安科瑞王丹丹acrel2021 摘要：在當前能源轉(zhuǎn)型的背景下，光伏直流智能充電樁正逐漸成為未來充電基礎(chǔ)設(shè)施的重要發(fā)展趨勢,，因其高效和環(huán)保的特點,。本文將深入分析光伏直流智能充電樁的有序充電策略及其應(yīng)用效果。然而,，大規(guī)模光伏發(fā)電與電動汽車充電需求之間的時間不匹配,，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性構(gòu)成了顯著壓力。在滿足充電需求的前提下,，本文提出了一種光伏直流智能充電樁的有序充電策略,，以減少對外部電網(wǎng)的依賴，從而有效提高光伏自消耗率和負載滿足率,。

關(guān)鍵詞：充電樁,；有序充電策略；電動汽車,；S2V,；直流系統(tǒng)

0引言

在雙碳目標的指引下，以風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,，到2025年，公共機構(gòu)新建建筑屋頂光伏覆蓋率將達到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,。然而，大規(guī)模分布式光伏接入電網(wǎng)可能會對電網(wǎng)的安全運行帶來不利影響,，如何有效實現(xiàn)就地消納是亟待研究的問題,。同時，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,，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)。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,，其充電過程與建筑能源系統(tǒng)深度融合。因此,，探究電動汽車與建筑光伏的互動方式,，并挖掘其對建筑光伏的利用潛力,，以有效消納可再生能源,，對于降低碳排放有重要意義。

2009年，利用太陽能為電動汽車充電（S2V）的概念被提出后,，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證,，發(fā)表了S2V相關(guān)硬件、經(jīng)濟性和策略的研究成果,。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荷,，給電網(wǎng)帶來巨大的壓力,。另外，光伏電力的波動性,、隨機性和間歇性等不穩(wěn)定特征,，與電力需求側(cè)的負荷存在較大的不匹配關(guān)系。實際S2V場景中往往需要從電網(wǎng)取電為電動汽車充電,，同時又有部分光伏無法消納,。因此，設(shè)計一種新的有序充電策略,，將電動汽車充電需求與光伏發(fā)電特性相匹配,，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,，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴,，降低碳排放。與傳統(tǒng)交流充電樁相比,，直流充電樁充電速度更快,，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),，減少電網(wǎng)波動對充電過程的影響,。同時，智能充電樁具備完善的保護功能,，確保充電安全可靠,。

1.3成本效益

雖然初期投資較高，但長.期來看,，光伏-直流智能充電樁可以降低運營成本,。通過利用太陽能,，減少了電費支出,，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，實現(xiàn)智能調(diào)度,。根據(jù)電網(wǎng)負荷情況,、光伏發(fā)電量以及電動汽車的充電需求,，合理安排充電時間和功率,，避免高峰時段充電，減輕電網(wǎng)壓力,。

例如,，在電網(wǎng)負荷較低的時段，如夜間或凌晨,，提高充電樁的輸出功率,，加快充電速度；而在電網(wǎng)負荷高峰時段,，降低充電功率或暫停充電，以平衡電網(wǎng)供需,。

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。當電池電量較低時,，采用較大功率充電,，以縮短充電時間；當電池電量接近充滿時,，降低充電功率,，保護電池壽命。

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

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。當光伏發(fā)電量大于充電需求時,，可以將多余的電量存儲起來或回饋電網(wǎng),；當光伏發(fā)電量不足時，再從電網(wǎng)獲取電力,。

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，降低充電成本,。

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

3.3促進可再生能源發(fā)展

光伏-直流智能充電樁的推廣應(yīng)用,，有助于促進可再生能源的發(fā)展。增加了太陽能等清潔能源在能源消費中的比重,，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標做出貢獻,。

3.4降低運營成本

利用光伏發(fā)電和有序充電策略，可以降低充電樁的運營成本,。減少電費支出,，提高經(jīng)濟效益，同時也為充電樁運營商帶來更多的商業(yè)機會,。

4安科瑞充電樁收費運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,。

4.2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、學校,、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計,。

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、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。

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,。

4.4.2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,。

4.4.3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,。

4.4.4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,。

4.4.5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。

4.4.6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,。

4.4.7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

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,。

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)的進步，光伏-直流智能充電樁的應(yīng)用前景廣闊,。未來,，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，優(yōu)化充電樁的智能控制算法,，提高充電速度和安全性,。同時，探索新的儲能技術(shù),，實現(xiàn)光伏發(fā)電的有效存儲和利用,。

（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，包括補貼,、稅收優(yōu)惠等,，鼓勵企業(yè)和社會資本參與充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

（3）互聯(lián)互通

實現(xiàn)充電樁與電動汽車,、電網(wǎng),、能源管理系統(tǒng)等的互聯(lián)互通，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),，優(yōu)化充電策略，提高能源利用效率,。

總之,，光伏-直流智能充電樁的有序充電策略具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。通過合理的規(guī)劃和管理,，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢,，為電動汽車用戶提供有效、便捷,、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。