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淺聊光伏直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用

2024-10-30　　閱讀(283)

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，新能源汽車的發(fā)展勢頭迅猛。光伏直流智能充電樁作為新能源汽車充電的重要設(shè)施，其有序充電策略的研究與應(yīng)用具有重要意義。本文首先介紹了光伏直流智能充電樁的基本概念和特點，然后詳細闡述了有序充電策略的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法，包括負荷預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度和智能控制等方面。接著，分析了光伏直流智能充電樁有序充電策略在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的解決方案。最后，對光伏直流智能充電樁有序充電策略的未來發(fā)展趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：光伏直流智能充電樁；有序充電策略；負荷預(yù)測；優(yōu)化調(diào)度；智能控制

1、引言

隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，新能源汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具，正逐漸成為未來汽車發(fā)展的主流方向。而充電樁作為新能源汽車的重要配套設(shè)施，其建設(shè)和發(fā)展也受到了廣泛關(guān)注。光伏直流智能充電樁結(jié)合了光伏發(fā)電技術(shù)和直流快充技術(shù)，具有高效、環(huán)保、智能等特點，能夠為新能源汽車提供快速、可靠的充電服務(wù)。然而，由于新能源汽車的充電需求具有隨機性和不確定性，大規(guī)模的充電樁接入電網(wǎng)可能會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性造成影響。因此，研究光伏直流智能充電樁的有序充電策略，實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動，對于提高電網(wǎng)的運行效率和新能源汽車的推廣應(yīng)用具有重要意義。

2、光伏直流智能充電樁的基本概念和特點

2.1基本概念
光伏直流智能充電樁是一種將光伏發(fā)電技術(shù)與直流快充技術(shù)相結(jié)合的新型充電樁。它利用太陽能光伏電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過直流快充技術(shù)為新能源汽車提供快速充電服務(wù)。同時，光伏直流智能充電樁還具備智能控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對充電過程的實時監(jiān)測和控制，提高充電效率和安全性。

2.2特點

2.2.1高效環(huán)保

光伏直流智能充電樁利用太陽能光伏發(fā)電，不產(chǎn)生任何污染物和溫室氣體排放，具有高效環(huán)保的特點。同時，直流快充技術(shù)能夠為新能源汽車提供快速充電服務(wù)，縮短充電時間，提高充電效率。

2.2.2智能控制

光伏直流智能充電樁具備智能控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對充電過程的實時監(jiān)測和控制。通過智能控制系統(tǒng)，充電樁可以根據(jù)新能源汽車的電池狀態(tài)、充電需求和電網(wǎng)負荷情況等因素，自動調(diào)整充電功率和充電時間，實現(xiàn)有序充電，提高充電效率和安全性。

2.2.3可靠性高
光伏直流智能充電樁采用了先進的光伏發(fā)電技術(shù)和直流快充技術(shù)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。同時，充電樁還具備完善的保護功能，能夠有效防止過充、過放、過流、短路等故障的發(fā)生，保障新能源汽車的充電安全。

2.2.4靈活性強
光伏直流智能充電樁可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景和需求進行靈活配置和安裝。它可以安裝在停車場、小區(qū)、商業(yè)區(qū)等場所，為新能源汽車提供便捷的充電服務(wù)。同時，充電樁還可以與電網(wǎng)進行互動，實現(xiàn)分布式能源的接入和管理，提高能源利用效率。

3、光伏直流智能充電樁有序充電策略的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法

3.1負荷預(yù)測
負荷預(yù)測是光伏直流智能充電樁有序充電策略的基礎(chǔ)。通過對新能源汽車的充電需求進行準確預(yù)測，可以為充電樁的優(yōu)化調(diào)度和智能控制提供依據(jù)。負荷預(yù)測的方法主要有基于歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法、基于機器學(xué)習(xí)的預(yù)測方法和基于物理模型的預(yù)測方法等。其中，基于機器學(xué)習(xí)的預(yù)測方法具有較高的預(yù)測精度和適應(yīng)性，是目前負荷預(yù)測的主要研究方向。

3.2優(yōu)化調(diào)度
優(yōu)化調(diào)度是光伏直流智能充電樁有序充電策略的核心。通過對充電樁的充電功率和充電時間進行優(yōu)化調(diào)度，可以實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動，提高電網(wǎng)的運行效率和新能源汽車的充電效率。優(yōu)化調(diào)度的方法主要有基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的優(yōu)化方法、基于智能算法的優(yōu)化方法和基于模型預(yù)測控制的優(yōu)化方法等。其中，基于智能算法的優(yōu)化方法具有較高的求解效率和適應(yīng)性，是目前優(yōu)化調(diào)度的主要研究方向。

3.3智能控制
智能控制是光伏直流智能充電樁有序充電策略的關(guān)鍵。通過對充電樁的充電過程進行實時監(jiān)測和控制，可以實現(xiàn)充電樁的安全、高效運行。智能控制的方法主要有基于模糊控制的智能控制方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制方法和基于專家系統(tǒng)的智能控制方法等。其中，基于模糊控制的智能控制方法具有較高的魯棒性和適應(yīng)性，是目前智能控制的主要研究方向。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(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數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預(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。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

淺聊光伏直流智能充電樁有序充電策略與應(yīng)用

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)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

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、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維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)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、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。

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