安(ān)科瑞 劉邁(mài)

　　摘要(yào)
：在當(dāng)今(jīn)能源轉型(xíng)的(dí)大背(bèi)景下(xià)，光伏(fú)-直(zhí)流(liú)智(zhì)能充(chōng)電(diàn)樁憑借其(qí)有(yǒu)效，環保(bǎo)的(dí)特點(diǎn)，正逐漸成為未(wèi)來充(chōng)電基(jī)礎(chǔ)設施(shī)的(dí)重要(yào)發展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)。本文(wén)將(jiāng)深入探討(tǎo)光(guāng)伏(fú)-直流(liú)智能充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)策(cè)略及其應用(yòng)效果(guǒ)。然而，大(dà)量光(guāng)伏出力和電動汽車(chē)充電需求(qiú)在時間上(shàng)的不(bù)匹配(pèi)，給電網(wǎng)穩定性帶(dài)來(lái)較(jiào)大壓力。提出一種光(guāng)伏直流智(zhì)能充電樁的有序充電策略(lüè)，在滿(mǎn)足充電(diàn)需求的(dí)基礎(chǔ)上，減(jiǎn)少(shǎo)外網(wǎng)供電，可有效提高光(guāng)伏自(zì)消納(nà)能(néng)力和(hé)負荷滿(mǎn)足率。

　　關鍵詞(cí)
：充(chōng)電樁(zhuāng)
；有序充(chōng)電策略(lüè)
；電(diàn)動汽車
；S2V
；直流係(xì)統

　　0引言

　　在雙碳目(mù)標的(dí)指引(yǐn)下，以風光(guāng)電為主的(dí)可(kě)再生(shēng)能源(yuán)將被廣(guǎng)泛(fàn)使(shǐ)用(yòng)，建築(zhù)屋頂光伏是其(qí)中的(dí)重(zhòng)要組(zǔ)成(chéng)部分，到2025年(nián)，公共(gòng)機構新(xīn)建建築屋(wū)頂(dǐng)光伏(fú)覆蓋率將(jiāng)達(dá)到(dào)50%，以建(jiàn)築(zhù)屋(wū)頂(dǐng)光伏(fú)係統(tǒng)為(wéi)代表(biǎo)的分(fēn)布(bù)式(shì)能(néng)源係統也會(huì)得到大量(liáng)應(yīng)用。然而(ér)，大規模(mó)分(fēn)布式光伏接入(rù)電(diàn)網可(kě)能(néng)會(huì)對電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶(dài)來(lái)不利(lì)影響，如(rú)何有(yǒu)效(xiào)實現就地消納是(shì)亟待研究的問題(tí)。同時，電(diàn)動汽(qì)車蓬勃發展，預計2030年中國將保有約(yuē)8000萬輛電動汽(qì)車(chē)，巨大的充電需求也會對(duì)區域(yù)電(diàn)力係統造成(chéng)巨大(dà)挑戰。據統計，私家(jiā)電動汽(qì)車約有90%以上的(dí)時間(jiān)停(tíng)放在(zài)建(jiàn)築(zhù)內(nèi)或周(zhōu)邊停車(chē)場(cháng)，其充電(diàn)過程(chéng)與(yǔ)建築能源(yuán)係統深(shēn)度融(róng)合。因此(cǐ)，探究電動汽(qì)車與建築(zhù)光(guāng)伏(fú)的(dí)互(hù)動(dòng)方式，並挖掘其對(duì)建(jiàn)築光(guāng)伏的利用(yòng)潛力(lì)，以(yǐ)有效(xiào)消(xiāo)納可再(zài)生(shēng)能源(yuán)，對於降低碳(tàn)排放有(yǒu)重要意(yì)義。

　　2009年(nián)，利用(yòng)太(tài)陽(yáng)能為(wéi)電動汽車充電（S2V）的概念被提出後(hòu)，利用停車(chē)場的光伏(fú)滿(mǎn)足合(hé)理(lǐ)範(fàn)圍內(nèi)的電動汽(qì)車(chē)通(tōng)勤(qín)電(diàn)力(lì)需求(qiú)的(dí)做法得(dé)到(dào)驗(yàn)證，發表了S2V相關硬件(jiàn)，經(jīng)濟性和(hé)策略的(dí)研究(jiū)成(chéng)果。但目前電動汽(qì)車(chē)的(dí)主(zhǔ)要(yào)充電模式(shì)大多為恒(héng)功率充(chōng)電，造(zào)成了(liǎo)大(dà)量瞬時尖(jiān)峰負荷(hé)，給電網(wǎng)帶來巨大的(dí)壓(yā)力。另外(wài)，光(guāng)伏(fú)電力的(dí)波動性(xìng)，隨(suí)機(jī)性和(hé)間歇(xiē)性等(děng)不(bù)穩定特征，與電(diàn)力(lì)需求側的負(fù)荷(hé)存在較(jiào)大(dà)的不匹配(pèi)關係(xì)。實(shí)際S2V場景(jǐng)中(zhōng)往(wǎng)往(wǎng)需(xū)要從(cóng)電網取電為電動汽(qì)車充(chōng)電，同時(shí)又(yòu)有部分光伏無法(fǎ)消(xiāo)納(nà)。因此，設(shè)計一種新的(dí)有序(xù)充電(diàn)策略，將電動(dòng)汽車充(chōng)電(diàn)需求(qiú)與光伏發電(diàn)特(tè)性相匹配，對於綠(lǜ)電(diàn)消(xiāo)納十(shí)分重(zhòng)要(yào)。

　　1.光伏(fú)-直流智能充電樁(zhuāng)的優(yōu)勢(shì)

　　1.1環保(bǎo)節能(néng)

　　利(lì)用太陽能(néng)光(guāng)伏發電(diàn)，減少對傳(chuán)統(tǒng)化(huà)石(shí)能源(yuán)的(dí)依賴(lài)，降低碳排放。與傳(chuán)統交流充電樁(zhuāng)相(xiāng)比，直(zhí)流(liú)充電樁充(chōng)電速度(dù)更(gēng)快，能夠(gòu)更有效(xiào)地為電動汽(qì)車提(tí)供能量。

　　1.2穩定(dìng)可靠

　　光(guāng)伏係(xì)統可(kě)以在(zài)白天(tiān)為充電樁提供(gōng)穩定的(dí)電力供(gōng)應(yīng)，減(jiǎn)少(shǎo)電(diàn)網波動對(duì)充電過(guò)程(chéng)的(dí)影(yǐng)響。同(tóng)時，智(zhì)能充(chōng)電(diàn)樁具(jù)備*的保護功(gōng)能(néng)，確(què)保充電安全可(kě)靠。

　　1.3成本效益

　　雖(suī)然(rán)初(chū)期投資較高，但長期來(lái)看，光(guāng)伏(fú)-直流智能(néng)充(chōng)電(diàn)樁可以降低運(yùn)營成(chéng)本。通過利(lì)用太(tài)陽(yáng)能(néng)，減(jiǎn)少了電費(fèi)支出(chū)，同時提高了充電設施(shī)的利用(yòng)率(shuài)。

　　2.有(yǒu)序(xù)充電策(cè)略

　　2.1智(zhì)能調度(dù)

　　通(tōng)過充電(diàn)樁與電(diàn)網的通信，實(shí)現智能(néng)調度。根據電網負荷情(qíng)況，光(guāng)伏發(fā)電量以(yǐ)及(jí)電動(dòng)汽車的(dí)充(chōng)電(diàn)需求(qiú)，合理安(ān)排充(chōng)電時間和功率，避免高(gāo)峰時(shí)段充(chōng)電(diàn)，減(jiǎn)輕(qīng)電網壓力。

　　例(lì)如，在電(diàn)網負(fù)荷較低(dī)的(dí)時段，如(rú)夜間(jiān)或(huò)淩(líng)晨(chén)，提高充電樁(zhuāng)的(dí)輸出功率(shuài)，加快充電(diàn)速(sù)度
；而(ér)在電(diàn)網(wǎng)負荷高峰時(shí)段(duàn)，降低充電功(gōng)率或(huò)暫(zàn)停(tíng)充電，以平(píng)衡電(diàn)網供需。

　　2.2功(gōng)率(shuài)控製

　　根據電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)的電池狀(zhuàng)態(tài)和充電需(xū)求，動(dòng)態調整充電功率(shuài)。當(dāng)電池電量較(jiào)低時，采(cǎi)用(yòng)較大功率(shuài)充(chōng)電，以縮短充(chōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)
；當(dāng)電池(chí)電量(liáng)接近充滿時，降低充電功率，保護(hù)電池壽命。

　　此(cǐ)外，還可(kě)以(yǐ)通(tōng)過智能(néng)控製(zhì)算法，實現(xiàn)多輛電(diàn)動汽車的(dí)功率(shuài)分配(pèi)，確保(bǎo)每輛(liàng)車(chē)都能(néng)在(zài)合(hé)理(lǐ)的時間(jiān)內完成充(chōng)電(diàn)。

　　2.3光伏發電優(yōu)先(xiān)利(lì)用

　　充分(fēn)利(lì)用光伏係(xì)統(tǒng)的發電量(liáng)，優先為電動汽車充電(diàn)。當光伏(fú)發電量大於充電(diàn)需求(qiú)時(shí)，可(kě)以將多(duō)餘的(dí)電量存(cún)儲起來或(huò)回饋電(diàn)網(wǎng)
；當(dāng)光(guāng)伏發(fā)電量(liáng)不(bù)足(zú)時(shí)，再從電網獲取(qǔ)電(diàn)力(lì)。

　　這(zhè)樣不(bù)僅可以(yǐ)提高光伏(fú)係統的(dí)利用(yòng)率，還能(néng)減少對(duì)電網的(dí)依(yī)賴(lài)，降(jiàng)低充電成本。

　　3.應用(yòng)效果(guǒ)

　　3.1緩解(jiě)電網壓(yā)力(lì)

　　通(tōng)過(guò)有序充(chōng)電策略，光伏(fú)-直流智(zhì)能充電(diàn)樁可以在一定(dìng)程度上緩(huǎn)解電(diàn)網(wǎng)壓(yā)力。避免(miǎn)高(gāo)峰時段(duàn)充電，減少(shǎo)了電網負(fù)荷(hé)峰(fēng)值，提(tí)高(gāo)了(liǎo)電網的(dí)穩定(dìng)性(xìng)和(hé)可(kě)靠性。

　　3.2提(tí)高充電效(xiào)率

　　智能(néng)調度和功率(shuài)控製(zhì)策(cè)略可以(yǐ)根據(jù)電動汽車(chē)的實際(jì)需(xū)求，合理(lǐ)安排充電時間(jiān)和(hé)功率，提(tí)高(gāo)充(chōng)電效(xiào)率。同時，直(zhí)流(liú)充電(diàn)樁的快速充電(diàn)特性也(yě)縮(suō)短了用(yòng)戶的充電時(shí)間(jiān)，提升了用戶(hù)體(tǐ)驗(yàn)。

　　3.3促(cù)進可(kě)再(zài)生能(néng)源發展

　　光(guāng)伏-直流智能(néng)充電樁(zhuāng)的推(tuī)廣應用，有(yǒu)助(zhù)於促進可再生(shēng)能源(yuán)的發(fā)展。增加了太陽(yáng)能等清潔(jié)能源(yuán)在(zài)能(néng)源(yuán)消(xiāo)費(fèi)中(zhōng)的(dí)比重，為實現可(kě)持續發展目標做出貢獻(xiàn)。

　　3.4降低運營(yíng)成本(běn)

　　利用光伏發(fā)電(diàn)和(hé)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電策(cè)略(lüè)，可以(yǐ)降低(dī)充電(diàn)樁的運營(yíng)成(chéng)本。減(jiǎn)少電費支出(chū)，提高(gāo)經(jīng)濟效益，同(tóng)時(shí)也(yě)為充(chōng)電樁運營(yíng)商(shāng)帶(dài)來(lái)更多的商業機會(huì)。

　　4安科(kē)瑞(ruì)充電(diàn)樁收(shōu)費(fèi)運(yùn)營(yíng)雲平台助力有序充(chōng)電開展

　　4.1概述

　　AcrelCloud-9000安(ān)科瑞(ruì)充(chōng)電柱收費運(yùn)營(yíng)雲平(píng)台係(xì)統(tǒng)通(tōng)過物聯(lián)網(wǎng)技術對(duì)接入係統(tǒng)的(dí)電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電(diàn)站以(yǐ)及各(gè)個(gè)充電整(zhěng)法行(háng)不(bù)間斷(duàn)地(dì)數據(jù)采集(jí)和(hé)監控(kòng)，實時(shí)監控充電樁(zhuāng)運行(háng)狀態(tài)，進行充(chōng)電服(fú)務(wù)，支(zhī)付(fù)管理(lǐ)，交(jiāo)易(yì)結算，資要(yào)管(guǎn)理(lǐ)，電能管理(lǐ)，明細(xì)查詢等。同(tóng)時對充電機(jī)過溫(wēn)保(bǎo)護(hù)，漏(lòu)電(diàn)，充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕(jué)緣(yuán)低各類故(gù)障(zhàng)進(jìn)行預(yù)警(jǐng)
；充電樁支(zhī)持以太網，4G或WIFI等(děng)方式接入互聯(lián)網，用(yòng)戶(hù)通過微信(xìn)，支(zhī)付寶(bǎo)，雲閃(shǎn)付掃碼充電(diàn)。

　　4.2應用場(cháng)所(suǒ)

　　適用於民(mín)用建(jiàn)築(zhù)，一(yī)般(bān)工業(yè)建(jiàn)築，居(jū)住(zhù)小區(qū)，實(shí)業(yè)單位，商業(yè)綜合(hé)體，學校，園區等(děng)充電樁模(mó)式的充電(diàn)基礎設(shè)施(shī)設計(jì)。

　　4.3係統(tǒng)結(jié)構(gòu)

係(xì)統(tǒng)分為四層
：

　　1）即(jí)數(shù)據采集層，網(wǎng)絡傳輸(shū)層(céng)，數據(jù)層(céng)和客戶(hù)端(duān)層(céng)。

　　2）數(shù)據采集層
：包(bāo)括電(diàn)瓶(píng)車智能充電(diàn)樁通訊協議(yì)為標準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶(píng)車智(zhì)能充電樁(zhuāng)用(yòng)於(yú)采(cǎi)集(jí)充(chōng)電回路的電(diàn)力(lì)參數，並(bìng)進行電(diàn)能計(jì)量和保護。

　　3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層
：通過4G網絡(luò)將(jiāng)數(shù)據(jù)上(shàng)傳(chuán)至(zhì)搭建好的(dí)數據(jù)庫(kù)服(fú)務器。

　　4）數(shù)據(jù)層
：包含(hán)應用服務器(qì)和數據(jù)服(fú)務器，應(yīng)用服務(wù)器(qì)部(bù)署(shǔ)數據采集服務，WEB網(wǎng)站，數(shù)據服務(wù)器(qì)部署實(shí)時數據庫，歷(lì)史數據(jù)庫，基礎數據(jù)庫(kù)。

　　5）應(yīng)客戶端層(céng)
：係(xì)統(tǒng)管理(lǐ)員(yuán)可(kě)在(zài)瀏(liú)覽器(qì)中(zhōng)訪(fǎng)問電瓶車(chē)充電樁(zhuāng)收費(fèi)平(píng)台。終(zhōng)端充(chōng)電用(yòng)戶(hù)通過(guò)刷卡掃(sǎo)碼(mǎ)的(dí)方(fāng)式啟動充電(diàn)。

　　小區充電(diàn)平台功(gōng)能(néng)主要(yào)涵(hán)蓋(gài)充電設施智(zhì)能(néng)化大屏，實(shí)時(shí)監控(kòng)，交易管理(lǐ)，故障管(guǎn)理(lǐ)，統計分析(xī)，基礎(chǔ)數據管(guǎn)理等(děng)功能(néng)，同時(shí)為(wéi)運維人員提供(gōng)運(yùn)維(wéi)APP，充電用戶(hù)提供充電(diàn)小程(chéng)序(xù)。

　　4.4安科(kē)瑞充電樁(zhuāng)雲(yún)平台(tái)係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

　　4.4.1智能(néng)化大屏(píng)

　　智(zhì)能化(huà)大屏(píng)展(zhǎn)示(shì)站點分布(bù)情況，對(duì)設(shè)備(bèi)狀(zhuàng)態，設備使用率(shuài)，充電次數(shù)，充(chōng)電時(shí)長，充電(diàn)金額，充電(diàn)度(dù)數(shù)，充電樁故(gù)障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同(tóng)時可(kě)查看每個(gè)站點的站點信(xìn)息(xī)，充電樁(zhuāng)列表，充電(diàn)記(jì)錄，收益，能(néng)耗，故障記錄(lù)等(děng)。統一管理小區(qū)充電樁，查看設備使用(yòng)率，合理分配資源。

　　4.4.2實時監控(kòng)

　　實時監視充電設施(shī)運(yùn)行狀況(kuàng)，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)充電樁運(yùn)行(háng)狀態(tài)，回(huí)路(lù)狀態，充電過(guò)程中(zhōng)的充(chōng)電電量，充電電壓電流，充電樁告警(jǐng)信息(xī)等(děng)。

4.4.3交易管理

　　平台(tái)管理人(rén)員可(kě)管理充電用(yòng)戶(hù)賬(zhàng)戶，對其進行賬戶進行充值(zhí)，退款，凍結，注(zhù)銷等操作(zuò)，可查(chá)看小區用(yòng)戶(hù)每(měi)日(rì)的充(chōng)電(diàn)交(jiāo)易詳細信息。

4.4.4故(gù)障管理

　　設(shè)備自(zì)動上報(bào)故障信(xìn)息(xī)，平台管(guǎn)理(lǐ)人(rén)員可通過平(píng)台(tái)查(chá)看故障信(xìn)息並(bìng)進行派(pài)發處理，同時運(yùn)維人(rén)員可(kě)通(tōng)過(guò)運(yùn)維(wéi)APP收取(qǔ)故(gù)障(zhàng)推送，運(yùn)維人(rén)員(yuán)在(zài)運(yùn)維(wéi)工作完成後(hòu)將結果(guǒ)上(shàng)報。充(chōng)電(diàn)用戶(hù)也(yě)可通(tōng)過充(chōng)電小程(chéng)序反饋現(xiàn)場(cháng)問題(tí)。

4.4.5統計(jì)分析

　　通過係統(tǒng)平台，從充電站點，充(chōng)電(diàn)設施(shī)，，充電時間，充電(diàn)方(fāng)式等不(bù)同(tóng)角(jiǎo)度，查(chá)詢充電(diàn)交易統(tǒng)計信(xìn)息，能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

4.4.6基(jī)礎數據管理(lǐ)

　　在(zài)係統平(píng)台建立(lì)運營商(shāng)戶，運營商可建立和(hé)管(guǎn)理其(qí)運營(yíng)所(suǒ)需站點(diǎn)和充電設施，維護(hù)充電設施(shī)信息，價格(gé)策略，折(zhē)扣，優惠(huì)活(huó)動(dòng)，同時可(kě)管理(lǐ)在(zài)綫卡用(yòng)戶充值(zhí)，凍(dòng)結(jié)和解(jiě)綁(bǎng)。

4.4.7運維(wéi)APP

　　麵向(xiàng)運(yùn)維(wéi)人員使用(yòng)，可以對站點和充電樁(zhuāng)進(jìn)行管(guǎn)理(lǐ)，能(néng)夠(gòu)進(jìn)行故障閉環處理(lǐ)，查詢(xún)流(liú)量卡使(shǐ)用情(qíng)況，查詢充電(diàn)\充值(zhí)情(qíng)況，進行(háng)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時可接(jiē)收故障(zhàng)推(tuī)送

4.4.8充(chōng)電(diàn)小(xiǎo)程序

　　麵向充電用戶使(shǐ)用，可(kě)查看附(fù)近空(kōng)閒設備(bèi)，主要(yào)包(bāo)含掃碼充電，賬戶(hù)充(chōng)值(zhí)，充電卡綁(bǎng)定，交(jiāo)易查詢(xún)，故障(zhàng)申訴等功能。

4.5係統(tǒng)硬(yìng)件(jiàn)配置(zhì)

　　5.未來(lái)展(zhǎn)望

　　隨著電(diàn)動(dòng)汽(qì)車市場的不(bù)斷發(fā)展和可(kě)再(zài)生能源(yuán)技(jì)術的進(jìn)步，光伏(fú)-直流智能充電樁的(dí)應用(yòng)前景廣(guǎng)闊。未(wèi)來，我(wǒ)們可(kě)以(yǐ)期(qī)待以下發展(zhǎn)趨勢(shì)
：

　　（1）技術(shù)創新

　　不斷(duàn)提升(shēng)光(guāng)伏(fú)係統的效(xiào)率和穩定性，優(yōu)化(huà)充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)智能控(kòng)製(zhì)算法，提高充電(diàn)速(sù)度(dù)和(hé)安(ān)全性。同(tóng)時，探索(suǒ)新的(dí)儲能技(jì)術(shù)，實現光伏(fú)發電(diàn)的(dí)有(yǒu)效(xiào)存(cún)儲(chǔ)和利用(yòng)。

　　（2）政策(cè)支持

　　政府部門(mén)應(yīng)加大對光伏-直流智能(néng)充電(diàn)樁的(dí)政(zhèng)策支(zhī)持力度(dù)，包括補(bǔ)貼，稅(shuì)收優惠(huì)等，鼓勵(lì)企業(yè)和社會資(zī)本參與(yǔ)充(chōng)電基(jī)礎設(shè)施建(jiàn)設(shè)。

　　（3）互聯互(hù)通

　　實現充電樁與電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)，電(diàn)網，能源管理係(xì)統(tǒng)等的互(hù)聯互通(tōng)，形成智(zhì)能化的(dí)能(néng)源生態係(xì)統(tǒng)。通(tōng)過(guò)大(dà)數據(jù)分析和人工智能(néng)技術，優化充(chōng)電(diàn)策略，提(tí)高能(néng)源(yuán)利用效率。

　　總之(zhī)，光伏-直(zhí)流智(zhì)能充(chōng)電(diàn)樁的有序充電(diàn)策(cè)略具有重要(yào)的(dí)現(xiàn)實意義(yì)和應用價(jià)值。通過合(hé)理(lǐ)的(dí)規(guī)劃(huá)和管(guǎn)理(lǐ)，可(kě)以(yǐ)充分(fēn)發揮(huī)其優勢，為電動汽(qì)車(chē)用戶提(tí)供有效(xiào)，便(biàn)捷，環保的充電服務，同(tóng)時(shí)也為能(néng)源(yuán)轉(zhuǎn)型和(hé)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

　　參(cān)考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)
：

　　[1] 丁(dīng)屹(yì)峰.光(guāng)伏(fú)直流智(zhì)能(néng)充(chōng)電(diàn)樁有序(xù)充電(diàn)策(cè)略(lüè)與應用效(xiào)果

　　[2] 詹(zhān)天(tiān)津(jīn),謝玉榮(róng)國內分布式光伏(fú)發展形(xíng)勢分(fēn)析及(jí)思(sī)考(kǎo)

　　[3] 安科瑞(ruì)企業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)設計與應(yīng)用手(shǒu)冊.2022.05版