安科瑞 宣依依

摘要：隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型的推進，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和優(yōu)化成為推動新能源汽車普及的關(guān)鍵,。本文首先概述了我國電動汽車充電設(shè)施的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，特別是基礎(chǔ)充電設(shè)施分布不均衡和電網(wǎng)供需矛盾加劇的問題,。隨后,，深入探討了充電樁有序充電技術(shù)與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)相結(jié)合的實施策略，并以安科瑞充電樁收費運營云平臺為例,，展示了其在實現(xiàn)有序充電和需求側(cè)響應(yīng)中的實際應(yīng)用,。通過智能有序充電技術(shù)和需求側(cè)響應(yīng)機制，可以有效平衡電網(wǎng)負荷,，提高可再生能源的消納率,，同時減少電動汽車充電對電網(wǎng)的沖擊。本文分析了兩者結(jié)合的潛在優(yōu)勢,，并提出了相應(yīng)的政策建議和技術(shù)路徑,，旨在推動充電基礎(chǔ)設(shè)施的有序建設(shè)和發(fā)展，確保電動汽車充電的便捷性和高效性,，進一步促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,。

關(guān)鍵詞：電動汽車,；充電樁；有序充電,；配電網(wǎng),；需求側(cè)響應(yīng)；

1.引言

電動汽車作為綠色出行的重要選擇,，其普及程度日益提高,，預(yù)計到2025年需要建設(shè)和發(fā)展超過2000萬輛電動汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施。然而,，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn),，特別是基礎(chǔ)充電設(shè)施分布不均衡和電網(wǎng)供需矛盾加劇的問題，嚴重影響了電動汽車的便捷性和用戶的充電體驗,。因此,，研究充電樁有序充電與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)的結(jié)合，成為推動充電基礎(chǔ)設(shè)施有序建設(shè)和發(fā)展,、促進新能源汽車普及的重要途徑,。本文以安科瑞充電樁收費運營云平臺為例，探討了該策略在實際應(yīng)用中的可行性和效果,。

2.電動汽車充電設(shè)施現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

近年來,，我國政府高度重視電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)，采取了多項政策措施,，包括推廣智能有序充電技術(shù)和建設(shè)大量充電樁,。2023 年 1 - 5 月，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為 114.7 萬臺,，其中新增公共車樁比為 2.6：1,，增速不及存量水平。截至 2022 年底,，我國公共充電樁數(shù)量為 179.7 萬座,，較 2016 年增長 165.6 萬座，增幅高達 1174.47%,。其中,，直流充電樁及交流充電樁分別為 76.1 萬座及 103.6 萬座，占公共類充電樁數(shù)量的 42.35% 及 57.65%,。此外,，預(yù)測到 2023 年底，我國將新增 97.5 萬臺公共充電樁,，使其總數(shù)達到 277.2 萬臺,，同時隨車配建充電樁的新增量將達到 340.0 萬臺，使其總數(shù)達到 681.2 萬臺。然而,，盡管充電樁數(shù)量快速增長,，但分布不均衡的問題仍然突出。特別是在一些偏遠地區(qū)或城市邊緣地帶,，充電樁數(shù)量嚴重不足，難以滿足電動汽車的充電需求,。此外,，電動汽車充電負荷對電網(wǎng)的沖擊也不容忽視，可能引發(fā)電網(wǎng)負荷波動和供需失衡,。隨著能源轉(zhuǎn)型的推進和分布式能源的快速發(fā)展,，配電網(wǎng)的運營和管理面臨著新的挑戰(zhàn)。提高配電網(wǎng)的供電能力以滿足用戶用電需求,，同時降低系統(tǒng)的峰谷差和負荷波動,，緩解供電壓力，已成為我國電網(wǎng)規(guī)劃的當(dāng)務(wù)之急,。

3.充電樁有序充電技術(shù)概述

（一）定義

充電樁有序充電技術(shù)是一種通過對電動汽車充電過程進行合理控制和調(diào)度的技術(shù),。它基于電網(wǎng)的運行狀態(tài)、用戶需求,、充電設(shè)施的特性等多方面因素,，實現(xiàn)電動汽車充電負荷在時間和功率上的優(yōu)化分配，避免大量電動汽車同時充電對電網(wǎng)造成的沖擊,，如電壓波動,、過載等問題。

（二）目標

電網(wǎng)側(cè)目標：降低配電網(wǎng)的峰谷差,，平抑負荷波動,，提高電網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,。通過合理安排充電時間和功率,，減少電網(wǎng)在高峰時段的供電壓力，同時充分利用低谷時段的剩余容量,。

用戶側(cè)目標：滿足用戶的充電需求,，在不影響用戶正常使用電動汽車的前提下，盡可能為用戶提供經(jīng)濟,、便捷的充電服務(wù),。例如，根據(jù)用戶的出行計劃和電池狀態(tài),，介紹合適的充電時間和充電功率,，避免長時間等待充電。

4.配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)機制分析

配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)是指通過調(diào)整用戶用電行為，促進電網(wǎng)供需平衡的一種機制,。通過實施需求側(cè)響應(yīng),，可以引導(dǎo)用戶在電網(wǎng)高峰時段減少用電，在低谷時段增加用電,，從而有效緩解電網(wǎng)供需矛盾,，提高電網(wǎng)運行效率和穩(wěn)定性。在這個背景下,，引入需求側(cè)響應(yīng)策略顯得尤為重要,。需求側(cè)響應(yīng)主要是通過激勵用戶調(diào)整用電行為，以實現(xiàn)移峰填谷,，提高電力系統(tǒng)的運行效率,。

（一）電網(wǎng)側(cè)目標

削峰填谷：減少配電網(wǎng)高峰時段的用電負荷，降低電網(wǎng)的峰值功率需求,，同時增加低谷時段的用電負荷,，使負荷曲線更加平坦。這有助于緩解電網(wǎng)在高峰時段的供電壓力,，減少對發(fā)電和輸電設(shè)備的擴容需求,，降低電網(wǎng)建設(shè)和運營成本。

提高供電可靠性：通過合理調(diào)整用戶負荷,，降低電網(wǎng)過載,、電壓波動等故障風(fēng)險，增強配電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)情況（如設(shè)備故障,、自然災(zāi)害等）的能力,，提高供電可靠性和電能質(zhì)量。

促進可再生能源消納：隨著分布式可再生能源（如太陽能,、風(fēng)能）在配電網(wǎng)中的比例不斷增加,，其間歇性和波動性給電網(wǎng)運行帶來挑戰(zhàn)。需求側(cè)響應(yīng)機制可以引導(dǎo)用戶在可再生能源發(fā)電高峰時段增加用電,，提高可再生能源的利用率,，促進其在配電網(wǎng)中的有效消納。

（二）用戶側(cè)目標

降低用電成本：用戶通過響應(yīng)價格信號或激勵措施,，合理調(diào)整用電行為,，選擇在電價較低的時段用電或獲得相應(yīng)的經(jīng)濟補償，從而降低自身的用電費用,。

提高用電舒適度和靈活性：在滿足基本用電需求的前提下,，用戶可以根據(jù)自身情況和激勵機制，靈活安排用電設(shè)備的使用時間,，提高用電的自主性和舒適度,。例如，用戶可以將一些非緊急的用電任務(wù)（如洗衣機洗衣服、電動汽車充電等）安排在低谷電價時段或在收到激勵信號時進行,。

5.充電樁有序充電與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)結(jié)合的優(yōu)異性

（一）優(yōu)化充電設(shè)施利用效率

充電樁有序充電可以根據(jù)電網(wǎng)負荷情況和用戶需求,，合理安排電動汽車的充電時間和功率。當(dāng)與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)結(jié)合時,，可以進一步優(yōu)化充電設(shè)施的利用效率,。例如，在電網(wǎng)負荷低谷時段,，通過價格激勵或控制策略引導(dǎo)電動汽車充電,，避免在高峰時段集中充電，從而提高充電樁的利用率,，減少閑置情況。

（二）緩解配電網(wǎng)壓力

電動汽車大規(guī)模無序充電可能會對配電網(wǎng)造成較大沖擊,，如電壓波動,、過載等問題。有序充電與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)結(jié)合能夠有效緩解這種壓力,。通過需求側(cè)響應(yīng)機制,，配電網(wǎng)可以實時調(diào)整充電樁的充電功率，使其與電網(wǎng)的供電能力相匹配,，保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,。

（三）促進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型

這種結(jié)合有利于充分利用可再生能源。例如,，當(dāng)配電網(wǎng)中有大量光伏,、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電時，可以通過有序充電策略引導(dǎo)電動汽車在可再生能源發(fā)電高峰時段充電,，增加可再生能源的消納,，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，從而推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,。

（四）提升用戶充電體驗

通過有序充電和需求側(cè)響應(yīng)的結(jié)合,，可以為用戶提供更便捷、快速的充電服務(wù),。例如,，根據(jù)用戶的充電需求和電網(wǎng)情況，為用戶介紹充電時間和地點,，避免用戶在充電時長時間等待或找不到可用充電樁的情況,，提高用戶滿意度。

6.安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

6.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(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,，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài),，進行充電服務(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(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng),、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng),，用戶通過微信、支付寶,，云閃付掃碼充電,。

6.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑,、居住小區(qū),、實業(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。

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)議為標準modbus-rtu,。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù),，并進行電能計量和保護。

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,。

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)器部署實時數(shù)據(jù)庫,、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,。

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平臺,。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

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

6.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

6.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況,，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率,、充電次數(shù),、充電時長、充電金額,、充電度數(shù),、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息,、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實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)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賬戶,，對其進行賬戶進行充值、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信息,。

6.4.4故障管理

設(shè)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(fā)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(jié)果上報,。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題,。

6.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點,、充電設(shè)施,、、充電時間,、充電方式等不同角度,，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等,。

6.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)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(shè)施，維護充電設(shè)施信息,、價格策略,、折扣、優(yōu)惠活動,，同時可管理在線卡用戶充值,、凍結(jié)和解綁。

6.4.7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(huán)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(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

6.4.8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,。

6.5系統(tǒng)硬件配置

7.結(jié)論與展望

充電樁有序充電與配電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)的結(jié)合是推動充電基礎(chǔ)設(shè)施有序建設(shè)和發(fā)展,、促進新能源汽車普及的重要途徑。通過實施該策略,，可以有效平衡電網(wǎng)負荷,，提高可再生能源的消納率，減少電動汽車充電對電網(wǎng)的沖擊,，同時引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為,，促進電網(wǎng)供需平衡。安科瑞充電樁收費運營云平臺作為實現(xiàn)這一策略的重要工具,，在實際應(yīng)用中取得了顯著成效,。未來,，應(yīng)繼續(xù)加強政策引導(dǎo)和技術(shù)研發(fā)，推動該策略在更廣泛的范圍內(nèi)應(yīng)用和推廣,。同時,，加強充電設(shè)施與電網(wǎng)的協(xié)同規(guī)劃和建設(shè)，提高充電設(shè)施的智能化管理水平,，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供更加堅實的支撐,。