(hù)等級(jí)IP65，具備防雷 保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍(lán)牙支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電可選配顯示屏
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC030D		額定功率30kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn) 程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC060S		額定功率60kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC120S		額定功率120kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
10路電瓶車智能充電樁	ACX10A系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，免費(fèi)充電 ACX10A-YHW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW：防護(hù)等級(jí)IP65，僅支持免費(fèi)充電
2路智能插座	ACX2A系列		2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡充電
20路電瓶車智能充電樁	ACX20A系列		20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX20A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX20A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，免費(fèi)充電
落地式電瓶車智能充電樁	ACX10B系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤(pán)本地投放圖片及視頻廣告
智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。
	擴(kuò)展模塊ANet-485		M485模塊：4路光耦隔離RS485
	擴(kuò)展模塊ANet-M4G		M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通
導(dǎo)軌式單相電表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級(jí) 支持Modbus和645協(xié)議 證書(shū)：MID/CE認(rèn)證
導(dǎo)軌式電能計(jì)量表	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級(jí)，無(wú)功電能精度2級(jí) 證書(shū)：MID/CE認(rèn)證
無(wú)線計(jì)量?jī)x表	ADW300		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無(wú)功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測(cè)溫；1路剩余電流測(cè)量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí) 證書(shū)：CPA/CE認(rèn)證
導(dǎo)軌式直流電表	DJSF1352-RN		直流電壓、電流、功率測(cè)量，正反向電能計(jì)量，復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級(jí)，1路485通訊，1路直流電能計(jì)量AC/DC85-265V供電 證書(shū)：MID/CE認(rèn)證
面板直流電表	PZ72L-DE		直流電壓、電流、功率測(cè)量，正反向電能計(jì)量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級(jí) 證書(shū)：CE認(rèn)證
電氣防火限流式保護(hù)器	ASCP200-63D		導(dǎo)軌式安裝，可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)、過(guò)載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設(shè)。

5結(jié)語(yǔ)

本文基于分時(shí)電價(jià)與短期負(fù)荷預(yù)測(cè)提出了一種新型多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格機(jī)制，引導(dǎo)車主規(guī)劃用車安排，使充電行為由無(wú)序變?yōu)橛行?。建立以配電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù)，利用MATLAB軟件進(jìn)行算法編程，結(jié)果表明所提出的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略可減小網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷波動(dòng)，有明顯的削峰填谷作用，為車主減少21.17％的充電成本。此外還有效降低了21.00用電高峰期2.77％的網(wǎng)損率并修正18號(hào)節(jié)點(diǎn)3.61％的電壓偏移率，實(shí)現(xiàn)了保證車主充電利益與提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全的并存。

參考文獻(xiàn)

于瀛涵，陳嘉德，韓子?jì)?苑舜，馬卓.《電動(dòng)汽車的有序電管理及其對(duì)配電網(wǎng)的影響分析》

陳麗丹，張堯，電動(dòng)汽車充放電負(fù)荷預(yù)測(cè)研究綜述［J］．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2019,43（10）：177-191．

梅哲，詹紅霞，楊孝華等．考慮電流保護(hù)的配電網(wǎng)電動(dòng)汽車與分布式能源配合優(yōu)化運(yùn)行策略［J］．電力自動(dòng)化設(shè)備，2020，40（2）：89-102

王晛，張華君，張少華．風(fēng)電和電動(dòng)汽車組成虛擬電廠參與電力市場(chǎng)的博弈模型［J］．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2019.43（3）：155-162．

趙傳立，劉莉，孫峰等．電動(dòng)汽車放電對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量影響［J］．東北電力技術(shù)，2016,37（9）：41-44.

郭帥，李家玨，黃旭，等．含電動(dòng)汽車的電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)時(shí)序模型計(jì)算方法［J］．東北電力技術(shù)，2016,37（9）：1-5

《安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)》.2022.05版.

作者簡(jiǎn)介

李明君，男，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作；