關于新能源電動汽車有序充電的對策

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘 要：隨著我國能源戰略發展以及低碳行動的實施，電動汽車已逐步廣泛應用，而電動汽車的應用非常符合當今社會對環保意識的要求，以及有效節省化石燃料的消耗。由于其沒有污染排放的優點以及政府部門的關注，電動汽車將成為以后出行的重要交通工具。由于大批的電車作為負荷隨機接到電網中進行充電，務必會給輸配電網絡造成不小的沖擊，嚴重影響其經濟效益和電力品質，有時甚至影響其穩定平穩的運行。本文主要從電動汽車無序充電對電網的影響入手，分析目前有序充電調度對策的研究現狀。

關鍵詞：新能源；電動汽車；充電樁；有序充電；分時共享；電網，剩余電流動作保護器；變壓器負載率；輸電網絡

1 電動汽車無序充電對電網的影響

影響電動汽車充電的因素。電動汽車不同于其他負荷，其具有隨機性，因此需要充分考慮影響其變化的因素，并建立理想的負荷概率模型，才可以更真實的模擬電動汽車無序充電并研究其對電網造成的影響。因此目前研究電動汽車充電對電網影響通常選取不同的隨機變量通過蒙特卡洛仿真方法進行建模，得出電動汽車充電功率負荷概率模型，進而與原負荷曲線進行疊加比較，分析其對電網造成的影響。還可以通過對配電系統進行潮流計算，通過接入建模得出的電動汽車負荷分析不同情況下電動汽車充電對電力系統電壓及網絡損耗的仿真結果，說明電動汽車充電對配電網的影響。通常選取IEEE33標準配電系統作為研究對象，如圖1所示。

圖1 IEEE33節點配電網系統

2.1 有序充電研究過程考慮的目標函數

在對目前有關電動汽車有序研究的文獻結發現，主要通過幾個方面來對充電的目標進行控制，這幾個方面也是從用戶個人角度以及電網角度進行考慮。

（1）電網峰谷負荷差較小化

（2）負荷曲線方差較小目標函數為保持時段的負荷數減去日平均負荷之后的平方較小化。

（3）用戶充電費用較小

（4）充電曲線峰值較小

（5）電動汽車的充電完成時間較小

（6）充電站的運營經濟效益較大化

2.2 有序充電研究過程考慮的約束條件

2.2.1 電動汽車的充電量

電動汽車充電后的電量應大于等于起始電量。

2.2.2 用戶充電時間

2.2.3 充電過程的費用較小

2.2.4 地區基本負荷保持一定

2.2.5 配電網負荷上限

2.2.6 線路熱負荷約束

2.2.7 區域內充電樁數量約束

考慮到轄區范圍內的充電樁量限制，如果單位范圍內電動汽車充電量過大，將會產生等待充電的時段過長現象，嚴重影響用戶正常使用，因此需要考慮充電樁數量。

3 充電樁收費運營云平臺

3.1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。

3.2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。

3.3系統結構

3.3.1系統分為四層：

數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

3.4充電樁云平臺系統功能

3.4.1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、充電樁列表等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

3.4.2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、回路狀態等。

3.4.3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。

3.4.4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。

3.4.5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。

3.4.6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、凍結和解綁等。

3.4.7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

3.4.8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。

3.5系統硬件配置

4 結語

由于政府對電車行業的支持，電車的生產規模會伴隨時代的進展而日益擴大，如此龐大的聚集性負荷接入電網勢必給電網帶來消極的影響，因此未來對于研究電動汽車有序充電優化策略是一個常態化的熱點。對于電動汽車作為*負荷的合理有序控制會給電網和用戶帶來經濟性的收益。電動汽車會給生態環境帶來較小污染的排放，滿足當前追求綠色的能源發展戰略；對于電力公司來說，通過對充電順序、時間，電價等合理的電動汽車充電調度可以使電網運行更經濟可靠。未來對于這方面的研究還應關注以下幾個問題：

（1）多關注用戶對于優化充電調度的滿意度，完善經濟激勵制度，使電動汽車用戶自愿配合調度。

（2）簡化充電制度，將用戶充電這一行為與智能手機匹配，使用戶通過手機關注并管理充電狀態；

（3）主要關注交通情況和充電樁占用情況，結合當地電價和用戶個人需求以及當時的交通情況綜合向用戶較優充電路徑和充電持續時間，通過用戶個人實際情況自行抉擇。