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更新時(shí)間：2025-01-08 
瀏覽次數：348安科瑞 陳聰
摘要： 隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的大規模普及，其接入智能配電網(wǎng)對配電網(wǎng)產(chǎn)生了多方面的影響。本文深入探討智能配電網(wǎng)的概念及其背景下電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略的重要性。通過(guò)對某地區實(shí)際案例的剖析，闡述智能配電網(wǎng)在電動(dòng)汽車(chē)有序充電方面的意義與優(yōu)勢，并介紹安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺如何助力有序充電的開(kāi)展，旨在為智能配電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)協(xié)同發(fā)展提供理論依據與實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；電動(dòng)汽車(chē)；有序充電策略；安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺
1.引言
隨著(zhù)全球能源轉型和環(huán)境保護意識的增強，電動(dòng)汽車(chē)作為新能源汽車(chē)的代表，其市場(chǎng)滲透率正在迅速提升。然而，大規模電動(dòng)汽車(chē)的接入給傳統配電網(wǎng)帶來(lái)了諸如負荷波動(dòng)增大、電能質(zhì)量下降等諸多挑戰。在智能配電網(wǎng)背景下，研究電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略成為解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，它不僅有助于提高配電網(wǎng)的運行效率和可靠性，還能促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的廣泛應用，推動(dòng)能源轉型。
2.智能配電網(wǎng)概述
2.1智能配電網(wǎng)的概念
智能配電網(wǎng)是在傳統配電網(wǎng)基礎上，融合先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等，實(shí)現對配電網(wǎng)的全面感知、實(shí)時(shí)監測、優(yōu)化控制和智能決策的現代化配電網(wǎng)絡(luò )。它具有自愈性、兼容性、高效性等顯著(zhù)特點(diǎn)，能夠更好地適應分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)等新型電力負荷的接入。
2.2智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
（一）先進(jìn)的傳感與測量技術(shù)，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的電氣量、狀態(tài)量等信息。
（二）高速可靠的通信技術(shù)，保障數據在配電網(wǎng)各環(huán)節的準確傳輸。
（三）智能的控制與優(yōu)化算法，對配電網(wǎng)的運行進(jìn)行靈活調控。
2.3智能配電網(wǎng)的典型模式
目前，智能配電網(wǎng)的典型模式有：泛能網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)等。
泛能網(wǎng)：在泛能理念的指導下，利用智能數字技術(shù)，將能源網(wǎng)絡(luò )、物質(zhì)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)耦合形成的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。將風(fēng)能、太陽(yáng)能、電能等多種能源，根據客戶(hù)需求進(jìn)行合理匹配和調度。泛能網(wǎng)打破傳統能源與可再生能源簡(jiǎn)單的并列模式，轉變?yōu)橄嗷ブ文Ｊ?，形成高度有序的能源利用方案，?shí)現能效利用的*大化。
主動(dòng)配電網(wǎng)：傳統配網(wǎng)模式下，用戶(hù)負荷是剛性不可控的，電網(wǎng)只能被動(dòng)的作出調整。主動(dòng)配電網(wǎng)通過(guò)用戶(hù)的需求側響應及反饋，通過(guò)靈活的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構調控潮流，主動(dòng)控制和充分利用用戶(hù)側的分布式能源及儲能設備，實(shí)現大規模分布式能源的消納，適應隨機性和間歇性較強的用戶(hù)負荷接入。主動(dòng)配電網(wǎng)可以通過(guò)多種市場(chǎng)化激勵機制實(shí)現電力系統安全、穩定、經(jīng)濟有效運行，提高能源利用效率。
3.1負荷特性改變
電動(dòng)汽車(chē)充電負荷具有隨機性和波動(dòng)性，大量電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電可能導致配電網(wǎng)峰谷差進(jìn)一步擴大，加重配電網(wǎng)的負擔，影響配電網(wǎng)的穩定性和供電質(zhì)量。
3.2電能質(zhì)量問(wèn)題
電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中可能產(chǎn)生諧波電流，注入配電網(wǎng)后會(huì )引起電壓畸變、三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題，干擾其他電力設備的正常運行。
3.3對配電網(wǎng)規劃的影響
傳統配電網(wǎng)規劃未充分考慮電動(dòng)汽車(chē)充電需求，大規模電動(dòng)汽車(chē)接入后，可能導致配電網(wǎng)的容量不足、線(xiàn)路過(guò)載等情況，需要重新評估和優(yōu)化配電網(wǎng)規劃。
4.1基于價(jià)格信號的有序充電策略
通過(guò)制定分時(shí)電價(jià)等價(jià)格機制，引導電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)在低谷電價(jià)時(shí)段充電，從而實(shí)現削峰填谷。例如，在夜間電價(jià)較低時(shí)，鼓勵用戶(hù)集中充電，降低配電網(wǎng)的高峰負荷，提高配電網(wǎng)的負荷率。
4.2基于負荷預測的有序充電策略
利用智能配電網(wǎng)的大數據分析和負荷預測技術(shù)，預測配電網(wǎng)的負荷變化趨勢以及電動(dòng)汽車(chē)的充電需求。根據預測結果，合理安排電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間和充電功率，避免充電負荷與其他負荷疊加導致的過(guò)載情況。
4.3智能充電設施的優(yōu)化布局
結合智能配電網(wǎng)的拓撲結構和電動(dòng)汽車(chē)的分布密度，優(yōu)化充電樁等充電設施的布局。在負荷中心、停車(chē)場(chǎng)等電動(dòng)汽車(chē)集中區域合理配置充電設施，減少充電電流的長(cháng)距離傳輸，降低線(xiàn)路損耗，提高充電效率。
以某地區為例，該地區智能配電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現了對電動(dòng)汽車(chē)充電站的實(shí)時(shí)監控和智能調度。通過(guò)引入電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略，該地區成功實(shí)現了電動(dòng)汽車(chē)充電需求與電網(wǎng)負荷的協(xié)調平衡。在電網(wǎng)負荷高峰期，智能配電網(wǎng)自動(dòng)減少電動(dòng)汽車(chē)的充電功率或延遲充電時(shí)間，避免了對電網(wǎng)的沖擊。同時(shí)，在電網(wǎng)負荷低谷期，智能配電網(wǎng)則鼓勵電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，提高了電網(wǎng)的負荷率和設備利用率。
此外，該地區還引入了安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺，該平臺具備充電樁狀態(tài)監控、充電費用結算、充電數據分析等功能。通過(guò)與智能配電網(wǎng)的協(xié)同工作，該平臺可以實(shí)現對電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程的全面監控和優(yōu)化調度，進(jìn)一步提高了電動(dòng)汽車(chē)有序充電的效率和準確性。
6.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(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數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；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應用場(chǎng)所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。
6.3系統結構
系統分為四層：
1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。
2）數據采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護。
3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。
4）數據層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。
5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。
小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。
6.4安科瑞充電樁云平臺系統功能
6.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。
6.4.2實(shí)時(shí)監控
實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(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
平臺管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。
6.4.4故障管理
設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)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(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。
6.4.5統計分析
通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統計信息、能耗統計信息等。
6.4.6基礎數據管理
在系統平臺建立運營(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、凍結和解綁。
6.4.7運維APP
面向運維人員使用，可以對站點(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)行遠程參數設置，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。
6.5系統硬件配置
| 類(lèi)型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
| 安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應節能環(huán)保、綠色出行的號召，為廣大用戶(hù)提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類(lèi)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(mǎn)足新能源汽車(chē)行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營(yíng)管理的市場(chǎng)需求，提供電動(dòng)汽車(chē)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、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗，充電方式多樣化，為車(chē)主用戶(hù)提供便捷、安全的充電服務(wù)。實(shí)現對動(dòng)力電池快速、安全、合理的電量補給，能計時(shí)，計電度、計金額作為市民購電終端，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(xiàn)制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過(guò)載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
| 互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，三相五線(xiàn)制，防護等級IP54，具備防雷保護、過(guò)載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，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、免費充電 |
| 互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW，三相五線(xiàn)制，防護等級IP54，具備防雷保護、過(guò)載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，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、免費充電 |
| 互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 額定功率120kW，三相五線(xiàn)制，防護等級IP54，具備防雷保護、過(guò)載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，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、免費充電 |
| 10路電瓶車(chē)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(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護、過(guò)載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
| 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(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護、過(guò)載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
| 20路電瓶車(chē)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(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護、過(guò)載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電 |
| 落地式電瓶車(chē)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(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護、過(guò)載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶(hù)外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶(hù)外使用，落地式安裝，包含1臺主機及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 |
| 絕緣監測儀 | AIM-D100-ES |
| AIM-D100-ES系列直流絕緣監測儀可以應用在15~1500V的直流系統中，用于在線(xiàn)監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時(shí)，發(fā)出預警或報警信號。 |
| 絕緣監測儀 | AIM-D100-T |
| AIM-D100-T系列直流絕緣監測儀可以應用在10~1000V的直流系統中，用于在線(xiàn)監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時(shí)，發(fā)出預警或報警信號。 |
| 智能邊緣計算網(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擴展模塊，485擴展模塊。 |
| 擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
| 擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
| 導軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協(xié)議 證書(shū)：MID/CE認證 |
| 導軌式電能計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無(wú)功電能統計；紅外通訊；電流規格：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，無(wú)功電能精度2級 證書(shū)：MID/CE認證 |
| 無(wú)線(xiàn)計量?jì)x表 | ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（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四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目） 證書(shū)：CPA/CE認證 |
| 導軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入*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，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書(shū)：MID/CE認證 |
| 面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入*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 證書(shū)：CE認證 |
| 電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D |
| 導軌式安裝，可實(shí)現短路限流滅弧保護、過(guò)載限流保護、內部超溫限流保護、過(guò)欠壓保護、漏電監測、線(xiàn)纜溫度監測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線(xiàn)通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。 |
| 開(kāi)口式電流互感器 | AKH-0.66/K |
| AKH-0.66K系列開(kāi)口式電流互感器安裝方便，無(wú)須拆一次母線(xiàn)，亦可帶電操作，不影響客戶(hù)正常用電，可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。 |
| 霍爾傳感器 | AHKC |
| 霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復雜信號的隔離轉換，通過(guò)霍爾效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受，響應時(shí)間快，電流測量范圍寬精度高，過(guò)載能力強，線(xiàn)性好，抗干擾能力強。 |
| 智能剩余電流繼電器 | ASJ |
| 該系列繼電器可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式的剩余電流動(dòng)作保護器，主要適用于交流50Hz，額定電壓為400V及以下的TT或TN系統配電線(xiàn)路，防止接地故障電流引起的設備和電氣火災事故，也可用于對人身觸電危險提供間接接觸保護。 |
7.結論與展望
智能配電網(wǎng)背景下的電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略研究對于實(shí)現配電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)的和諧發(fā)展具有極為重要的意義。通過(guò)深入理解智能配電網(wǎng)的概念和關(guān)鍵技術(shù)，分析電動(dòng)汽車(chē)接入的影響，制定并實(shí)施有效的有序充電策略，并借助安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺等技術(shù)手段，可以有效解決電動(dòng)汽車(chē)大規模接入帶來(lái)的問(wèn)題，提高配電網(wǎng)的運行效率、可靠性和電能質(zhì)量，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展，為構建清潔、有效、智能的電力能源系統奠定堅實(shí)基礎。未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用經(jīng)驗的積累，電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略將不斷完善，在能源轉型和綠色發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用。
參考文獻：
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