安(ān)科瑞 劉邁(mài)

　　摘要：在當今(jīn)能(néng)源轉(zhuǎn)型的大背(bèi)景(jǐng)下
，光伏-直流智(zhì)能充(chōng)電樁憑借(jiè)其(qí)有效，環保(bǎo)的特點
，正(zhèng)逐漸(jiàn)成為未來充電(diàn)基礎(chǔ)設施的(dí)重(zhòng)要發(fā)展(zhǎn)方向。本(běn)文(wén)將(jiāng)深入(rù)探討光伏(fú)-直流智(zhì)能(néng)充電樁的有序充電(diàn)策(cè)略(lüè)及其(qí)應(yīng)用(yòng)效(xiào)果。然(rán)而
，大(dà)量光伏(fú)出(chū)力(lì)和(hé)電動汽車(chē)充(chōng)電(diàn)需求在(zài)時(shí)間上的(dí)不匹配
，給電網(wǎng)穩(wěn)定(dìng)性帶(dài)來較(jiào)大壓力。提出(chū)一種光伏直流(liú)智能充(chōng)電樁的有序(xù)充(chōng)電策略
，在滿足充電(diàn)需求的(dí)基礎(chǔ)上
，減少外網供(gōng)電(diàn)
，可有(yǒu)效提(tí)高光伏自(zì)消納(nà)能力(lì)和負荷滿足(zú)率。

　　關(guān)鍵詞(cí)：充電樁
；有序充電(diàn)策略
；電(diàn)動汽(qì)車
；S2V
；直流係(xì)統

　　0引(yǐn)言(yán)

　　在雙(shuāng)碳目(mù)標的指引下(xià)
，以風(fēng)光(guāng)電為(wéi)主的(dí)可(kě)再生能(néng)源將被廣泛使用
，建(jiàn)築屋(wū)頂(dǐng)光伏是其(qí)中(zhōng)的重(zhòng)要(yào)組成部(bù)分(fēn)
，到2025年
，公(gōng)共機構新(xīn)建(jiàn)建築(zhù)屋頂(dǐng)光伏覆(fù)蓋(gài)率(shuài)將(jiāng)達(dá)到50%
，以建築(zhù)屋頂(dǐng)光伏(fú)係(xì)統(tǒng)為代(dài)表的(dí)分布式(shì)能源係統也會得到(dào)大量(liáng)應(yīng)用。然而
，大規(guī)模分(fēn)布(bù)式光伏(fú)接入電網可(kě)能(néng)會對電(diàn)網的(dí)安全(quán)運(yùn)行帶(dài)來(lái)不利(lì)影(yǐng)響
，如(rú)何(hé)有效(xiào)實現就地(dì)消納(nà)是亟待(dài)研究的問題(tí)。同時
，電動(dòng)汽(qì)車蓬勃(bó)發展
，預計(jì)2030年中(zhōng)國(guó)將(jiāng)保(bǎo)有(yǒu)約8000萬輛電動(dòng)汽車
，巨大的(dí)充電需(xū)求也會(huì)對(duì)區域電力係統造成(chéng)巨大挑戰(zhàn)。據(jù)統計
，私家(jiā)電動(dòng)汽車(chē)約有90%以(yǐ)上(shàng)的時間(jiān)停放(fàng)在建築(zhù)內(nèi)或(huò)周邊停(tíng)車(chē)場
，其充(chōng)電過(guò)程與建(jiàn)築(zhù)能源係統(tǒng)深度融(róng)合(hé)。因(yīn)此
，探究(jiū)電動汽車與(yǔ)建築光伏的(dí)互(hù)動方式
，並挖掘(jué)其對(duì)建(jiàn)築(zhù)光伏(fú)的(dí)利用潛力(lì)
，以有效消納(nà)可再(zài)生(shēng)能源(yuán)
，對(duì)於(yú)降低(dī)碳排(pái)放有重(zhòng)要意(yì)義(yì)。

　　2009年
，利用太(tài)陽(yáng)能為(wéi)電動(dòng)汽車充電（S2V）的(dí)概念(niàn)被提(tí)出(chū)後(hòu)
，利(lì)用(yòng)停車場(cháng)的(dí)光伏滿(mǎn)足(zú)合理範(fàn)圍內的(dí)電(diàn)動汽(qì)車通勤(qín)電力需求的(dí)做(zuò)法得到驗證(zhèng)
，發表了S2V相關硬(yìng)件，經濟性(xìng)和策略(lüè)的研究成果。但(dàn)目(mù)前電動汽(qì)車的主要充(chōng)電模式大(dà)多為(wéi)恒(héng)功(gōng)率(shuài)充電(diàn)
，造(zào)成(chéng)了大量瞬時尖(jiān)峰負荷
，給(gěi)電(diàn)網帶來巨大的(dí)壓力。另(lìng)外(wài)
，光伏電力(lì)的波動(dòng)性，隨(suí)機性(xìng)和(hé)間(jiān)歇性等不穩定特征
，與(yǔ)電力需(xū)求側(cè)的負荷存在較(jiào)大的不匹(pǐ)配關係(xì)。實(shí)際S2V場(cháng)景(jǐng)中往往(wǎng)需要從(cóng)電網取電為(wéi)電(diàn)動(dòng)汽車充(chōng)電(diàn)
，同(tóng)時又有(yǒu)部分(fēn)光伏無法消納。因(yīn)此(cǐ)
，設(shè)計(jì)一種新(xīn)的有(yǒu)序(xù)充電策(cè)略
，將電動(dòng)汽車充電需求(qiú)與(yǔ)光(guāng)伏(fú)發電特(tè)性相(xiāng)匹配
，對(duì)於綠電消納(nà)十分重(zhòng)要。

　　1.光(guāng)伏-直流智能充電樁的優(yōu)勢(shì)

　　1.1環保節能(néng)

　　利用太(tài)陽能光(guāng)伏(fú)發(fā)電
，減(jiǎn)少(shǎo)對傳統(tǒng)化石能(néng)源的依賴
，降低(dī)碳排放。與傳統交(jiāo)流(liú)充電(diàn)樁(zhuāng)相(xiāng)比(bǐ)
，直流充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)充(chōng)電速度更(gēng)快
，能(néng)夠(gòu)更有(yǒu)效地(dì)為電(diàn)動(dòng)汽車(chē)提(tí)供(gōng)能量。

　　1.2穩定可靠

　　光伏係統(tǒng)可以在白天為充(chōng)電樁提供(gōng)穩定的電力供應(yīng)
，減少電網(wǎng)波(bō)動(dòng)對充電過程的影響(xiǎng)。同(tóng)時(shí)
，智能充電樁具(jù)備*的(dí)保(bǎo)護功(gōng)能(néng)
，確保充電安全可(kě)靠。

　　1.3成(chéng)本(běn)效益(yì)

　　雖(suī)然(rán)初期投資較高(gāo)
，但長期來看(kàn)
，光(guāng)伏-直(zhí)流智(zhì)能(néng)充電(diàn)樁可(kě)以降(jiàng)低運營(yíng)成本。通(tōng)過利(lì)用(yòng)太(tài)陽(yáng)能(néng)
，減少了電(diàn)費支出
，同時提高(gāo)了充電設(shè)施(shī)的(dí)利用(yòng)率(shuài)。

　　2.有(yǒu)序充電(diàn)策(cè)略

　　2.1智(zhì)能調度

　　通過充電樁與(yǔ)電(diàn)網(wǎng)的(dí)通信(xìn)
，實現(xiàn)智能調(tiáo)度。根(gēn)據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況(kuàng)，光伏(fú)發電量以及電動(dòng)汽(qì)車的充電(diàn)需(xū)求(qiú)
，合(hé)理安排(pái)充電(diàn)時間和功率
，避免高峰時段充電(diàn)
，減輕(qīng)電(diàn)網壓(yā)力(lì)。

　　例如(rú)
，在(zài)電(diàn)網負荷較(jiào)低(dī)的時(shí)段
，如夜間(jiān)或(huò)淩(líng)晨
，提高充電樁的輸(shū)出(chū)功(gōng)率(shuài)
，加(jiā)快充(chōng)電速(sù)度
；而在(zài)電(diàn)網負(fù)荷高(gāo)峰時(shí)段
，降低(dī)充(chōng)電功率(shuài)或暫(zàn)停充(chōng)電(diàn)
，以平衡(héng)電(diàn)網供需(xū)。

　　2.2功率(shuài)控製

　　根(gēn)據(jù)電動(dòng)汽(qì)車(chē)的電(diàn)池狀態(tài)和(hé)充電(diàn)需求(qiú)
，動態調整(zhěng)充電功(gōng)率(shuài)。當電池電(diàn)量較低時
，采(cǎi)用較大(dà)功率(shuài)充電(diàn)
，以縮短(duǎn)充(chōng)電時(shí)間
；當(dāng)電池電(diàn)量(liáng)接近(jìn)充(chōng)滿時
，降(jiàng)低充(chōng)電功率
，保護電(diàn)池壽(shòu)命。

　　此外
，還可以(yǐ)通(tōng)過(guò)智能控(kòng)製(zhì)算法(fǎ)
，實(shí)現多(duō)輛電(diàn)動汽車的功(gōng)率分配
，確保每輛車(chē)都(dū)能在(zài)合(hé)理的(dí)時(shí)間(jiān)內完成充(chōng)電。

　　2.3光伏發電(diàn)優(yōu)先(xiān)利用(yòng)

　　充(chōng)分利用光伏係統的(dí)發電(diàn)量
，優(yōu)先(xiān)為電動汽車充電(diàn)。當(dāng)光伏發電(diàn)量大於充電需(xū)求時
，可以(yǐ)將多(duō)餘的電量存(cún)儲起來(lái)或回饋(kuì)電網
；當(dāng)光伏發電量不(bù)足時
，再從(cóng)電(diàn)網(wǎng)獲(huò)取(qǔ)電力(lì)。

　　這(zhè)樣(yàng)不僅可以(yǐ)提高光伏係統(tǒng)的(dí)利(lì)用(yòng)率(shuài)
，還能減少(shǎo)對電網的(dí)依賴(lài)
，降低(dī)充電(diàn)成本(běn)。

　　3.應(yīng)用效(xiào)果

　　3.1緩解電(diàn)網(wǎng)壓(yā)力

　　通(tōng)過(guò)有序(xù)充電策(cè)略(lüè)
，光(guāng)伏-直(zhí)流(liú)智能充電樁(zhuāng)可以(yǐ)在一定程(chéng)度上(shàng)緩(huǎn)解電網壓力。避免(miǎn)高(gāo)峰(fēng)時段充(chōng)電(diàn)
，減(jiǎn)少了(liǎo)電網(wǎng)負(fù)荷(hé)峰值
，提(tí)高(gāo)了電網的(dí)穩(wěn)定(dìng)性和可(kě)靠性。

　　3.2提高(gāo)充(chōng)電效率(shuài)

　　智能(néng)調度(dù)和(hé)功(gōng)率(shuài)控(kòng)製策略可以根據電動汽(qì)車的實(shí)際(jì)需求(qiú)
，合理(lǐ)安排充(chōng)電(diàn)時間和功率
，提高充電效(xiào)率。同(tóng)時
，直流充電(diàn)樁的快(kuài)速(sù)充電特性(xìng)也縮(suō)短了用(yòng)戶(hù)的充(chōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)
，提(tí)升了(liǎo)用戶體(tǐ)驗(yàn)。

　　3.3促(cù)進可(kě)再生能源發展

　　光(guāng)伏(fú)-直(zhí)流智(zhì)能(néng)充電樁的推廣應(yīng)用
，有助於促進(jìn)可再生能(néng)源的(dí)發(fā)展。增加(jiā)了太(tài)陽(yáng)能等清(qīng)潔能源在能(néng)源消費中的比重(zhòng)
，為實現(xiàn)可持(chí)續(xù)發展目(mù)標做出貢(gòng)獻。

　　3.4降(jiàng)低(dī)運(yùn)營(yíng)成本

　　利用光(guāng)伏(fú)發電和(hé)有序充(chōng)電(diàn)策略
，可以降低(dī)充(chōng)電樁的運營成(chéng)本(běn)。減少電(diàn)費支(zhī)出
，提高經(jīng)濟(jì)效益(yì)
，同時也(yě)為充電(diàn)樁運營商(shāng)帶來(lái)更多的商業機(jī)會(huì)。

　　4安(ān)科(kē)瑞(ruì)充(chōng)電(diàn)樁收費運(yùn)營(yíng)雲(yún)平台(tái)助力有(yǒu)序充(chōng)電開展

　　4.1概(gài)述

　　AcrelCloud-9000安科瑞充電(diàn)柱收費運(yùn)營雲(yún)平台係統通過物(wù)聯(lián)網技術對接入係統的(dí)電(diàn)動電動自(zì)行(háng)車充(chōng)電站以及各個(gè)充(chōng)電整(zhěng)法(fǎ)行不(bù)間斷地數(shù)據采(cǎi)集和監(jiān)控(kòng)
，實時監控充電樁運(yùn)行狀(zhuàng)態
，進行充電(diàn)服務(wù)，支(zhī)付管理(lǐ)
，交易結算
，資(zī)要管理，電能管理(lǐ)
，明細查(chá)詢等(děng)。同時(shí)對充電機過溫(wēn)保(bǎo)護(hù)，漏電，充電機(jī)輸入/輸出(chū)過壓
，欠壓
，絕(jué)緣低(dī)各類(lèi)故(gù)障進(jìn)行(háng)預(yù)警(jǐng)
；充電樁(zhuāng)支持(chí)以(yǐ)太(tài)網，4G或(huò)WIFI等方(fāng)式(shì)接入(rù)互聯網
，用戶通(tōng)過(guò)微(wēi)信，支付寶(bǎo)
，雲(yún)閃(shǎn)付掃(sǎo)碼充(chōng)電(diàn)。

　　4.2應用場所

　　適用於民用建築，一般工(gōng)業建(jiàn)築(zhù)，居住(zhù)小(xiǎo)區(qū)，實業單(dān)位，商(shāng)業(yè)綜合(hé)體，學校(xiào)，園區(qū)等(děng)充電(diàn)樁(zhuāng)模式(shì)的(dí)充電基(jī)礎設施(shī)設(shè)計(jì)。

　　4.3係(xì)統(tǒng)結(jié)構

係統(tǒng)分(fēn)為四層：

　　1）即(jí)數據采集層(céng)，網絡(luò)傳(chuán)輸層(céng)，數(shù)據(jù)層和客(kè)戶端(duān)層。

　　2）數據采集層：包(bāo)括(kuò)電(diàn)瓶(píng)車(chē)智能(néng)充(chōng)電樁通訊(xùn)協議(yì)為標準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充(chōng)電樁用(yòng)於(yú)采(cǎi)集(jí)充電(diàn)回(huí)路的電力(lì)參(cān)數
，並(bìng)進行(háng)電能計量和(hé)保護。

　　3）網(wǎng)絡傳(chuán)輸層：通(tōng)過(guò)4G網絡將數據上(shàng)傳至(zhì)搭(dā)建好(hǎo)的數(shù)據庫服務器。

　　4）數據(jù)層：包含(hán)應用服(fú)務器和數據(jù)服(fú)務器(qì)
，應(yīng)用(yòng)服務器部(bù)署(shǔ)數(shù)據(jù)采集服務(wù)，WEB網(wǎng)站
，數據(jù)服(fú)務器部(bù)署(shǔ)實時數據庫，歷(lì)史數(shù)據(jù)庫(kù)，基(jī)礎數(shù)據(jù)庫。

　　5）應客戶(hù)端(duān)層：係統(tǒng)管理(lǐ)員可在瀏(liú)覽(lǎn)器中(zhōng)訪問電瓶(píng)車充(chōng)電樁(zhuāng)收(shōu)費平台。終端(duān)充電(diàn)用戶通過(guò)刷(shuā)卡(qiǎ)掃(sǎo)碼的方式啟動(dòng)充(chōng)電(diàn)。

　　小區(qū)充(chōng)電(diàn)平台功能(néng)主要涵(hán)蓋充電設施智(zhì)能化大(dà)屏(píng)，實(shí)時(shí)監控，交易管理(lǐ)，故障(zhàng)管(guǎn)理(lǐ)，統計分(fēn)析，基(jī)礎數據(jù)管(guǎn)理(lǐ)等功(gōng)能(néng)
，同時(shí)為運維(wéi)人(rén)員(yuán)提供運維(wéi)APP
，充電(diàn)用戶(hù)提(tí)供充電小(xiǎo)程序(xù)。

　　4.4安(ān)科(kē)瑞(ruì)充電樁(zhuāng)雲(yún)平(píng)台(tái)係統功(gōng)能(néng)

　　4.4.1智能化大(dà)屏(píng)

　　智(zhì)能(néng)化大(dà)屏(píng)展(zhǎn)示站點分(fēn)布(bù)情況
，對設備狀(zhuàng)態，設備(bèi)使(shǐ)用率(shuài)，充電(diàn)次數，充電時(shí)長(cháng)，充電(diàn)金額(é)，充電度(dù)數(shù)，充(chōng)電(diàn)樁故(gù)障等進(jìn)行(háng)統計顯示
，同時可查看每個站(zhàn)點的(dí)站點(diǎn)信(xìn)息，充電樁列(liè)表(biǎo)，充電記錄，收(shōu)益(yì)，能耗，故障記錄(lù)等(děng)。統(tǒng)一(yī)管(guǎn)理(lǐ)小區充電樁(zhuāng)
，查(chá)看(kàn)設備(bèi)使用率
，合理(lǐ)分(fēn)配資(zī)源。

　　4.4.2實時監(jiān)控(kòng)

　　實(shí)時監(jiān)視(shì)充(chōng)電(diàn)設(shè)施運行狀(zhuàng)況
，主要(yào)包括(kuò)充(chōng)電樁運行狀態，回路狀態(tài)，充電過程(chéng)中的充電(diàn)電(diàn)量(liáng)，充電電(diàn)壓(yā)電流
，充電(diàn)樁(zhuāng)告警信息(xī)等。

4.4.3交(jiāo)易管(guǎn)理

　　平(píng)台管理人(rén)員(yuán)可(kě)管理充電用(yòng)戶賬戶(hù)
，對其進行賬戶(hù)進行(háng)充值，退款，凍(dòng)結，注銷(xiāo)等操(cāo)作
，可查看小區用戶每(měi)日(rì)的(dí)充(chōng)電(diàn)交(jiāo)易(yì)詳(xiáng)細(xì)信(xìn)息。

4.4.4故障管(guǎn)理

　　設(shè)備自動(dòng)上(shàng)報故障(zhàng)信息
，平台(tái)管理(lǐ)人員可(kě)通過平(píng)台查(chá)看故(gù)障信(xìn)息並進(jìn)行(háng)派(pài)發(fā)處(chǔ)理
，同(tóng)時運(yùn)維(wéi)人員(yuán)可通(tōng)過(guò)運維APP收(shōu)取(qǔ)故障(zhàng)推送(sòng)
，運(yùn)維(wéi)人(rén)員在運維工(gōng)作(zuò)完(wán)成(chéng)後將(jiāng)結(jié)果上(shàng)報。充(chōng)電(diàn)用(yòng)戶也(yě)可通(tōng)過(guò)充(chōng)電(diàn)小(xiǎo)程序反饋現場(cháng)問(wèn)題。

4.4.5統計分析

　　通過係統平台
，從(cóng)充(chōng)電站點(diǎn)，充(chōng)電設施(shī)，，充(chōng)電時(shí)間(jiān)，充電方(fāng)式(shì)等不同角度
，查(chá)詢(xún)充電(diàn)交易(yì)統計信息(xī)，能耗統計(jì)信息(xī)等(děng)。

4.4.6基礎(chǔ)數據管(guǎn)理

　　在係(xì)統(tǒng)平(píng)台建立(lì)運(yùn)營商戶(hù)
，運(yùn)營商可建立和(hé)管理(lǐ)其運營(yíng)所需站(zhàn)點(diǎn)和充電設施
，維(wéi)護充電設(shè)施信息(xī)，價格策略(lüè)，折(zhē)扣，優惠(huì)活(huó)動
，同時可管理(lǐ)在(zài)綫卡用(yòng)戶充(chōng)值，凍結和(hé)解綁(bǎng)。

4.4.7運維APP

　　麵(miàn)向(xiàng)運(yùn)維人員(yuán)使(shǐ)用
，可以對站點和(hé)充電(diàn)樁進行管理，能夠進行(háng)故障(zhàng)閉(bì)環處理(lǐ)，查詢流量(liáng)卡(qiǎ)使用情況，查詢(xún)充(chōng)電(diàn)\充值情(qíng)況
，進行(háng)遠(yuǎn)程(chéng)參(cān)數設置
，同時可(kě)接收故(gù)障推送(sòng)

4.4.8充電(diàn)小(xiǎo)程序

　　麵向(xiàng)充電用戶使用
，可查看(kàn)附近空閒(xián)設(shè)備
，主要包(bāo)含掃碼(mǎ)充電，賬戶充值
，充(chōng)電卡(qiǎ)綁定，交(jiāo)易查(chá)詢，故障申訴等(děng)功能(néng)。

4.5係(xì)統(tǒng)硬(yìng)件配置

　　5.未來展望

　　隨著(zhuó)電動(dòng)汽車(chē)市場的不斷發(fā)展和可再(zài)生能源技術(shù)的進(jìn)步
，光(guāng)伏(fú)-直流(liú)智能充(chōng)電樁(zhuāng)的(dí)應用(yòng)前(qián)景廣闊。未來
，我們可以期(qī)待(dài)以(yǐ)下(xià)發展趨勢：

　　（1）技(jì)術創新

　　不(bù)斷提(tí)升光伏係(xì)統的效(xiào)率(shuài)和穩定性(xìng)
，優(yōu)化(huà)充電樁(zhuāng)的智能控(kòng)製算法(fǎ)
，提(tí)高(gāo)充電速度(dù)和安全性(xìng)。同時(shí)
，探索(suǒ)新的儲能技術
，實現(xiàn)光(guāng)伏發(fā)電的有效(xiào)存儲(chǔ)和利用(yòng)。

　　（2）政(zhèng)策支持

　　政府部(bù)門應加大(dà)對(duì)光(guāng)伏-直(zhí)流(liú)智(zhì)能充電(diàn)樁的政策支持力度
，包(bāo)括補貼(tiē)，稅收優(yōu)惠等
，鼓(gǔ)勵企(qǐ)業和社會(huì)資本參與(yǔ)充電基礎設(shè)施建設(shè)。

　　（3）互聯互(hù)通

　　實現充電樁與(yǔ)電動汽車，電(diàn)網，能源(yuán)管理(lǐ)係統等(děng)的互聯互通(tōng)
，形成(chéng)智能(néng)化的能(néng)源生態係統。通過(guò)大(dà)數據分(fēn)析和人工智能技(jì)術(shù)
，優化(huà)充電策(cè)略
，提高(gāo)能(néng)源利用效率(shuài)。

　　總(zǒng)之(zhī)
，光伏(fú)-直流智能(néng)充電樁的(dí)有序(xù)充(chōng)電策略具(jù)有(yǒu)重(zhòng)要的現實意(yì)義和應用(yòng)價值(zhí)。通(tōng)過合理的規劃和(hé)管(guǎn)理
，可以充分發揮(huī)其優(yōu)勢
，為(wéi)電動(dòng)汽車用戶提供有(yǒu)效，便捷，環(huán)保(bǎo)的(dí)充(chōng)電服(fú)務
，同時(shí)也(yě)為能源轉型(xíng)和可(kě)持續發展做出(chū)貢獻。

　　參(cān)考(kǎo)文獻：

　　[1] 丁屹峰.光伏(fú)直(zhí)流智(zhì)能充(chōng)電樁有(yǒu)序(xù)充電策略與(yǔ)應用(yòng)效果(guǒ)

　　[2] 詹(zhān)天(tiān)津,謝(xiè)玉榮國內分(fēn)布式光伏發展(zhǎn)形勢(shì)分(fēn)析(xī)及(jí)思考

　　[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與(yǔ)應(yīng)用手冊.2022.05版(bǎn)