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簡析電動(dòng)汽車的有序充電管理及其對(duì)配網(wǎng)的影響分析
任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:電動(dòng)汽車以無序充電方式接入配電網(wǎng)時(shí)與網(wǎng)內(nèi)基礎(chǔ)用電負(fù)荷疊加,會(huì)形成峰上加峰的現(xiàn)象,不利于配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)上述問題,首先對(duì)私家車充電負(fù)荷進(jìn)行建模,采用蒙特卡羅抽樣模擬電動(dòng)汽車無序行為下的充電負(fù)荷曲線。然后提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格機(jī)制,引導(dǎo)車主有序充電,并以配電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù),優(yōu)化電動(dòng)汽車充電行為。比較后在IEEEE3節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)中,分別分析有序和無序充電負(fù)荷并網(wǎng)時(shí)電動(dòng)汽車充電費(fèi)用、配電網(wǎng)電壓偏移率及網(wǎng)損,結(jié)果表明所提策略可有效兼顧用戶利益和配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車;配電網(wǎng);多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格;電壓偏移;網(wǎng)損
0引言
伴隨我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,制定以綠色新能源為主體的新型電力系統(tǒng)可為推進(jìn)國家“雙碳"目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)發(fā)揮積極作用,電動(dòng)汽車的推廣和應(yīng)用在節(jié)能減排方面有著wu可比擬的優(yōu)勢,推進(jìn)電動(dòng)汽車發(fā)展是推動(dòng)我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。雖然電動(dòng)汽車的存在為人們出行帶來了巨大的便利,但由于其充電行為具有不確定性,大量無序、隨機(jī)的負(fù)荷直接并網(wǎng)會(huì)對(duì)配電網(wǎng)造成許多不可預(yù)知的負(fù)面影響。因此應(yīng)大力推廣對(duì)電動(dòng)汽車的有序充電管理,以兼顧電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)效益和用戶利益.在解決電動(dòng)汽車并網(wǎng)時(shí)如何管控的問題上,已有學(xué)者進(jìn)行研究??紤]到配電網(wǎng)用電峰谷差較大導(dǎo)致變壓器過載和產(chǎn)生大量網(wǎng)內(nèi)損耗,提出了一種對(duì)電動(dòng)汽車充電功率進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化的策略,算例結(jié)果表明該策略可以有效降低網(wǎng)損。針對(duì)大規(guī)模電動(dòng)汽車入網(wǎng)現(xiàn)象,根據(jù)網(wǎng)內(nèi)用電負(fù)荷狀態(tài)及電動(dòng)汽車充電需求等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),利用模糊控制算法對(duì)電動(dòng)汽車的充電行為做有序優(yōu)化,有效避免了大規(guī)模車群入網(wǎng)引起的負(fù)荷尖峰問題。將電動(dòng)汽車電池的可放比較大容量為選定優(yōu)化目標(biāo),通過競價(jià)的方法,引導(dǎo)用戶在用電高峰時(shí)間段利用電動(dòng)汽車的V2G技術(shù)饋電給電網(wǎng),以達(dá)到“削峰填谷"的效果?;谔摂M電價(jià),考慮以系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差比較小、用戶經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)比較大和電池的折舊費(fèi)用比較小為目標(biāo)對(duì)電動(dòng)汽車建模,通過仿真算例證明了該策略提出的有效性。提出了一種基于峰谷分時(shí)電價(jià)為背景的,考慮電動(dòng)汽車充放電隨機(jī)性的有序充放電策略,使得電動(dòng)汽車在負(fù)荷高峰期向網(wǎng)饋電,負(fù)荷低谷期充電,平滑了網(wǎng)內(nèi)用電曲線。以分時(shí)電價(jià)為背景,構(gòu)建同時(shí)考慮用戶用電繳費(fèi)情況和負(fù)荷穩(wěn)定性的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,使電動(dòng)汽車參與有序充電管理規(guī)劃。通過算例分析驗(yàn)證了該方法不但可以減小負(fù)荷的峰谷差,還能提高用戶用電的經(jīng)濟(jì)效益。上述文獻(xiàn)中,學(xué)者從電網(wǎng)側(cè)角度通過對(duì)電動(dòng)汽車的充電特性直接調(diào)度或是從用戶側(cè)角度利用價(jià)格引導(dǎo)電動(dòng)汽車優(yōu)化充電行為來滿足電網(wǎng)功率的調(diào)節(jié)。前者的直接調(diào)度僅考慮了對(duì)電網(wǎng)的影響,沒有調(diào)動(dòng)用戶用電的主觀意愿,實(shí)施推廣具有難度;后者雖然利用價(jià)格因素很好調(diào)動(dòng)了用戶參與性,但現(xiàn)有的分時(shí)電價(jià)分區(qū)少,限制了調(diào)度的比較優(yōu)可能性。因此本文以私家車并入配電網(wǎng)為研究對(duì)象,根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ)提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略,引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電。對(duì)用戶用電繳費(fèi)、配電網(wǎng)的電壓偏移及網(wǎng)損情況加以分析后,驗(yàn)證了所提出的價(jià)格機(jī)制可以引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電,并兼顧配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶利益。
1私家車無序模式充電模型
本文從以下4個(gè)方面構(gòu)建電動(dòng)汽車的充電模型。a?電動(dòng)汽車電池特性本文選用鋰電池為研究對(duì)象。與普通汽車相同,不同類型私家車電池容量有差異。
式中fQ為私家車鋰電池容量的概率密度;x表示該時(shí)刻的電池容量大小,一般取值為20-30kwh。鋰電池充電變化過程如圖1所示。由于充電起始過程和結(jié)束過程的時(shí)間非常短暫,可以近似地認(rèn)為鋰電池充電是恒功率充電。b?車主日行駛里程本文引用美國交通部汽車日出行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析
計(jì)算[13],可知電動(dòng)汽車車主每日用車行駛里程數(shù)的概率密度函數(shù)為
式中:fD為車主日行駛里程的概率密度函數(shù);μD為期望值;σD為標(biāo)準(zhǔn)差。c?車主比較后歸程時(shí)刻假設(shè)車主每日結(jié)束行程時(shí)刻即為電動(dòng)汽車每日開始充電時(shí)刻,比較后歸程概率密度函數(shù)為
式中:fs為車主比較后規(guī)程的概率密度函數(shù);w為回家時(shí)刻;μs為期望值;σs為標(biāo)準(zhǔn)差。d?車主離家時(shí)間假設(shè)車主每日用車期間只可放電不可充電,出行開始時(shí)刻的概率密度函數(shù)為
式中:fe為車主啟程離家的概率密度函數(shù);v為離家時(shí)刻。結(jié)合用戶出行數(shù)據(jù)及電動(dòng)汽車充電模型利用蒙特卡洛算法,得到500輛電動(dòng)汽車的24h無序充電負(fù)荷曲線,如圖2所示。
2多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)下電動(dòng)汽車有序充電模型
2.1多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)區(qū)間劃分
傳統(tǒng)的分時(shí)電價(jià)一旦制定后其區(qū)間不再變化,但居民的用電行為會(huì)隨著季節(jié)變化、地域不同和個(gè)人舒適度而改變,與原分時(shí)電價(jià)的價(jià)格區(qū)間范圍有偏差,產(chǎn)生負(fù)荷和電價(jià)的峰谷不匹配的現(xiàn)象。而電動(dòng)汽車的充電行為在時(shí)間上有很大隨機(jī)性,導(dǎo)致實(shí)時(shí)電價(jià)的制定考慮因素十分復(fù)雜。因此本文根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ)提出一種新型的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略。目前為止,隸屬度函數(shù)是對(duì)傳統(tǒng)用電價(jià)格進(jìn)行劃分的比較成熟且通用性比較廣的方法。以表1某地區(qū)分時(shí)電價(jià)為例,首先基于模糊數(shù)學(xué)的理論,可將每個(gè)時(shí)間段認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的模糊集合,然后利用隸屬度函數(shù)構(gòu)建時(shí)段內(nèi)每時(shí)刻對(duì)應(yīng)的隸屬度,并根據(jù)隸屬度值將其劃分到對(duì)應(yīng)的時(shí)間段[14]。再將短期預(yù)測的基礎(chǔ)負(fù)荷劃分成多時(shí)段,根據(jù)每時(shí)段對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值計(jì)算相對(duì)應(yīng)的電價(jià)。
式中:Cmax和Cmin分別為分時(shí)電價(jià)的峰值與谷值;C?為每時(shí)段負(fù)荷在價(jià)格區(qū)間上的映射。
式中:Ci為精準(zhǔn)。
2.2電動(dòng)汽車有序充電策略
電動(dòng)汽車聚合商是專門針對(duì)電動(dòng)汽車充電進(jìn)行資源整合的參與者,其部署的智能充電樁可提供常規(guī)充電模式和充電優(yōu)化模式。常規(guī)充電模式可將電動(dòng)汽車的電池充至期望電量值,而優(yōu)化模式則需要根據(jù)車主個(gè)人用電需求輸入結(jié)束充電時(shí)刻及結(jié)束時(shí)刻的充電期望值。車輛接入后,充電樁將獲取該車信息,將輸入值及車電池的剩余電量反饋到系統(tǒng)調(diào)度中間,對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線智能計(jì)算,形成電動(dòng)汽車的充電計(jì)劃。
2.3目標(biāo)函數(shù)
本文以網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù)。
式中:F為目標(biāo)函數(shù);N為谷時(shí)段數(shù)目;Pi為第i個(gè)時(shí)段配電網(wǎng)的基礎(chǔ)負(fù)荷值。
2.4約束條件
小值和比較大值。
Bu充電時(shí)段T約束Ts≤T≤Te(12)式中:Ts為車主每日充電開始時(shí)刻;Te為當(dāng)天充電結(jié)束時(shí)刻。c?總電量S約束本文優(yōu)化中不計(jì)電池?fù)p耗,假設(shè)電池容量為恒定值。
式中:K為充電的電動(dòng)汽車數(shù)目;Tchi為第i輛車總充電時(shí)間。
2.5算法求解
傳統(tǒng)的遺傳算法是一種起源于生物進(jìn)化規(guī)律演變的尋優(yōu)算法。從任意初始種群開始,通過選擇、交叉、變異等環(huán)節(jié),產(chǎn)生一些對(duì)環(huán)境適應(yīng)度高的個(gè)體并進(jìn)入搜索空間中更好的區(qū)域,不斷繁衍進(jìn)化,比較終得到比較大適應(yīng)度的個(gè)體作為比較優(yōu)解輸出。但由于進(jìn)化過程中交叉概率參數(shù)及變異概率參數(shù)為定值,忽略了進(jìn)化過程中種群的自適應(yīng)特性,存在過早收斂的缺陷。且算法沒有保留精英機(jī)制,適應(yīng)度高的個(gè)體可能在進(jìn)化中丟失好的基因。為了解決以上問題,本文采用自適應(yīng)交叉概率Kc和自適應(yīng)變異概率Km以及精英保留機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化求解[15]。自適應(yīng)交叉概率Kc和自適應(yīng)變異概率Km公式如下:
式中:K1為基礎(chǔ)交叉概率;fmax為個(gè)體比較大適應(yīng)度;fav為個(gè)體適應(yīng)度值的平均值;fl為每相鄰交叉?zhèn)€體中較大的適應(yīng)度。
式中:K2為基礎(chǔ)變異概率;fi為第I代進(jìn)化的閾值,公式如下:
式中:fiI為第i個(gè)個(gè)體;Keep=1,則精英保留,Keep=0,則不保留。優(yōu)化過程如圖4。
3算例仿真與分析
3.1仿真場景設(shè)定
本文仿真過程選擇在IEEE33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)中進(jìn)行,其拓?fù)淙鐖D5所示。假設(shè)節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn),即電源接入節(jié)點(diǎn),余下32個(gè)節(jié)點(diǎn)全部為PQ節(jié)點(diǎn)。假設(shè)整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)中含基礎(chǔ)負(fù)荷以及1500輛電動(dòng)汽車,車群被均勻分配到節(jié)點(diǎn)19,23和26中。以私家車比亞迪E1車型作為研究對(duì)象,規(guī)定每輛電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池規(guī)格相同,參數(shù)為:220V,16A慢充模式,限制容量為35KWH,3.52KWH恒功率充電,充電效率為0.82,轉(zhuǎn)換效率為0.90
3.2對(duì)用電負(fù)荷的分析
電動(dòng)汽車以不同方式充電的負(fù)荷曲線及配電網(wǎng)總負(fù)荷曲線如圖6、圖7所示。由圖6和圖7可知,通過動(dòng)態(tài)價(jià)格的引導(dǎo),電動(dòng)汽車充電行為趨于有序化,車主對(duì)充電時(shí)間段的選擇逐漸向夜間轉(zhuǎn)移,負(fù)荷峰值水平大幅度下降,說明新型電價(jià)的提出可以使車主的用電行為不再大面積集中,系統(tǒng)總用電負(fù)荷曲線相對(duì)變得平緩,有削峰填谷的效果。
由表2可知,無序充電車主日繳納電費(fèi)為21880.8元,基于多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)的有序充電日繳費(fèi)為17248.80元,比無序充電費(fèi)用降低了21.17%。因此新電價(jià)機(jī)制的提出可有效降低車主充電成本。
3.3對(duì)配電網(wǎng)影響分析
將IEEE33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)模型的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷參數(shù)和優(yōu)化后的有序充電負(fù)荷數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件語言編程,對(duì)比以下3種場景下的配電網(wǎng)電壓偏移及網(wǎng)損。場景1:配電網(wǎng)內(nèi)未接入電動(dòng)汽車負(fù)荷。場景2:配電網(wǎng)內(nèi)接入無序充電負(fù)荷。場景3:配電網(wǎng)內(nèi)接入有序充電負(fù)荷。圖8表示部分時(shí)段下3種用電方式的網(wǎng)損率??梢?8.00-24.00由于無序充電負(fù)荷的接入使得網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)損明顯升高。原因是車主歸程后的無序充電行為與用戶基礎(chǔ)用電行為的一致性導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)用電功率激增。09.00-21.00時(shí),對(duì)比接入無序充電負(fù)荷和有序充電負(fù)荷,后者可有效降低配電網(wǎng)網(wǎng)損,尤其在電價(jià)高峰時(shí)段21.00網(wǎng)損率下降了2.77%,效果比較顯著。說明多時(shí)段分時(shí)電價(jià)的提出引導(dǎo)車主有序充電對(duì)調(diào)節(jié)配電網(wǎng)網(wǎng)損具有一定效果。
由圖9可知,場景1配電網(wǎng)未接入充電負(fù)荷時(shí)的電壓偏移都控制在±7%以內(nèi),縱橫對(duì)比沒有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的電壓偏移現(xiàn)象,但是節(jié)點(diǎn)18和19在20.00-21.00時(shí)間段上有局部節(jié)點(diǎn)處在越限邊界。由圖10可知,場景2中配電網(wǎng)內(nèi)接入無序充電負(fù)荷時(shí),節(jié)點(diǎn)13-19和28-33在晚間出現(xiàn)電壓越限情況,原因是無序充電負(fù)荷的高峰期恰巧與網(wǎng)內(nèi)基礎(chǔ)負(fù)荷用電的高峰期時(shí)段相疊。
圖11表示場景3下配電網(wǎng)內(nèi)接入有序充電負(fù)荷時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的偏移情況。與圖9和圖10對(duì)比可知,有序充電負(fù)荷的接入使局部節(jié)點(diǎn)越限現(xiàn)象得到緩解,偏移的電壓回歸到正常標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。說明所提出的新型動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)可以通過對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電有序化管理來改善配電網(wǎng)電壓偏移現(xiàn)象。
由于大量負(fù)荷突然接入使各節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生偏移現(xiàn)象,因此對(duì)比較大負(fù)載量時(shí)刻(21.00)各節(jié)點(diǎn)電壓偏移情況進(jìn)行對(duì)比更有意義,結(jié)果如圖12所示。
由圖12可知,未接入無序負(fù)荷時(shí)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的電壓偏移都控制在±7%范圍以內(nèi),電壓無越限行為。當(dāng)無序充電負(fù)荷并網(wǎng)后,一部分節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生顯著偏移,且偏移量均超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍。而經(jīng)過多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略調(diào)控的有序充電行為接入配電網(wǎng)后,網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)電壓值還原到標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi),其中變化比較顯著的18號(hào)節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值由0.9467調(diào)整到0.9828,電壓偏移率修正了3.61%。
4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)
4.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實(shí)時(shí)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(shí)對(duì)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)
4.3.1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)中間層和客戶端層。
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)中間層: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(shí)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(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。
小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)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(shí)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(tái)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(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)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(shí)可查看每個(gè)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(shí)監(jiān)控
實(shí)時(shí)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(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶,對(duì)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(dòng)上報(bào)故障信息,平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理,同時(shí)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(tái),從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)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(tái)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(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng),同時(shí)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(duì)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(shí)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(hào) | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái) | AcrelCloud-9000 | 安科瑞響應(yīng)國家節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號(hào)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(dòng)汽車充電軟件解決方案,可以隨時(shí)隨地享受便捷安全的充電服務(wù),微信掃一掃、微信公眾號(hào)、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、安全的充電服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、安全、合理的電量補(bǔ)給,能計(jì)時(shí),計(jì)電度、計(jì)金額作為市民購電終端,同時(shí)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(jí)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(jí),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(jí)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(jí),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(jí)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(jí),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(jí)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(jí),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(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持投幣、刷卡,掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持投幣、刷卡,免費(fèi)充電 ACX10A-YHW:防護(hù)等級(jí)IP65,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YW:防護(hù)等級(jí)IP65,支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW:防護(hù)等級(jí)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(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別,報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持掃碼充電 ACX2A-YN:防護(hù)等級(jí)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(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別,報(bào)警上報(bào)。 ACX20A-YHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX20A-YN:防護(hù)等級(jí)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(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)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(tái)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(tái)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(jí) 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(jí),無功電能精度2級(jí) 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(jí) 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:電壓輸入較大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(jí),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:電壓輸入較大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(jí) 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)語
本文基于分時(shí)電價(jià)與短期負(fù)荷預(yù)測提出了一種新型多時(shí)段動(dòng)態(tài)充電價(jià)格機(jī)制,引導(dǎo)車主規(guī)劃用車安排,使充電行為由無序變?yōu)橛行?。建立以配電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)比較小為目標(biāo)函數(shù),利用MATLAB軟件進(jìn)行算法編程,結(jié)果表明所提出的多時(shí)段動(dòng)態(tài)電價(jià)策略可減小網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷波動(dòng),有明顯的削峰填谷作用,為車主減少21.17%的充電成本。此外還有效降低了21.00用電高峰期2.77%的網(wǎng)損率并修正18號(hào)節(jié)點(diǎn)3.61%的電壓偏移率,實(shí)現(xiàn)了保證車主充電利益與提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全的并存。
參考文獻(xiàn)
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王晛,張華君,張少華.風(fēng)電和電動(dòng)汽車組成虛擬電廠參與電力市場的博弈模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2019.43(3):155-162.
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《安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊》.2022.05版.
作者簡介
任運(yùn)業(yè),男,安科瑞電氣股份有限公司,從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作。