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有序充电的应用:推动电动汽车充电智能化与电网优化的关键技术

时间:2025/2/11阅读:198
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摘要:随着电动汽车(EV)的快速发展,充电需求急剧增加,传统的无序充电模式已无法满足电网稳定性和用户体验的需求。有序充电作为一种智能充电管理技术,通过动态调度充电功率和时间,优化充电资源的分配,成为解决电动汽车充电难题的关键手段。本文从有序充电的技术原理、应用场景、优势及挑战等方面进行探讨,分析其在电动汽车充电领域的重要作用,并展望其未来发展趋势。

关键词

有序充电;电动汽车;智能电网;充电优化;能源管理


1. 引言

近年来,全球电动汽车市场规模持续扩大,充电基础设施的建设成为推动电动汽车普及的重要环节。然而,无序充电模式带来的电网负荷波动、充电效率低下以及资源分配不均等问题日益凸显。有序充电技术通过智能调度和优化管理,能够有效缓解这些问题,提升充电效率,降低用电成本,同时保障电网的稳定运行。


2. 有序充电的技术原理

有序充电是一种基于智能电网技术的充电管理模式,其核心在于通过实时数据采集、分析和动态调度,实现充电过程的优化控制。具体技术原理包括:

  1. 数据采集与监测:通过智能电表、充电桩和电网监控系统,实时采集电动汽车的充电需求、电池状态、电网负荷等数据。

  2. 智能调度算法:利用优化算法(如线性规划、动态规划等),根据电网负荷、电价政策和用户需求,动态调整充电功率和时间。

  3. 通信与控制:通过物联网(IoT)技术,实现充电桩、电动汽车与电网之间的实时通信,确保调度指令的准确执行。


3. 有序充电的应用场景

有序充电技术在多个场景中展现出广泛的应用潜力:

3.1 居民小区

在居民小区中,电动汽车充电需求集中,但充电桩资源有限。有序充电可以通过分时调度,避免高峰时段电网过载,同时满足居民的充电需求。

3.2 商业停车场

商业停车场通常配备大量充电桩,但利用率不均。有序充电可以优化充电桩的使用效率,提升运营收益,同时为用户提供便捷的充电服务。

3.3 公共充电站

公共充电站是电动汽车用户的重要充电场所。有序充电可以通过智能调度,减少用户排队时间,提升充电效率,改善用户体验。

3.4 企业园区

企业园区内的电动汽车充电需求具有规律性。有序充电可以根据员工的上下班时间,合理安排充电计划,降低用电成本,同时保障电网稳定。


4. 有序充电的优势

有序充电技术的应用具有以下显著优势:

  1. 提升充电效率:通过智能调度,避免充电桩闲置或过载,缩短用户等待时间。

  2. 降低用电成本:在电网负荷低谷时段充电,享受更低电价,减少用户和运营方的成本。

  3. 减轻电网压力:平衡电网负荷,避免高峰时段电力紧张,保障电网稳定运行。

  4. 支持可再生能源:有序充电可以与风能、太阳能等可再生能源结合,实现清洁能源的高效利用。


5. 有序充电面临的挑战

尽管有序充电技术具有诸多优势,但其在实际应用中仍面临一些挑战:

  1. 技术复杂性:有序充电需要高度集成的智能电网和通信技术,技术门槛较高。

  2. 用户接受度:部分用户可能对充电时间的灵活性要求较高,难以接受有序充电的调度安排。

  3. 政策与标准:有序充电的推广需要完善的政策支持和统一的技术标准。


6. 未来发展趋势

随着技术的不断进步和政策的逐步完善,有序充电将在以下方面取得进一步发展:

  1. 与V2G技术结合:有序充电与车辆到电网(V2G)技术结合,实现电动汽车与电网的双向互动,进一步提升电网稳定性。

  2. 人工智能的应用:通过人工智能算法,优化充电调度策略,提高系统的智能化水平。

  3. 规模化推广:随着电动汽车普及率的提高,有序充电将在更多场景中实现规模化应用。


7安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

7.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控,实时监控充电桩运行状态,进行充电服务、支付管理,交易结算,资要管理、电能管理,明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压,欠压,绝缘低各类故障进行预警;充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网,用户通过微信、支付宝,云闪付扫码充电。

7.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3系统结构

C:/Users/Administrator/Desktop/充电桩拓扑图.png充电桩拓扑图 

系统分为四层:

1)即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2)数据采集层:包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数,并进行电能计量和保护。

3)网络传输层:通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4)数据层:包含应用服务器和数据服务器,应用服务器部署数据采集服务、WEB网站,数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5)应客户端层:系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能,同时为运维人员提供运维APP,充电用户提供充电小程序。

7.4安科瑞充电桩云平台系统功能

7.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况,对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示,同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩,查看设备使用率,合理分配资源。

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7.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况,主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流,充电桩告警信息等。

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7.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户,对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作,可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

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7.4.4故障管理

设备自动上报故障信息,平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理,同时运维人员可通过运维APP收取故障推送,运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

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7.4.5统计分析

通过系统平台,从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度,查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

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7.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户,运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施,维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动,同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

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7.4.7运维APP

面向运维人员使用,可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况,进行远程参数设置,同时可接收故障推送

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7.4.8充电小程序

面向充电用户使用,可查看附近空闲设备,主要包含扫码充电、账户充值,充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

IMG_265IMG_266 

7.5系统硬件配置

类型

型号

图片

功能

安科瑞充电桩收费运营云平台

AcrelCloud-9000

IMG_267 

安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召,为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩,包含智能7kW交流充电桩,30kW壁挂式直流充电桩,智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求,提供电动汽车充电软件解决方案,可以随时随地享受便捷安全的充电服务,微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗,充电方式多样化,为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给,能计时,计电度、计金额作为市民购电终端,同时为提高公共充电桩的效率和实用性。

互联网版智能交流桩

AEV-AC007D

C:/Users/Administrator/Desktop/1-24011G2523VZ.png1-24011G2523VZ 

额定功率7kW,单相三线制,防护等级IP65,具备防雷

保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用。

通讯方:4G/wifi/蓝牙支持刷卡,扫码、免费充电可选配显示屏

互联网版智能直流桩

AEV-DC030D

正面 (2) 

额定功率30kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远

程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式:4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC060S

正面 (2) 

额定功率60kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式:4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC120S

img16 

额定功率120kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式:4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

10路电瓶车智能充电桩

ACX10A系列

IMG_272 

10路承载电流25A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。

ACX10A-TYHN:防护等级IP21,支持投币、刷卡,扫码、免费充电

ACX10A-TYN:防护等级IP21,支持投币、刷卡,免费充电

ACX10A-YHW:防护等级IP65,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX10A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX10A-YW:防护等级IP65,支持刷卡、免费充电

ACX10A-MW:防护等级IP65,仅支持免费充电

2路智能插座

ACX2A系列

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2路承载电流20A,单路输出电流10A,单回路功率2200W,总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。

ACX2A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡、扫码充电

ACX2A-HN:防护等级IP21,支持扫码充电

ACX2A-YN:防护等级IP21,支持刷卡充电

20路电瓶车智能充电桩

ACX20A系列

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20路承载电流50A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。

ACX20A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX20A-YN:防护等级IP21,支持刷卡,免费充电

落地式电瓶车智能充电桩

ACX10B系列

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10路承载电流25A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。

ACX10B-YHW:户外使用,落地式安装,包含1台主机及5根立柱,支持刷卡、扫码充电,不带广告屏

ACX10B-YHW-LL:户外使用,落地式安装,包含1台主机及5根立柱,支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告

绝缘监测仪

AIM-D100-ES

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AIM-D100-ES系列直流绝缘监测仪可以应用在15~1500V的直流系统中,用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻,当绝缘电阻低于设定值时,发出预警或报警信号。

绝缘监测仪

AIM-D100-T

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AIM-D100-T系列直流绝缘监测仪可以应用在10~1000V的直流系统中,用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻,当绝缘电阻低于设定值时,发出预警或报警信号。

智能边缘计算网关

ANet-2E4SM

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4路RS485串口,光耦隔离,2路以太网接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、从)、104(主、从)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模块)输入电源:DC12V~36V。支持4G扩展模块,485扩展模块。

扩展模块ANet-485

M485模块:4路光耦隔离RS485

扩展模块ANet-M4G

M4G模块:支持4G全网通

导轨式单相电表

ADL200

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单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,输入电流:10(80)A;

电能精度:1级

支持Modbus和645协议

证书:MID/CE认证

导轨式电能计量表

ADL400

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三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,分相总有功电能,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

证书:MID/CE认证

无线计量仪表

ADW300

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三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,有功电能计量(正、反向)、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量(2~31次);A、B、C、N四路测温;1路剩余电流测量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD显示;有功电能精度:0.5S级(改造项目)

证书:CPA/CE认证

导轨式直流电表

DJSF1352-RN

IMG_280 

直流电压、电流、功率测量,正反向电能计量,复费率电能统计,SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V,电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级,1路485通讯,1路直流电能计量AC/DC85-265V供电

证书:MID/CE认证

面板直流电表

PZ72L-DE

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直流电压、电流、功率测量,正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V,电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级

证书:CE认证

电气防火限流式保护器

ASCP200-63D

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导轨式安装,可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯,1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A,额定电流菜单可设。

开口式电流互感器

AKH-0.66/K

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AKH-0.66K系列开口式电流互感器安装方便,无须拆一次母线,亦可带电操作,不影响客户正常用电,可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。

霍尔传感器

AHKC

D:/淘宝/淘宝素材/产品/电量传感器/霍尔传感器√/霍尔开口式传感器/1.png1 

霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换,通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受,响应时间快,电流测量范围宽精度高,过载能力强,线性好,抗干扰能力强。

智能剩余电流继电器

ASJ

 

D:/淘宝/淘宝素材/产品/电力监控与保护/电力监控与保护(1)/ASJ/ASJ20-LD1A/ASJ20-.JPGASJ20- 

该系列继电器可与低压断路器或低压接触器等组成组合式的剩余电流动作保护器,主要适用于交流50Hz,额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电线路,防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故,也可用于对人身触电危险提供间接接触保护。

 

8、结论

有序充电作为电动汽车充电领域的关键技术,能够有效解决传统充电模式带来的问题,提升充电效率,降低用电成本,同时保障电网的稳定运行。尽管面临技术复杂性和用户接受度等挑战,但随着技术的不断进步和政策的支持,有序充电将在未来发挥更加重要的作用,推动电动汽车产业的可持续发展。


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