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淺談新能源電動汽車有序充電策略
任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:以充電站運(yùn)營收益*大化為目標(biāo),以配電變壓器容量及*大限度滿足用戶充電需求為約束條件,建立了充電站內(nèi)電動汽車有序充電的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)用戶充電規(guī)律,采用蒙特卡洛模擬法模擬用戶充電需求,對電動汽車在有序充電和無序充電2種情形下充電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益及配電變壓器負(fù)載情況進(jìn)行了仿真計(jì)算和分析。研究結(jié)果表明,通過動態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)分時電價,有序充電控制方法可顯著提高電動汽車充電站的經(jīng)濟(jì)效益,并具備很高的計(jì)算效率。同時,由于相對便宜電價的激勵,夜間采用有序充電方式也可能使大量的電動汽車集中充電而導(dǎo)致另外一個用電高峰的出現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:電動汽車;充電站;有序充電;經(jīng)濟(jì)效益;蒙特卡洛模擬法
0前言
溫室氣體的過度排放,導(dǎo)致全球氣候變暖趨勢加劇。電動汽車作為新一代的交通工具,其在節(jié)能減排、減少人類對傳統(tǒng)化石能源的依賴方面,相較傳統(tǒng)汽車具備不可比擬的優(yōu)勢。目前,世界各國紛紛出臺相應(yīng)政策,推動電動汽車的發(fā)展與應(yīng)用。
可以預(yù)計(jì),隨著未來電動汽車的普及,大規(guī)模電動汽車接人電網(wǎng)充電將對電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行產(chǎn)生不可忽視的影響。其中,重要影響之一在于大規(guī)模電動汽車充電將帶來新一輪的負(fù)荷增長,尤其是電動汽車在高峰期充電將進(jìn)一步加劇電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差,可能導(dǎo)致配電網(wǎng)線路過載、電壓跌落、配電網(wǎng)損耗增加、配電變壓器過載等一系列問題。另一方面,電動汽車作為新型的移動負(fù)載,其充電行為具有較強(qiáng)的時空不確定性,大量電動汽車的廣泛接人必將加大電網(wǎng)的運(yùn)行控制難度。電動汽車有序充電控制對于降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險,提高電網(wǎng)運(yùn)行效益與可靠性具有重要意義。
對于在充電站,包括安裝有多個充電樁和充電監(jiān)控系統(tǒng)的停車場,下文統(tǒng)稱為充電站)中實(shí)現(xiàn)電動汽車有序充電控制是必要的。有序充電的控制方式多樣,文獻(xiàn)將每一輛電動汽車看做獨(dú)立的能源消費(fèi)者,其充電統(tǒng)一由電動汽車控制實(shí)時控制,利用這種控制方式可有效降低配電系統(tǒng)運(yùn)行損耗。文獻(xiàn)在分析配電系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡(luò)損耗、配電網(wǎng)負(fù)載率以及負(fù)荷波動方差三者之間關(guān)系的基礎(chǔ)上,研究用于降低損耗的有序充電控制方法。在不影響電動汽車動力電池使用壽命的基礎(chǔ)上,文獻(xiàn)提出通過有序充電控制方法降低電動汽車用戶的充電成本,并研究了電動汽車提供輔助服務(wù)的有序充放電控制方法。另一方面,利用電動汽車有序充電控制,可以與新能源出力配合,降低因?yàn)樾履茉闯隽Σ淮_定性與電動汽車充電時空分布不確定性對電網(wǎng)造成的負(fù)面影響。文獻(xiàn)研究了考慮電動汽車充電以及風(fēng)電出力不確定性的隨機(jī)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。
隨著電動汽車的發(fā)展,采用集中控制方式對數(shù)量巨大的電動汽車進(jìn)行有序充電控制將對電網(wǎng)電動汽車控制的計(jì)算能力提出很高的要求。同時較大區(qū)域內(nèi)電動汽車與控制的實(shí)時通信速度和可靠性也面臨挑戰(zhàn)。相反,作為只有相對少量電動汽車的充電場所,充電站能夠迅速實(shí)時采集電動汽車充電信息,并根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時狀態(tài),兼顧客戶的充電需求,對其進(jìn)行有序充電控制。以此為基礎(chǔ),結(jié)合分站分區(qū)控制便能迅速而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的有序充電協(xié)調(diào)控制。
本文旨在研究電動汽車充電站(特別是配備多個充電樁和充電監(jiān)控系統(tǒng)的停車場)的有序充電協(xié)調(diào)控制策略。以充電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益*大化為目標(biāo),以變壓器運(yùn)行不過載以及*大限度滿足電動汽車用戶充電需求為約束條件,建立電動汽車有序充電控制的優(yōu)化模型,從而實(shí)現(xiàn)充電站內(nèi)電動汽車的協(xié)調(diào)充電控制。
1充電站有序充電目標(biāo)與輸入信息
一般電動汽車充電站的結(jié)構(gòu)為在配電變壓器下接有常規(guī)負(fù)荷和電動汽車充電負(fù)荷。對于配有配電變壓器的充電站,常規(guī)負(fù)荷較小,可忽略。
作為電動汽車充電服務(wù)的提供商,電動汽車充電站按照充電電價收取充電服務(wù)的費(fèi)用,按購電電價向電網(wǎng)公司支付電費(fèi),通過兩者的差價實(shí)現(xiàn)盈利。
設(shè)充電站有N臺充電機(jī),每當(dāng)有新的電動汽車客戶接入充電站n臺(n=1,2,…,N)充電機(jī)時,充電控制系統(tǒng)可通過客戶電動汽車上的電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車電池容量B,,以及電池當(dāng)前荷電狀態(tài)Y,,A(即電動汽車當(dāng)前電池電量與其電池總?cè)萘康谋壤?。為了制定電動汽車有序充電策略,客戶需要告知充電站內(nèi)充電控制系統(tǒng)該電動汽車預(yù)期的停留時間tn以及客戶離開時期望的電動汽車電池荷電狀態(tài)Yp。在此基礎(chǔ)上,以滿足客戶需求以及充電站變壓器不過載為前提,通過有序充電控制,實(shí)現(xiàn)充電站經(jīng)濟(jì)效益的*大化。
2有序充電控制策略、模型及控制算法
2.1控制策略
設(shè)充電站內(nèi)所有充電機(jī)的額定充電功率均為P,配電變壓器的額定容量為Sr,充電負(fù)荷功率因數(shù)平均為λ。鋰電池一般采用三段式充電方法進(jìn)行充電,分別是預(yù)充電階段、恒流充電階段和恒壓充電階段。當(dāng)從較低的起始荷電狀態(tài)開始充電時,為了避免大電流對電池的沖擊,一般需要經(jīng)過短時間的預(yù)充電階段.在恒流充電階段,電池的兩端電壓基本維持不變,因此該過程充電功率基本維持不變。當(dāng)荷電狀態(tài)接近1時,電池進(jìn)入恒壓階段進(jìn)行充電,該階段充電功率持續(xù)減小,但該階段占整個充電時間的比例非常小。因此,本文研究假設(shè)充電過程為恒功率充電,以此計(jì)算得到的充電決策基本能夠保證客戶的充電需求。
根據(jù)變壓器歷史常規(guī)負(fù)荷(除電動汽車負(fù)荷以外的其他負(fù)荷)數(shù)據(jù),可預(yù)測當(dāng)日96點(diǎn)常規(guī)負(fù)荷曲線,時間間隔為15min。用A;表示一日中j(j=1,2,…,96)個時間段內(nèi)允許充電站對電動汽車充電的功率占變壓器容量的比例,A,在[0,1]取值。對配有配電變壓器的電動汽車充電站,A;=1。
充電站當(dāng)日的電價信息主要包括充電站從電網(wǎng)購電的電價和向電動汽車用戶收取的充電電價,分別用c;和p;表示,j=1,2,…,96。
根據(jù)當(dāng)前時間與充電站內(nèi)所有車輛的預(yù)期停留時間設(shè)定值,確定從當(dāng)前時刻起的所有車輛停留時間的*大值t,得到充電協(xié)調(diào)控制的時間段數(shù)J,系統(tǒng)每15min改變一次充電狀態(tài),則表示小于x的*大整數(shù)。
根據(jù)得到的充電協(xié)調(diào)控制時間段數(shù)J,構(gòu)造充電站狀態(tài)矩陣S,其元素S,為從當(dāng)前時刻算起j個時間段上充電機(jī)n的停車狀態(tài):S=1表示有車;S=0表示無車。
每隔15min,充電站內(nèi)電動汽車充電控制系統(tǒng)根據(jù)充電站內(nèi)電動汽車停車狀況、用戶需求、電網(wǎng)負(fù)載和電價信息,調(diào)用有序充電優(yōu)化程序,計(jì)算確定每臺充電機(jī)在未來J個時間段內(nèi)充電和停機(jī)狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)電動汽車充電站運(yùn)營效益*大化。
2.2數(shù)學(xué)優(yōu)化模型
以充電站的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益*大化為目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)如下:
(1)式中:C為n個充電機(jī)以當(dāng)前時刻為起始點(diǎn)的j個時間段的控制決策,C=1表示該充電機(jī)開啟,C,=0表示該充電閉;△t為一個時間段的長度,本文取15min。
配電變壓器容量約束如下:
(2)式中:λ為充電負(fù)荷的平均功率因數(shù)。
在J個時間段內(nèi),被充電的電動汽車的電池荷電狀態(tài)應(yīng)當(dāng)至少達(dá)到充電開始時所需求的*終荷電狀態(tài)Y,,p,同時在充滿的情況下應(yīng)該停止充電。充電需求約束如下:
設(shè)C為由決策變量C組成的充電機(jī)開停決策矩陣,上述優(yōu)化模型是以C為決策變量的線性整數(shù)規(guī)劃模型。本文使用CPLEX優(yōu)化工具包進(jìn)行求解,計(jì)算效率較高。
2.3異常處理
在解決客戶的實(shí)際需求時可能會遇到這樣的問題:客戶的需求急切,在短時間內(nèi)需要充電站為之提供大量的電能(例如較大的Y.和Bn,較小的tn)。此時由于充電設(shè)備硬件約束(充電功率P不可能很大),以及變壓器容量約束,充電站不能滿足客戶的需求,即出現(xiàn)不能滿足電動汽車用戶離開時電池荷電狀態(tài)至少達(dá)到Y(jié)的情況。在優(yōu)化問題求解時表現(xiàn)出優(yōu)化無解。
為解決此問題,當(dāng)用戶輸人Y,p之后,求解優(yōu)化控制策略,若無解,提示用戶此時系統(tǒng)不能滿足客戶充電需求;并將該用戶Ymp遞減2%,再次求解,直到有解為止。優(yōu)化系統(tǒng)告知顧客*終調(diào)整后的Y,p,若客戶滿意,即按照調(diào)整后的Y,,執(zhí)行優(yōu)化控制。若客戶不滿意,只能放棄這位客戶。若Y,p降到Y(jié),A時,上述問題仍無解,則此時充電站不能滿足客戶的任何充電需求,也只能放棄這位客戶。
根據(jù)上述模型進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而得到充電機(jī)開停決策矩陣C,實(shí)現(xiàn)電動汽車充電站的有序充電控制。系統(tǒng)每15min更新系統(tǒng)狀態(tài),發(fā)出新一輪控制命令。如果在本次15min的時間間隔內(nèi)沒有新車進(jìn)入充電站,則按照原先計(jì)算好的控制策略每隔15min改變充電機(jī)的狀態(tài),如果有新車進(jìn)入,則在新車進(jìn)入后按照上述步驟重新計(jì)算,但在本次15min時間段內(nèi),保持原有車輛的充電狀態(tài)不變。在下一個時間段開始時,根據(jù)新計(jì)算得到的控制策略,改變充電站內(nèi)充電機(jī)的狀態(tài)。對于充電站的實(shí)際監(jiān)控,在充電的15min間隔內(nèi),充電機(jī)動態(tài)監(jiān)控電池的充電狀態(tài),當(dāng)充滿時自動停止充電。
2.4有序充電控制流程
充電站內(nèi)有序充電控制流程如圖1所示。
圖1充電站內(nèi)有序充電控制流程
3算例分析
3.1參數(shù)設(shè)置
以一個小區(qū)充電站為例,配電變壓器下帶有常規(guī)負(fù)荷和電動汽車充電負(fù)荷。配電變壓器的容量為800kVA。根據(jù)中國2010年4月通過的《電動汽車傳導(dǎo)式接口》l_l,采用常規(guī)電模式對該充電站內(nèi)電動汽車進(jìn)行充電,充電功率為7kW,充電負(fù)荷功率因數(shù)為0.9。該充電站擁有充電樁8O個。居民負(fù)荷占配電變壓器容量的比例r的曲線如圖2所示,*高負(fù)荷為配變?nèi)萘康?0%。
圖2rs的曲線
充電站從電網(wǎng)購電的電價采用國內(nèi)工業(yè)用電分時電價的形式,而充電站收取電動汽車的充電電價則取統(tǒng)一的價格,具體充電站電價參數(shù)設(shè)置如表1所示。假設(shè)該充電站每日為100輛私家電動汽車提供充電服務(wù),分析居民用戶一般使用電動汽車的習(xí)慣,設(shè)計(jì)電動汽車的充電數(shù)據(jù)如表2所示。
表1充電站電價參數(shù)設(shè)置
3.2無序充電
為了驗(yàn)證有序充電的控制效果,先計(jì)算無序充電情況下充電站運(yùn)營情況和變壓器負(fù)載情況,并將運(yùn)算結(jié)果與有序充電情形作比較。
在無序充電情形下,只要充電站有空余車位,即可為新進(jìn)入的電動汽車提供持續(xù)充電服務(wù),直到用戶離開為止,若在此之前電動汽車電池已經(jīng)充滿,也應(yīng)停止充電。在無序充電情形下,充電站可能因?yàn)榇罅侩妱悠嚨慕尤?,?dǎo)致配電變壓器過載,也可能因?yàn)橛脩舻男枨蠹逼?在短時間內(nèi)要求荷電狀態(tài)達(dá)到較高的要求),出現(xiàn)電動汽車即便一直在充電,但在離開時動力電池也不能充滿的情形。
3.3基于蒙特卡洛模擬的仿真分析方法
基于蒙特卡洛仿真法,根據(jù)表2的數(shù)據(jù),隨機(jī)產(chǎn)生多個電動汽車充電日需求數(shù)據(jù),并對電動汽車的充電過程進(jìn)行有序充電控制和無序充電2種情形的計(jì)算。每次仿真具體的計(jì)算流程見附錄A。
表2電動汽車的充電數(shù)據(jù)設(shè)定
Table2Chargingparametersforelectricvehicles
為分析有序充電策略對電動汽車充電站運(yùn)行參數(shù)的影響,需對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,統(tǒng)計(jì)信息如表3所示。
表3仿真統(tǒng)計(jì)信息
Table3Simulationstatisticalinformation
3.4仿真結(jié)果
通過蒙特卡洛法模擬100輛車在一日內(nèi)的充電需求,并統(tǒng)計(jì)有序充電和無序充電2種模式下的計(jì)算結(jié)果。通過模擬計(jì)算充電站在有序充電和無序充電2種情形下的平均收益bw,得到如圖3所示的平均收益曲線。
計(jì)算次數(shù)
(b)無序充電
圖3.2種充電策略下的平均收益曲線
從平均收益曲線可以看出,蒙特卡洛計(jì)算次數(shù)大于400后,平均收益基本保持不變。因此將仿真次數(shù)設(shè)定為400。仿真在處理器(CPU)為IntelCorei3,4GB內(nèi)存的計(jì)算機(jī)上完成,仿真結(jié)果如表4所示。疊加常規(guī)負(fù)荷和電動汽車充電負(fù)荷得到在有序充電和無序充電2種情形下的期望日負(fù)荷曲線和常規(guī)負(fù)荷曲線如圖4所示。
表4有序與無序充電仿真結(jié)果
Table4Resultsofcoordinatedanduncoordinatedchargingmodes
注:bmx和bmin分別為充電站*高收益、*低收益;rave,rmx,rmin分別為充電站放棄服務(wù)客戶的日平均比例、日*高比例、日*低比例;R為充電站日平均車輛降低充電需求所占的比例;Twe為平均計(jì)算時間;Pmx和Pmin分別為*大負(fù)荷和*小負(fù)荷占配電變壓器容量的百分比。
圖4有序和無序充電2種情形下期望負(fù)荷曲線
3.5結(jié)果分析
(1)本例中,在有序充電模式下,充電站的運(yùn)營收益大約為在無序充電模式下的3倍,說明有序充電方法的引入使得充電站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益大大提高。
(2)對比仿真數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn),在2種充電模式下,充電站日放棄服務(wù)客戶的比例均保持在較低的水平,說明采用有序充電方法并不會對用戶使用充電站充電造成顯著影響。沒能進(jìn)入充電站的車輛的情形基本在充電站沒有多余車位時發(fā)生。事實(shí)上,當(dāng)不計(jì)及配電變壓器容量約束時放棄為客戶服務(wù)將僅會在充電站沒有多余車位時發(fā)生。因此充電站日放棄服務(wù)客戶的比例與充電站的車位數(shù)量、電動汽車的充電時間分布以及配電變壓器容量直接相關(guān)。
(3)在有序充電模式下,日平均車輛降低充電需求所占的比例維持在很低的水平,說明該充電站能在具有較高經(jīng)濟(jì)效益的同時,基本滿足用戶的充電需求。
(4)在有序充電模式下,每計(jì)算一個時間段的控制策略的平均時間僅為1s左右,計(jì)算速度快。該算法適合對大規(guī)模充電站內(nèi)的電動汽車進(jìn)行實(shí)時有序充電控制。
(5)通過分析有序充電和無序充電2種情形下的典型日負(fù)荷曲線,發(fā)現(xiàn)在無序充電模式下,在負(fù)荷晚高峰時,大量的電動汽車接入充電,使得晚高峰進(jìn)一步升高,加劇了峰谷差。而在有序充電模式下,盡管晚高峰并未進(jìn)一步升高,但在夜間谷電期,由于購電電價便宜,充電站為獲取較大經(jīng)濟(jì)效益,在這段時間集中大量的電動汽車充電,導(dǎo)致在夜間電網(wǎng)局部出現(xiàn)了一個用電高峰,此用電高峰甚至比晚高峰更高,這說明在電動汽車大量接入的情況下,單純采用分時電價的方式調(diào)控電動汽車充電站的充電行為;可能使得大量的電動汽車聚集在電價便宜的時間段充電,導(dǎo)致局部電網(wǎng)另外一個用電高峰的出現(xiàn)。
4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)選型方案
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?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實(shí)時監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)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(xì)查詢等。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓,欠壓,絕緣低各類故障進(jìn)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(shí)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(jì)。
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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。
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(shí)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(fèi)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(shí)時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能,同時為運(yùn)維人員提供運(yùn)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(diǎn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示,同時可查看每個站點(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(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(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)、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(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息。
4.4.4故障管理
設(shè)備自動上報(bào)故障信息,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,運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。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(jì)分析
通過系統(tǒng)平臺,從充電站點(diǎn)、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(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。
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,維護(hù)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(yùn)維APP
面向運(yùn)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、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況,進(jìn)行遠(yuǎn)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。
4.5系統(tǒng)硬件配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺 | AcrelCloud-9000 | 安科瑞響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號召,為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁,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滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)營管理的市場需求,提供電動汽車充電軟件解決方案,可以隨時隨地享受便捷高效安全的充電服務(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,為車主用戶提供便捷、高效、安全的充電服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補(bǔ)給,能計(jì)時,計(jì)電度、計(jì)金額作為市民購電終端,同時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,單相三線制,防護(hù)等級IP65,具備防雷 保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方:4G/wifi/藍(lán)牙支持刷卡,掃碼、免費(fèi)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,三相五線制,防護(hù)等級IP54,具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn) 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(fèi)充電 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S | 額定功率60kW,三相五線制,防護(hù)等級IP54,具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)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(fèi)充電 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S | 額定功率120kW,三相五線制,防護(hù)等級IP54,具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)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(fèi)充電 | |
10路電瓶車智能充電樁 | 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。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN:防護(hù)等級IP21,支持投幣、刷卡,掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN:防護(hù)等級IP21,支持投幣、刷卡,免費(fèi)充電 ACX10A-YHW:防護(hù)等級IP65,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YHN:防護(hù)等級IP21,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YW:防護(hù)等級IP65,支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW:防護(hù)等級IP65,僅支持免費(fèi)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。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別,報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN:防護(hù)等級IP21,支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN:防護(hù)等級IP21,支持掃碼充電 ACX2A-YN:防護(hù)等級IP21,支持刷卡充電 | |
20路電瓶車智能充電樁 | 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。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別,報(bào)警上報(bào)。 ACX20A-YHN:防護(hù)等級IP21,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX20A-YN:防護(hù)等級IP21,支持刷卡,免費(fèi)充電 | |
落地式電瓶車智能充電樁 | 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。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10B-YHW:戶外使用,落地式安裝,包含1臺主機(jī)及5根立柱,支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL:戶外使用,落地式安裝,包含1臺主機(jī)及5根立柱,支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 | |
智能邊緣計(jì)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(kuò)展模塊,485擴(kuò)展模塊。 | |
擴(kuò)展模塊ANet-485 | M485模塊:4路光耦隔離RS485 | ||
擴(kuò)展模塊ANet-M4G | M4G模塊:支持4G全網(wǎng)通 | ||
導(dǎo)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:MID/CE認(rèn)證 | |
導(dǎo)軌式電能計(jì)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(tǒng)計(jì),總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);紅外通訊;電流規(guī)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,無功電能精度2級 證書:MID/CE認(rèn)證 | |
無線計(jì)量儀表 | ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,有功電能計(jì)量(正、反向)、四象限無功電能、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(xiàng)目) 證書:CPA/CE認(rèn)證 | |
導(dǎo)軌式直流電表 | DJSF1352-RN | 直流電壓、電流、功率測量,正反向電能計(jì)量,復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì),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(jì)量AC/DC85-265V供電 證書:MID/CE認(rèn)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(jì)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:CE認(rèn)證 | |
電氣防火限流式保護(hù)器 | ASCP200-63D | 導(dǎo)軌式安裝,可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)、過載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A,額定電流菜單可設(shè)。 |
5結(jié)束語
本文根據(jù)充電站實(shí)時運(yùn)行狀態(tài),結(jié)合電動汽車用戶的實(shí)際充電行為,充分考慮進(jìn)入充電站電動汽車的不同荷電狀態(tài)、停留時間以及不同客戶需求,以充電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益*大化為目標(biāo),建立了充電站電動汽車充電數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了充電站內(nèi)電動汽車的協(xié)調(diào)充電控制。通過仿真分析,得到以下結(jié)論。
(1)采用所提出的有序充電控制方法,在保證客戶需求以及變壓器運(yùn)行不過載的基礎(chǔ)上,可顯著提高充電站的收益。
(2)所提出的控制策略計(jì)算效率高;適合大規(guī)模充電站的電動汽車有序充電實(shí)時控制計(jì)算。
(3)從采用有序充電方式后的負(fù)荷曲線發(fā)現(xiàn)僅僅通過單一的分時電價協(xié)調(diào)充電站有序充電控制行為,可能在某些情形下并不能降低局部電網(wǎng)的峰谷差,相反大量的電動汽車接入可能導(dǎo)致局部電網(wǎng)另外一個峰荷的產(chǎn)生。
需要說明的是,本文中給出的策略特別適合應(yīng)用于安裝有多個充電樁和充電監(jiān)控系統(tǒng)的停車場。該策略每隔15min改變一次充電站充電機(jī)開停狀態(tài),此時間間隔可根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)置。進(jìn)一步的研究方向主要包括以下2個方面:①多目標(biāo)的有序充電控制以及充電站間協(xié)調(diào)有序充電控制,以有效降低電動汽車充電對電網(wǎng)的影響;②在有序充電控制模型中考慮改變充電狀態(tài)對電池壽命的影響
參考文獻(xiàn)
[1]徐智威,胡澤春,宋永華,羅卓偉,占愷嶠,石恒.充電站內(nèi)電動汽車有序充電策略
[2]趙俊華,文福拴,薛禹勝,等.計(jì)及電動汽車和風(fēng)電出力不確定性的隨機(jī)經(jīng)濟(jì)調(diào)度[J].電力系統(tǒng)自動化,2010,34(20):22—29.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊2020.06版.
作者簡介
任運(yùn)業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。