黃琴

江蘇安科瑞電能服務(wù)股份有限公司 江蘇江陰 214400

摘要：在當(dāng)今能源轉(zhuǎn)型的大背景下铡捉，光伏-直流智能充電樁憑借其有效战决、環(huán)保的特點(diǎn)，正逐漸成為未來充電基礎(chǔ)設(shè)施的重要發(fā)展方向劲徙。本文將深入探討光伏-直流智能充電樁的有序充電策略及其應(yīng)用效果窘燎。然而，大量光伏出力和電動汽車充電需求在時間上的不匹配秘挥，給電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來較大壓力主瘸。提出一種光伏直流智能充電樁的有序充電策略，在滿足充電需求的基礎(chǔ)上兆焦，減少外網(wǎng)供電糊怖，可有效提高光伏自消納能力和負(fù)荷滿足率。

關(guān)鍵詞：充電樁生碗；有序充電策略捻艳；電動汽車；S2V庆猫；直流系統(tǒng)

0引言

在雙碳目標(biāo)的指引下认轨，以風(fēng)光電為主的可再生能源將被廣泛使用，建筑屋頂光伏是其中的重要組成部分月培，到2025年嘁字，公共機(jī)構(gòu)新建建筑屋頂光伏覆蓋率將達(dá)到50%，以建筑屋頂光伏系統(tǒng)為代表的分布式能源系統(tǒng)也會得到大量應(yīng)用杉畜。然而纪蜒，大規(guī)模分布式光伏接入電網(wǎng)可能會對電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來不利影響，如何有效實(shí)現(xiàn)就地消納是亟待研究的問題此叠。同時纯续，電動汽車蓬勃發(fā)展，預(yù)計2030年中國將保有約8000萬輛電動汽車灭袁，巨大的充電需求也會對區(qū)域電力系統(tǒng)造成巨大挑戰(zhàn)猬错。據(jù)統(tǒng)計，私家電動汽車約有90%以上的時間停放在建筑內(nèi)或周邊停車場茸歧，其充電過程與建筑能源系統(tǒng)深度融合倦炒。因此，探究電動汽車與建筑光伏的互動方式晶会，并挖掘其對建筑光伏的利用潛力毁兼，以有效消納可再生能源，對于降低碳排放有重要意義暂韭。

2009年姿抒，利用太陽能為電動汽車充電（S2V）的概念被提出后奇门，利用停車場的光伏滿足合理范圍內(nèi)的電動汽車通勤電力需求的做法得到驗(yàn)證，發(fā)表了S2V相關(guān)硬件茂蓬、經(jīng)濟(jì)性和策略的研究成果栖啰。但目前電動汽車的主要充電模式大多為恒功率充電，造成了大量瞬時尖峰負(fù)荷吴钧，給電網(wǎng)帶來巨大的壓力劫漠。另外，光伏電力的波動性宙娃、隨機(jī)性和間歇性等不穩(wěn)定特征拄弯，與電力需求側(cè)的負(fù)荷存在較大的不匹配關(guān)系。實(shí)際S2V場景中往往需要從電網(wǎng)取電為電動汽車充電幻林，同時又有部分光伏無法消納贞盯。因此，設(shè)計一種新的有序充電策略沪饺，將電動汽車充電需求與光伏發(fā)電特性相匹配躏敢，對于綠電消納十分重要。

1.光伏-直流智能充電樁的優(yōu)勢

1.1環(huán)保節(jié)能

利用太陽能光伏發(fā)電整葡，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴件余，降低碳排放。與傳統(tǒng)交流充電樁相比遭居，直流充電樁充電速度更快啼器，能夠更有效地為電動汽車提供能量。

1.2穩(wěn)定可靠

光伏系統(tǒng)可以在白天為充電樁提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)俱萍，減少電網(wǎng)波動對充電過程的影響端壳。同時，智能充電樁具備完善的保護(hù)功能鼠次，確保充電安全可靠更哄。

1.3成本效益

雖然初期投資較高，但長期來看齿矗，光伏-直流智能充電樁可以降低運(yùn)營成本。通過利用太陽能秤瞒，減少了電費(fèi)支出爷凫，同時提高了充電設(shè)施的利用率。

2.有序充電策略

2.1智能調(diào)度

通過充電樁與電網(wǎng)的通信侵透，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度罪团。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況、光伏發(fā)電量以及電動汽車的充電需求逞脚，合理安排充電時間和功率嗤渔，避免高峰時段充電涡似，減輕電網(wǎng)壓力。

例如薯湾，在電網(wǎng)負(fù)荷較低的時段怨怒，如夜間或凌晨，提高充電樁的輸出功率线满，加快充電速度榴痢；而在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時段，降低充電功率或暫停充電同诫，以平衡電網(wǎng)供需粤策。

2.2功率控制

根據(jù)電動汽車的電池狀態(tài)和充電需求，動態(tài)調(diào)整充電功率误窖。當(dāng)電池電量較低時叮盘，采用較大功率充電，以縮短充電時間霹俺；當(dāng)電池電量接近充滿時柔吼，降低充電功率，保護(hù)電池壽命吭服。

此外嚷堡，還可以通過智能控制算法，實(shí)現(xiàn)多輛電動汽車的功率分配艇棕，確保每輛車都能在合理的時間內(nèi)完成充電蝌戒。

2.3光伏發(fā)電優(yōu)先利用

充分利用光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，優(yōu)先為電動汽車充電沼琉。當(dāng)光伏發(fā)電量大于充電需求時北苟，可以將多余的電量存儲起來或回饋電網(wǎng)；當(dāng)光伏發(fā)電量不足時琉枚，再從電網(wǎng)獲取電力酌涮。

這樣不僅可以提高光伏系統(tǒng)的利用率，還能減少對電網(wǎng)的依賴更鼻，降低充電成本丑炒。

3.應(yīng)用效果

3.1緩解電網(wǎng)壓力

通過有序充電策略，光伏-直流智能充電樁可以在一定程度上緩解電網(wǎng)壓力措铸。避免高峰時段充電芬阀，減少了電網(wǎng)負(fù)荷峰值，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性废含。

3.2提高充電效率

智能調(diào)度和功率控制策略可以根據(jù)電動汽車的實(shí)際需求讽渐，合理安排充電時間和功率，提高充電效率锰玩。同時揭斥，直流充電樁的快速充電特性也縮短了用戶的充電時間凝估，提升了用戶體驗(yàn)。

3.3促進(jìn)可再生能源發(fā)展

光伏-直流智能充電樁的推廣應(yīng)用眶衙，有助于促進(jìn)可再生能源的發(fā)展甜奄。增加了太陽能等清潔能源在能源消費(fèi)中的比重，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出貢獻(xiàn)王滤。

3.4降低運(yùn)營成本

利用光伏發(fā)電和有序充電策略贺嫂，可以降低充電樁的運(yùn)營成本。減少電費(fèi)支出雁乡，提高經(jīng)濟(jì)效益第喳，同時也為充電樁運(yùn)營商帶來更多的商業(yè)機(jī)會。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺助力有序充電開展

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集和監(jiān)控踱稍，實(shí)時監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)曲饱，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理珠月，交易結(jié)算扩淀，資要管理、電能管理啤挎，明細(xì)查詢等驻谆。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電庆聘、充電機(jī)輸入/輸出過壓胜臊，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警商寝；充電樁支持以太網(wǎng)筝便、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信愁淀、支付寶匆力，云閃付掃碼充電。

4.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑曙椎、一般工業(yè)建筑龟些、居住小區(qū)、實(shí)業(yè)單位卤诗、商業(yè)綜合體鼠灼、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計搁赘。

4.3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)傳輸層棋躬、數(shù)據(jù)層和客戶端層愁反。

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延届。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)行電能計量和保護(hù)贸诚。

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)器方庭。

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)酱固、WEB網(wǎng)站械念，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫运悲、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫龄减。

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。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電班眯。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏希停、實(shí)時監(jiān)控、交易管理署隘、故障管理宠能、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能磁餐，同時為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP棵薛，充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況瞪殖，對設(shè)備狀態(tài)抗该、設(shè)備使用率、充電次數(shù)舞绝、充電時長童丢、充電金額、充電度數(shù)吆踏、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計顯示择车，同時可查看每個站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表轩丁、充電記錄阀严、收益、能耗仙商、故障記錄等砚凳。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率钞钙，合理分配資源鳄橘。

4.4.2實(shí)時監(jiān)控

實(shí)時監(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)芒炼、回路狀態(tài)瘫怜、充電過程中的充電電量术徊、充電電壓電流，充電樁告警信息等鲸湃。

4.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶赠涮，對其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款暗挑、凍結(jié)笋除、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息炸裆。

4.4.4故障管理

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

4.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺囚缝，從充電站點(diǎn)糠歧、充電設(shè)施、旧匈、充電時間预第、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息闯智、能耗統(tǒng)計信息等害媚。

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施犹耻，維護(hù)充電設(shè)施信息财军、價格策略、折扣春探、優(yōu)惠活動欧移，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁辑皿。

4.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用时簸，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)處理赖晶、查詢流量卡使用情況律适、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置遏插，同時可接收故障推送

4.4.8充電小程序

面向充電用戶使用捂贿，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值眷蜓，充電卡綁定分瘾、交易查詢、故障申訴等功能吁系。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5.未來展望

隨著電動汽車市場的不斷發(fā)展和可再生能源技術(shù)的進(jìn)步凰浮，光伏-直流智能充電樁的應(yīng)用前景廣闊。未來苇本，我們可以期待以下發(fā)展趨勢：

（1）技術(shù)創(chuàng)新

不斷提升光伏系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性渡铲，優(yōu)化充電樁的智能控制算法，提高充電速度和安全性号嵌。同時楞澳，探索新的儲能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的有效存儲和利用捣雪。

（2）政策支持

政府部門應(yīng)加大對光伏-直流智能充電樁的政策支持力度堡扳，包括補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等延懂，鼓勵企業(yè)和社會資本參與充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)侄脂。

（3）互聯(lián)互通

實(shí)現(xiàn)充電樁與電動汽車、電網(wǎng)昵壁、能源管理系統(tǒng)等的互聯(lián)互通烫毡，形成智能化的能源生態(tài)系統(tǒng)。通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)坠地，優(yōu)化充電策略弄萨，提高能源利用效率。

總之圾纤，光伏-直流智能充電樁的有序充電策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值禁灼。通過合理的規(guī)劃和管理管挟，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，為電動汽車用戶提供有效弄捕、便捷僻孝、環(huán)保的充電服務(wù)，同時也為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)守谓。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁屹峰.光伏直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用效果

[2] 詹天津,謝玉榮國內(nèi)分布式光伏發(fā)展形勢分析及思考

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版

作者介紹：

黃琴穿铆，任職江蘇安科瑞電能服務(wù)股份有限公司，從事電動汽車有序充電的設(shè)計及商務(wù)咨詢斋荞。