安科(kē)瑞 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要(yào)：麵對愈發(fā)嚴峻的(dí)碳排放現(xiàn)狀，發展，清(qīng)潔的電動汽車是當(dāng)前(qián)社(shè)會(huì)減少對化(huà)石能(néng)源依(yī)賴，減少(shǎo)空氣汙(wū)染的關鍵方法(fǎ)。但電(diàn)動汽車作為一種靈活的隨機負荷，大規(guī)模地接(jiē)入運(yùn)行(háng)電網(wǎng)充電，會對電網的安(ān)全(quán)穩定產(chǎn)生負(fù)麵(miàn)的(dí)影(yǐng)響。本(běn)文為解決此問(wèn)題，提(tí)出了一種基於(yú)峰穀電(diàn)價的(dí)有序充電(diàn)策略，以此合(hé)理引導(dǎo)電(diàn)動汽車用戶進行充電，助(zhù)力電(diàn)動(dòng)汽(qì)車行業和智能(néng)電網的穩(wěn)定發(fā)展。

關鍵(jiàn)詞：峰穀電價；電動汽車(chē)；有序充電(diàn)；電力(lì)需求(qiú)側管(guǎn)理(lǐ)

1研(yán)究背景

隨著(zhuó)社(shè)會(huì)科技的(dí)不斷發展，人類對各領(lǐng)域(yù)的(dí)探(tàn)索不斷加(jiā)深，能源(yuán)的(dí)消(xiāo)耗與需(xū)求也(yě)隨(suí)之不斷(duàn)攀(pān)升，二氧(yǎng)化(huà)碳(tàn)排(pái)放量的高(gāo)速(sù)增長使(shǐ)得(dé)全(quán)球(qiú)環(huán)境(jìng)發生著(zhuó)令人(rén)心驚的(dí)變化(huà)，工業文(wén)明和生態文明(míng)在(zài)工業(yè)化發展的過程中激烈碰撞。中國作為(wéi)全球(qiú)二(èr)氧化(huà)碳(tàn)排(pái)放量，在(zài)溫室(shì)氣(qì)體減(jiǎn)排方麵(miàn)麵臨(lín)著的國際(jì)壓力(lì)。2021年(nián)10月(yuè)，中國(guó)國(guó)務(wù)院(yuàn)印(yìn)發了《2030年(nián)前碳(tàn)達峰行(háng)動方案》，這(zhè)將深刻(kè)重(zhòng)塑(sù)我國的能源(yuán)結(jié)構與產(chǎn)業(yè)結(jié)構，轉變(biàn)社會生(shēng)產(chǎn)方式與人(rén)民生(shēng)活(huó)方(fāng)式(shì)。

電動汽(qì)車以車(chē)載電池(chí)提(tí)供的電(diàn)源為(wéi)動力，是集(jí)汽車的(dí)新技術改革，電子科技發展，新材(cái)料技(jì)術(shù)和電池儲(chǔ)能技(jì)術一體(tǐ)的(dí)高新技(jì)術結(jié)合(hé)體，具有高能效，低汙(wū)染(rǎn)，低噪(zào)音(yīn)的(dí)優點(diǎn)，是能源(yuán)需求(qiú)端清潔(jié)化的重(zhòng)要綠(lǜ)色(sè)消(xiāo)耗設(shè)備，是全球(qiú)應對溫室(shì)氣體(tǐ)減排的(dí)新(xīn)一代(dài)清潔交通工具。電(diàn)動汽(qì)車(chē)的(dí)突出優點是(shì)：運(yùn)行(háng)過程中不排放汙(wū)染環(huán)境的(dí)有害(hài)氣(qì)體，且從電力能源(yuán)供應端而(ér)言，也(yě)具(jù)有(yǒu)電力(lì)獲得(dé)來源多樣性(xìng)，可(kě)控性(xìng)的特點，能(néng)從如風力(lì)，太(tài)陽能(néng)，水(shuǐ)勢能(néng)，核(hé)能等多渠道獲取(qǔ)電力，由此(cǐ)大力(lì)轉變人類(lèi)對石油(yóu)等能(néng)源的依賴(lài)。同時(shí)，電(diàn)動汽車作為一種靈活負載(zǎi)，可(kě)以充分發揮其(qí)靈(líng)活(huó)性(xìng)的特點，引導(dǎo)電(diàn)動汽(qì)車用戶(hù)利用(yòng)晚(wǎn)間等用電低(dī)穀時進(jìn)行充電行為(wéi)，以此實(shí)現電網(wǎng)負荷(hé)曲綫的“削(xiāo)峰填(tián)穀”，提高電力(lì)設(shè)備的利(lì)用率(shuài)，提(tí)升電(diàn)力(lì)係統運(yùn)行(háng)的經(jīng)濟(jì)效(xiào)益。所(suǒ)以(yǐ)，電(diàn)動汽車的推(tuī)廣(guǎng)覆蓋，普(pǔ)及大眾(zhòng)用戶是實現(xiàn)低碳經濟(jì)社會(huì)轉型(xíng)的重(zhòng)要(yào)方式，也(yě)是(shì)未來(lái)汽(qì)車發展(zhǎn)的重(zhòng)要(yào)方向，這也受到全球各(gè)國(guó)及*世(shì)界汽(qì)車企(qǐ)業(yè)的高(gāo)度(dù)重(zhòng)視。為加(jiā)快電動汽車行業的(dí)發展，各(gè)國均出台了電(diàn)動汽(qì)車(chē)相(xiāng)關(guān)研(yán)究激(jī)勵(lì)以及(jí)電價(jià)補貼(tiē)的政策，如美國(guó)2019年(nián)宣布將拿出5900萬(wàn)美元撥(bō)款，用於電(diàn)動汽(qì)車(chē)車載(zǎi)電(diàn)池，電(diàn)動發電機(jī)等(děng)技術(shù)研究；歐洲多國(guó)不(bù)僅(jǐn)在(zài)本國建立(lì)了(liǎo)科(kē)技研發基金(jīn)，還聯合多國(guó)加強(qiáng)對電(diàn)池技(jì)術(shù)的研究，有望(wàng)在2050年實(shí)現電動汽車100%覆蓋(gài)的(dí)目標。盡管(guǎn)近幾年遭(zāo)遇(yù)了(liǎo)**疫(yì)情的“黑(hēi)天鵝(é)”事件，但全(quán)球(qiú)的(dí)電(diàn)動汽(qì)車(chē)市場(cháng)仍然保持(chí)強勁增(zēng)長勢頭，2022年(nián)電動汽車(chē)市**額(é)有(yǒu)望攀(pān)升至兩位數(shù)。這(zhè)無不意味著(zhuó)電(diàn)動(dòng)汽車高(gāo)速(sù)發展(zhǎn)的時代已經來(lái)到，電動汽(qì)車大範(fàn)圍覆(fù)蓋的時(shí)代即(jí)將來(lái)臨。

2.研究(jiū)意(yì)義

電動汽車(chē)是(shì)解(jiě)決溫室氣(qì)體排放量問(wèn)題(tí)的(dí)重要(yào)方(fāng)法(fǎ)，但同時電動汽車(chē)也(yě)是不容(róng)忽視的主(zhǔ)動負荷。近10年(nián)來，隨著(zhuó)電動汽車概念深(shēn)入人(rén)心，充(chōng)電(diàn)配(pèi)套設(shè)施(shī)日益(yì)*，電動汽車(chē)覆蓋率不(bù)斷提高(gāo)，所(suǒ)增加(jiā)的充電(diàn)負(fù)荷(hé)也在不斷上升。在不(bù)遠的(dí)未來，電動(dòng)汽車(chē)大規模(mó)覆蓋的(dí)場(cháng)景(jǐng)下，因為其充電過(guò)程的隨(suí)機性(xìng)和不(bù)確(què)定(dìng)性，若不經引導隨意(yì)加(jiā)入(rù)電(diàn)網(wǎng)進行充(chōng)電行為，必(bì)然會帶(dài)來電力(lì)負荷(hé)的大(dà)幅(fú)波動，增(zēng)加電網(wǎng)統籌調(tiáo)度(dù)難度，對(duì)電力(lì)係統(tǒng)建設及電(diàn)網運行(háng)產生嚴(yán)重(zhòng)影(yǐng)響，所(suǒ)以引(yǐn)導電(diàn)動汽車有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)具有(yǒu)重(zhòng)要的研(yán)究意(yì)義。

電動(dòng)汽車作(zuò)為一(yī)種新(xīn)型(xíng)負(fù)載，有(yǒu)其(qí)隨(suí)機性和靈(líng)活性。而(ér)由於(yú)電動汽(qì)車充電(diàn)時(shí)間與人們工作生活作(zuò)息時(shí)間(jiān)的(dí)重合(hé)，其(qí)充(chōng)電(diàn)負荷(hé)概率(shuài)會與(yǔ)現有電(diàn)網的(dí)基礎運行負(fù)荷(hé)疊(dié)加(jiā)形成“峰上加峰(fēng)”的(dí)過(guò)載(zǎi)情(qíng)況，進一(yī)步加(jiā)重電網負(fù)荷(hé)，使(shǐ)得電網(wǎng)中的各節點電流上(shàng)升速率突增，增(zēng)加重載綫路和重載變(biàn)電(diàn)站運行難度，導致電網(wǎng)損(sǔn)耗(hào)增加(jiā)，進(jìn)而(ér)將加速(sù)電網(wǎng)運(yùn)，配，輸電設備(bèi)的(dí)老(lǎo)化，對電(diàn)力(lì)係(xì)統的安(ān)全運行和電(diàn)力消費(fèi)者(zhě)的用電(diàn)體驗都將造(zào)成(chéng)了(liǎo)的(dí)負麵影響。同時(shí)，若(ruò)是(shì)為(wéi)了滿足用(yòng)電(diàn)尖峰時刻的(dí)負(fù)荷，又(yòu)會(huì)對電(diàn)網(wǎng)增(zēng)容提出更高要求(qiú)，不利(lì)於電(diàn)網建(jiàn)設(shè)的(dí)經濟(jì)性和發展性。

根(gēn)據(jù)以上論(lùn)述，對於電動(dòng)汽車接(jiē)入電網(wǎng)所引(yǐn)起的負荷曲(qū)綫(xiàn)峰穀差(chà)問(wèn)題，有序引(yǐn)導(dǎo)用(yòng)戶充(chōng)電是(shì)研究(jiū)的，而在(zài)這其(qí)中(zhōng)利用(yòng)峰(fēng)穀(gǔ)電價(jià)的(dí)經濟引導(dǎo)是重(zhòng)要的(dí)可利(lì)用(yòng)方式(shì)。智能電網(wǎng)作為(wéi)現(xiàn)在(zài)電力係(xì)統電(diàn)網建設的重要發(fā)展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)，通(tōng)過(guò)對(duì)電(diàn)網，充(chōng)電設備以及充電汽(qì)車用(yòng)戶三(sān)方(fāng)數據(jù)信息的(dí)分析研判，應用基於峰穀電(diàn)價(jià)對充電(diàn)用(yòng)戶的(dí)有序引導策略(lüè)，從而(ér)達到(dào)對(duì)電(diàn)網(wǎng)“削峰填穀(gǔ)”的(dí)目的，進(jìn)而減(jiǎn)小(xiǎo)電(diàn)網(wǎng)的運行(háng)損(sǔn)耗，增加電力(lì)係(xì)統運行(háng)的穩(wěn)定(dìng)性和(hé)安全(quán)性，使(shǐ)得三(sān)方效(xiào)益化(huà)，促(cù)進電動(dòng)汽車更大規模推廣應用，推(tuī)動(dòng)能源(yuán)需求側(cè)清潔化(huà)的(dí)轉變。

3智能(néng)電網下(xià)的電動汽(qì)車(chē)充電需求側管(guǎn)理

本章(zhāng)中，將介(jiè)紹(shào)電動汽(qì)車在智(zhì)能(néng)電網(wǎng)中的(dí)充電構架（感(gǎn)知層，網絡層及應用服(fú)務層(céng)），在(zài)此基礎上應(yīng)用電(diàn)力需求側管理方(fāng)式，以電(diàn)動(dòng)汽車充電(diàn)需求為(wéi)核心(xīn)，峰(fēng)穀(gǔ)電價為手段，以此得到智能(néng)電(diàn)網下的電(diàn)動汽車充(chōng)電(diàn)需求側管理。

和傳統(tǒng)的(dí)電(diàn)網(wǎng)不(bù)同，智能電(diàn)網著力於信息(xī)交(jiāo)互與數(shù)據(jù)聯通(tōng)，電(diàn)動汽車(chē)在(zài)智能(néng)電(diàn)網(wǎng)中(zhōng)可以獲取更(gēng)多的電(diàn)網運行(háng)信(xìn)息(xī)及電價(jià)信息，而電(diàn)動汽車的相(xiāng)關數據也將(jiāng)上(shàng)傳(chuán)到(dào)電(diàn)網運行的大數據網(wǎng)絡中(zhōng)。依(yī)托於這些(xiē)數(shù)據和信息(xī)，一方麵(miàn)有(yǒu)利於電動(dòng)汽車用(yòng)戶(hù)獲(huò)得(dé)更(gēng)好(hǎo)的(dí)電力服(fú)務(wù)，而另(lìng)一方麵也將有(yǒu)助於(yú)供電(diàn)網絡(luò)的負荷(hé)預測(cè)和控(kòng)製。本節將(jiāng)介紹電(diàn)動(dòng)汽車在(zài)智能電網中的(dí)充電構架，這也是(shì)電力(lì)需求側(cè)管理(lǐ)應(yīng)用(yòng)於電動汽(qì)車充電(diàn)需求的(dí)基礎(chǔ)。在智能電網中(zhōng)，電(diàn)動汽車(chē)充電(diàn)構(gòu)架可以(yǐ)分為3個層(céng)次(cì)，即感知(zhī)層，網絡層及應(yīng)用服務層(céng)。

3.1感(gǎn)知(zhī)層

電動汽車(chē)充(chōng)電構(gòu)架(jià)中的即感(gǎn)知層，在(zài)這個層(céng)級(jí)中包(bāo)括(kuò)電動汽(qì)車(chē)（EV）感知(zhī)係統和充(chōng)電(diàn)網絡(luò)感(gǎn)知(zhī)係(xì)統[34]。在發生(shēng)充(chōng)電行(háng)為的(dí)範(fàn)圍(wéi)裏裝(zhuāng)設(shè)傳感器(qì)，充電汽車終端，掃描儀器(qì)和(hé)無(wú)綫(xiàn)射頻(pín)識(shí)別(bié)標簽等數(shù)據收集設備。電動汽(qì)車(chē)感知(zhī)係(xì)統(tǒng)的建(jiàn)立包(bāo)括各種(zhǒng)通(tōng)信元件和設備(bèi)，並借助(zhù)傳感器設備(bèi)記錄(lù)和(hé)描(miáo)述電動(dòng)汽車充(chōng)電(diàn)行(háng)為中的(dí)各(gè)項數(shù)據和(hé)信(xìn)息，如電池信(xìn)息，目標識別，GPS定位和汽車狀(zhuàng)態，所描(miáo)述和記錄(lù)的數(shù)據不僅(jǐn)將(jiāng)記錄(lù)和保(bǎo)存在(zài)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車數據記(jì)錄係統中，也(yě)將通過信(xìn)息傳輸係統(tǒng)到達網絡層(céng)。

3.2網絡(luò)層(céng)

完成感(gǎn)知層(céng)的信(xìn)息采集和(hé)獲取(qǔ)後，智能(néng)電(diàn)網中的網(wǎng)絡(luò)層會通過(guò)有(yǒu)綫或(huò)者無(wú)綫通(tōng)信的(dí)方(fāng)式(shì)得(dé)到信息。有(yǒu)綫通訊通(tōng)常用(yòng)於(yú)固定充電(diàn)器的(dí)設備，通過光(guāng)纖網(wǎng)絡，電(diàn)動(dòng)汽(qì)車的充(chōng)電(diàn)服(fú)務(wù)提供平台(tái)可以(yǐ)獲得正在(zài)進(jìn)行(háng)充(chōng)電汽(qì)車的(dí)相關(guān)狀態信息，並由此(cǐ)展開信(xìn)息的分析(xī)和判(pàn)斷。而無綫通(tōng)信則(zé)將用於(yú)非固定的電動汽(qì)車(chē)上(shàng)，即(jí)可(kě)能需要(yào)獲(huò)取(qǔ)充電服務(wù)的(dí)移動(dòng)電(diàn)動汽車上。有(yǒu)綫和(hé)無(wú)綫的(dí)兩種(zhǒng)通(tōng)訊方(fāng)式(shì)可以雙(shuāng)渠(qú)道(dào)收集電動汽(qì)車(chē)的各項數(shù)據，尤其是(shì)充電(diàn)負荷(hé)需求的(dí)相關數(shù)據，這(zhè)也使得供電網(wǎng)絡可(kě)以為電(diàn)動汽(qì)車(chē)提供更好的充(chōng)電服務(wù)信息(xī)，並(bìng)能(néng)在此基礎上提(tí)供更好(hǎo)的(dí)充電服(fú)務策(cè)略，達(dá)到(dào)電動(dòng)汽車(chē)用戶，供電網(wǎng)絡運行商的(dí)共贏(yíng)。

3.3應用服務層

網(wǎng)絡(luò)層收集和獲取(qǔ)數據信息後(hòu)，上傳(chuán)到應(yīng)用服務(wù)層(céng)，在本層(céng)展開對(duì)各類數據(jù)的(dí)綜合判斷和分析，由應(yīng)用(yòng)服務層(céng)作出的(dí)優(yōu)化充(chōng)電(diàn)服(fú)務方案(àn)和策(cè)略，是智(zhì)能(néng)電(diàn)網數據(jù)分(fēn)析的支(zhī)撐平(píng)台(tái)，也是(shì)智能(néng)電網的核(hé)心部分。應用(yòng)服務層(céng)對(duì)智(zhì)能電網下的電(diàn)動(dòng)汽(qì)車充電行為(wéi)進(jìn)行(háng)全鏈條狀態(tài)分(fēn)析(xī)，如(rú)充電狀(zhuàng)態(tài)分(fēn)析(xī)，充(chōng)電(diàn)費(fèi)用計(jì)算(suàn)，車(chē)載電池(chí)性能(néng)信息判斷以(yǐ)及(jí)與相(xiāng)關充(chōng)電(diàn)設備(bèi)的(dí)連(lián)接信息，並對整(zhěng)個(gè)電(diàn)動(dòng)汽車(chē)充(chōng)電需(xū)求服務體係(xì)進(jìn)行優化(huà)升級和運(yùn)營(yíng)。

3.4電力(lì)需求(qiú)側管(guǎn)理

隨著(zhuó)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車普及(jí)率不斷上升，越(yuè)來越(yuè)多的電(diàn)動(dòng)汽(qì)車充電負荷將(jiāng)接入(rù)電網，這必將對電網產(chǎn)生影響，而(ér)智能電網中的電(diàn)動(dòng)汽車充電(diàn)構架為加(jiā)強充電(diàn)負荷(hé)的管(guǎn)理(lǐ)提(tí)供(gōng)了(liǎo)基(jī)礎(chǔ)和工(gōng)具(jù)，由此引(yǐn)入(rù)電(diàn)力(lì)需求側(cè)管(guǎn)理，對電動汽(qì)車充電(diàn)負(fù)荷(hé)進行管(guǎn)理，以增加對這(zhè)種靈活(huó)負荷管理(lǐ)的可控(kòng)性(xìng)和計(jì)劃性(xìng)。

電力(lì)需求側(cè)管(guǎn)理，是(shì)指采(cǎi)用有(yǒu)效(xiào)的激勵(lì)措施(shī)[42]，從(cóng)電(diàn)力的需(xū)求側引導(dǎo)電力消(xiāo)費者改(gǎi)變用(yòng)電習(xí)慣和(hé)方(fāng)式，由(yóu)此(cǐ)提(tí)高(gāo)電力(lì)需(xū)求側的用電(diàn)效(xiào)率。這(zhè)種管理技術是建設(shè)智能電(diàn)網(wǎng)的(dí)關鍵(jiàn)基(jī)礎技(jì)術，也是(shì)電(diàn)網智慧(huì)化(huà)的(dí)重(zhòng)要部分。需求(qiú)側(cè)管理(lǐ)的實現(xiàn)對於智能電網(wǎng)更好(hǎo)地提(tí)供(gōng)電(diàn)力服務有(yǒu)著*的作(zuò)用[43]，也是未(wèi)來(lái)電(diàn)網(wǎng)不斷進(jìn)化*的關鍵方向。

3.5電(diàn)力需(xū)求側管理中(zhōng)的(dí)經(jīng)濟(jì)手段

3.5.1經濟(jì)手段(duàn)分(fēn)類(lèi)

電(diàn)力需(xū)求側管(guǎn)理中(zhōng)的(dí)經(jīng)濟手(shǒu)段主(zhǔ)要(yào)基(jī)於電(diàn)價(jià)變(biàn)化的需求響(xiǎng)應，實施差異電價以用(yòng)電(diàn)電(diàn)費(fèi)的(dí)經濟性(xìng)引導(dǎo)電力(lì)消(xiāo)費(fèi)者調整用(yòng)電習(xí)慣(guàn)。現階段(duàn)共(gòng)有(yǒu)三(sān)種不(bù)同的電(diàn)價類(lèi)別(bié)，分別(bié)是：峰穀電(diàn)價(jià)，實時電(diàn)價(jià)和(hé)尖峰(fēng)電(diàn)價。

（1）峰穀(gǔ)電(diàn)價

峰穀(gǔ)電價(jià)也(yě)稱(chēng)為峰穀(gǔ)分時電價(jià)，是(shì)電力(lì)需(xū)求(qiú)側管理(lǐ)經濟(jì)手段(duàn)中重要措施之一，它能有(yǒu)效地反映(yìng)電網(wǎng)電力提供成(chéng)本(běn)在(zài)不同時段(duàn)的差別。峰穀電(diàn)價中(zhōng)對應(yīng)的高峰時(shí)段電價，平時段(duàn)電(diàn)價，低穀(gǔ)時段電(diàn)價，三者(zhě)價(jià)格依次降低，以此引導用戶在高峰時段(duàn)減少用電(diàn)，在低(dī)穀時(shí)段(duàn)鼓勵用電(diàn)。電(diàn)網運營商一(yī)般偏(piān)好(hǎo)於(yú)峰穀(gǔ)電(diàn)價策(cè)略，因為峰(fēng)穀電(diàn)價(jià)發(fā)布之後是靜(jìng)態(tài)恒(héng)定(dìng)的，和實時變化策(cè)略(lüè)相比(bǐ)運(yùn)營(yíng)難度(dù)小，但(dàn)相(xiāng)比(bǐ)實(shí)時(shí)電價(jià)反映供電運行成本具有(yǒu)一定的滯後性。

（2）實時(shí)電價

實時(shí)電價是與電網運(yùn)行實(shí)時聯(lián)動的一種經濟激勵(lì)手(shǒu)段(duàn)，即(jí)是(shì)說電網(wǎng)運(yùn)營者(zhě)按照(zhào)每小時浮動(dòng)變化的電價向電(diàn)力消費者收(shōu)取費用(yòng)，以此與(yǔ)電力市場(cháng)的實(shí)時電(diàn)力生產成(chéng)本相符。而一(yī)般情況(kuàng)下(xià)，實時(shí)電(diàn)價(jià)由(yóu)電網運(yùn)營者事先提(tí)供(gōng)給(gěi)消費(fèi)者，消費者(zhě)可以(yǐ)靈活選(xuǎn)擇是(shì)否響應(yīng)。

（3）尖峰(fēng)電(diàn)價

尖(jiān)峰電(diàn)價(jià)是指在峰(fēng)穀電(diàn)價(jià)和(hé)實時電價(jià)的基(jī)礎(chǔ)上(shàng)衍生的(dí)一種(zhǒng)電價(jià)機製(zhì)[45]，尖峰(fēng)電價在峰(fēng)穀電(diàn)價的(dí)基礎(chǔ)上(shàng)加入(rù)尖(jiān)峰費率(shuài)進(jìn)行(háng)調節，相比實時電(diàn)價，尖峰(fēng)電(diàn)價的(dí)價(jià)格風險小，而(ér)和峰穀(gǔ)電價相(xiāng)比又(yòu)有(yǒu)更多(duō)的靈(líng)活(huó)性。

峰穀電價（TOU）首先根(gēn)據電網(wǎng)的(dí)負荷曲綫(xiàn)情(qíng)況，將負荷(hé)日運(yùn)行(háng)周(zhōu)期按(àn)照每(měi)天24小時劃(huá)分為(wéi)三(sān)個(gè)時段(duàn)，分(fēn)別為(wéi)峰，平，穀。然(rán)後對不同的時段電力收費(fèi)製定不(bù)同(tóng)的電價(jià)，以此(cǐ)引導(dǎo)用(yòng)電用(yòng)戶(hù)合理(lǐ)安排用(yòng)電時間(jiān)，改變用電消費規律(lǜ)，在不改(gǎi)變(biàn)或者(zhě)少改變電網(wǎng)原始(shǐ)結構(gòu)的基(jī)礎(chǔ)上，從整體上鼓(gǔ)勵用戶共(gòng)同參與(yǔ)到電網(wǎng)負荷的削(xiāo)峰填穀中(zhōng)，提高電力係統運行(háng)的安(ān)全性(xìng)和穩(wěn)定性。

在(zài)本文中(zhōng)，不(bù)涉及峰穀分時電(diàn)價的定價分(fēn)析(xī)，故進行簡(jiǎn)化處理(lǐ)，認為(wéi)峰穀電價(jià)在一個(gè)合(hé)理水平(píng)內，既(jì)不(bù)影響(xiǎng)電(diàn)力(lì)生產(chǎn)端參與(yǔ)者的積(jī)極性(xìng)，又(yòu)能(néng)吸引電(diàn)力消費用(yòng)戶(hù)對此政策進行積(jī)極響(xiǎng)應。

4基於峰(fēng)穀電價(jià)的(dí)電(diàn)動(dòng)汽車(chē)有(yǒu)序充電策略

本(běn)章將基於智能電(diàn)網電動(dòng)汽(qì)車(chē)充電(diàn)需(xū)求(qiú)側管(guǎn)理，在峰穀電(diàn)價(jià)的經濟手段(duàn)激(jī)勵下(xià)，建立(lì)電(diàn)動汽(qì)車(chē)有(yǒu)序充電管(guǎn)理模(mó)型，並且(qiě)引(yǐn)入(rù)了(liǎo)充(chōng)電用戶守約(yuē)激勵(lì)係(xì)數的概念，以此加(jiā)強電(diàn)動汽車(chē)用戶對於峰穀電價的響應(yīng)程(chéng)度，引導電動(dòng)汽(qì)車(chē)用(yòng)戶有序(xù)開展充(chōng)電行(háng)為，以(yǐ)此(cǐ)減小(xiǎo)電(diàn)網峰穀(gǔ)差，降低電網損耗(hào)，提高(gāo)係統運行(háng)穩定性(xìng)。

智能(néng)電(diàn)網(wǎng)下(xià)的電(diàn)力需求側管理(lǐ)，有序充(chōng)電策略由以(yǐ)下四個層(céng)級組成(chéng)：

1）電動汽(qì)車；

2）充電設備；

3）次級(jí)控(kòng)製；

4）電網控(kòng)製。

電動汽(qì)車用戶(hù)進(jìn)行(háng)充電服務(wù)時(shí)，將(jiāng)充(chōng)電涉及到的(dí)相關(guān)信息經(jīng)過(guò)有綫連接(jiē)傳(chuán)遞(dì)到(dào)充(chōng)電設備(bèi)（充(chōng)電樁(zhuāng)或充電站通信(xìn)設施），而(ér)充(chōng)電設備同樣也和電(diàn)動(dòng)汽車發(fā)生雙向(xiàng)信(xìn)息(xī)傳(chuán)遞，發送控(kòng)製信號到(dào)電動汽車。同時，充(chōng)電設備將采集到(dào)的電動(dòng)汽車充電(diàn)信(xìn)息(xī)及充電(diàn)設備(bèi)信(xìn)息發(fā)送(sòng)到次級(jí)控(kòng)製(zhì)，接(jiē)受次級控製的管理，並將管(guǎn)理信(xìn)息層(céng)層下(xià)發(fā)至電(diàn)動汽車。次級(jí)控(kòng)製(zhì)收集本(běn)區(qū)域(yù)內所(suǒ)有的充電(diàn)信息(xī)，上(shàng)傳(chuán)到(dào)電網控(kòng)製(zhì)，電網(wǎng)控(kòng)製對(duì)數(shù)據(jù)進行(háng)處理(lǐ)，進行電網(wǎng)穩定運行(háng)和(hé)負(fù)荷控(kòng)製的(dí)策略(lüè)製定，對(duì)次(cì)級(jí)控製進(jìn)行負(fù)荷(hé)管理指導(dǎo)並(bìng)下達(dá)充(chōng)電計(jì)劃安排，以此達到平滑負荷曲綫(xiàn)，減(jiǎn)低(dī)網(wǎng)損的(dí)目的(dí)。

4.2電動(dòng)汽(qì)車有(yǒu)序充電控製模型(xíng)

智(zhì)能電網(wǎng)下，供(gōng)電(diàn)企(qǐ)業(yè)可(kě)以收集(jí)和(hé)分析電動(dòng)汽車信息[57]，並(bìng)接收(shōu)電動(dòng)汽車(chē)用(yòng)戶(hù)的充電(diàn)需(xū)求信息(xī)，在每(měi)個時段更(gēng)新(xīn)數(shù)據，檢測有(yǒu)多(duō)少電(diàn)動(dòng)汽(qì)車用戶提出(chū)用電需(xū)求(qiú)，並由此(cǐ)規劃(huá)充電(diàn)負荷，若(ruò)充電負(fù)荷對電(diàn)網(wǎng)負(fù)荷小(xiǎo)於(yú)一(yī)定影(yǐng)響，則(zé)執行上(shàng)一時(shí)段(duàn)充電(diàn)調度(dù)安排。，由(yóu)此(cǐ)，采(cǎi)用(yòng)雞群優化算(suàn)法尋求電(diàn)動(dòng)汽(qì)車有(yǒu)序(xù)充(chōng)電策(cè)略：

先隨機生成(chéng)雞群N，雞群中的所有個(gè)體設定為在階段(duàn)求解完成之後確(què)定的(dí)時間區域(yù)內的連(lián)續(xù)時間(jiān)段，且該(gāi)時間(jiān)段(duàn)能滿(mǎn)足(zú)電動汽車充(chōng)電用戶(hù)的充電需求；以(yǐ)電網(wǎng)負荷峰(fēng)穀差為(wéi)適應(yīng)值函數，以(yǐ)適(shì)應值(zhí)函數(shù)結(jié)果(guǒ)將雞群N劃(huá)分(fēn)為(wéi)幾個組(zǔ)，雞群個(gè)體根據各自的位(wèi)置更新(xīn)策略不斷調(tiáo)整(zhěng)位置，以(yǐ)不斷靠(kào)近食物位(wèi)置，得(dé)到個體的位置(zhì)和(hé)適應(yīng)值(zhí)。

5安科(kē)瑞(ruì)充(chōng)電樁收(shōu)費(fèi)運營(yíng)雲(yún)平台助(zhù)力有序(xù)充(chōng)電(diàn)開展

5.1概述(shù)

AcrelCloud-9000安科(kē)瑞充(chōng)電(diàn)柱(zhù)收(shōu)費運營雲(yún)平台(tái)係統通(tōng)過物(wù)聯網技術對(duì)接(jiē)入(rù)係(xì)統的(dí)電動(dòng)電動(dòng)自行(háng)車(chē)充(chōng)電(diàn)站(zhàn)以及各(gè)個充電整法行不(bù)間斷地數(shù)據采(cǎi)集和監控，實(shí)時監控(kòng)充電(diàn)樁運行(háng)狀(zhuàng)態，進行充電服務，支付管理，交(jiāo)易結算(suàn)，資要管(guǎn)理，電(diàn)能管理，明(míng)細查詢等。同時(shí)對(duì)充(chōng)電(diàn)機過溫保(bǎo)護(hù)，漏電，充(chōng)電機輸(shū)入(rù)/輸(shū)出過壓，欠(qiàn)壓，絕(jué)緣(yuán)低各(gè)類(lèi)故障進(jìn)行(háng)預警(jǐng)；充電樁(zhuāng)支(zhī)持以太(tài)網，4G或WIFI等方(fāng)式接入(rù)互聯(lián)網(wǎng)，用(yòng)戶(hù)通過(guò)微(wēi)信，支付寶，雲閃(shǎn)付(fù)掃(sǎo)碼充(chōng)電(diàn)。

5.2應(yīng)用場所

適用(yòng)於民(mín)用建(jiàn)築，一(yī)般(bān)工業建(jiàn)築(zhù)，居住小區(qū)，實(shí)業單位，商業綜合體，學校(xiào)，園區等充電(diàn)樁模式的(dí)充(chōng)電基礎設(shè)施設計(jì)。

5.3係統(tǒng)結構

係(xì)統分(fēn)為四層(céng)：

1）即數據采(cǎi)集(jí)層(céng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層(céng)，數(shù)據(jù)層和客(kè)戶(hù)端(duān)層。

2）數(shù)據采(cǎi)集層：包括(kuò)電(diàn)瓶車(chē)智(zhì)能(néng)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)通訊(xùn)協(xié)議(yì)為標準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智(zhì)能(néng)充電(diàn)樁(zhuāng)用於(yú)采(cǎi)集充(chōng)電回路(lù)的(dí)電(diàn)力參(cān)數，並進行電能(néng)計(jì)量和(hé)保(bǎo)護。

3）網絡傳輸層(céng)：通過4G網絡(luò)將數(shù)據(jù)上(shàng)傳(chuán)至搭建好(hǎo)的(dí)數(shù)據庫服務器(qì)。

4）數據層(céng)：包(bāo)含(hán)應(yīng)用服務(wù)器(qì)和(hé)數據(jù)服(fú)務器(qì)，應用服(fú)務器部署數據采集服(fú)務，WEB網站，數(shù)據服務器部(bù)署(shǔ)實時數(shù)據(jù)庫，歷(lì)史(shǐ)數據(jù)庫(kù)，基礎數(shù)據庫(kù)。

5）應客戶端層：係統管理員可在(zài)瀏覽器中訪問電瓶車(chē)充電樁(zhuāng)收(shōu)費(fèi)平台(tái)。終端(duān)充電(diàn)用戶通過(guò)刷卡(qiǎ)掃碼(mǎ)的方式(shì)啟動(dòng)充(chōng)電。

小(xiǎo)區(qū)充電平台(tái)功能主要(yào)涵蓋充電設施智(zhì)能化大屏，實時(shí)監(jiān)控，交易(yì)管(guǎn)理(lǐ)，故障管(guǎn)理，統計分析，基礎數(shù)據管理等(děng)功能，同時為(wéi)運維人員提(tí)供(gōng)運(yùn)維(wéi)APP，充電用(yòng)戶(hù)提(tí)供(gōng)充電小程(chéng)序。

5.4安(ān)科(kē)瑞(ruì)充電(diàn)樁雲(yún)平(píng)台(tái)係統功能

5.4.1智能化大(dà)屏

智(zhì)能(néng)化大屏(píng)展示(shì)站(zhàn)點分布(bù)情況(kuàng)，對設備狀態，設(shè)備使用率，充電(diàn)次(cì)數，充電時(shí)長，充(chōng)電金(jīn)額，充(chōng)電度數，充(chōng)電(diàn)樁故障(zhàng)等進行(háng)統計(jì)顯(xiǎn)示，同(tóng)時可查(chá)看(kàn)每個站點的站點(diǎn)信息，充電(diàn)樁列(liè)表，充電(diàn)記(jì)錄(lù)，收(shōu)益，能(néng)耗，故障記錄(lù)等。統一管理小(xiǎo)區充(chōng)電(diàn)樁，查(chá)看設備使(shǐ)用率，合(hé)理分(fēn)配(pèi)資源(yuán)。

5.4.2實時監(jiān)控

實時(shí)監視(shì)充電設(shè)施運行狀況(kuàng)，主要包(bāo)括充電樁運行(háng)狀態，回(huí)路(lù)狀態(tài)，充電過程中(zhōng)的充(chōng)電電量(liáng)，充(chōng)電電壓電流，充電(diàn)樁(zhuāng)告警信(xìn)息等。

5.4.3交易(yì)管理

平(píng)台(tái)管(guǎn)理人員(yuán)可(kě)管理(lǐ)充電(diàn)用戶賬戶，對其進行(háng)賬戶(hù)進(jìn)行充(chōng)值，退(tuì)款，凍(dòng)結，注銷等(děng)操作(zuò)，可(kě)查看小區(qū)用戶每(měi)日(rì)的充(chōng)電(diàn)交(jiāo)易(yì)詳細(xì)信息。

5.4.4故障管理(lǐ)

設備(bèi)自動上報故障信(xìn)息，平(píng)台管理人(rén)員(yuán)可(kě)通過平台(tái)查(chá)看(kàn)故障信(xìn)息並(bìng)進行(háng)派發處理(lǐ)，同時運維(wéi)人員可通過運(yùn)維(wéi)APP收(shōu)取(qǔ)故(gù)障(zhàng)推送(sòng)，運(yùn)維人員在(zài)運維工作完(wán)成後(hòu)將結(jié)果(guǒ)上報(bào)。充(chōng)電用(yòng)戶也(yě)可(kě)通過(guò)充(chōng)電小(xiǎo)程序反饋(kuì)現場(cháng)問題(tí)。

5.4.5統(tǒng)計分(fēn)析

通過(guò)係(xì)統平(píng)台(tái)，從(cóng)充(chōng)電站(zhàn)點，充(chōng)電設施，，充(chōng)電時間，充(chōng)電方(fāng)式(shì)等(děng)不同角度，查詢充(chōng)電(diàn)交(jiāo)易統(tǒng)計(jì)信息，能耗統計信(xìn)息等(děng)。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據管(guǎn)理

在(zài)係(xì)統平台建(jiàn)立運(yùn)營商戶(hù)，運營(yíng)商(shāng)可建立(lì)和管(guǎn)理(lǐ)其運(yùn)營(yíng)所需(xū)站(zhàn)點和充(chōng)電(diàn)設(shè)施，維護充電設施信息，價格策略，折扣(kòu)，優(yōu)惠活(huó)動(dòng)，同(tóng)時(shí)可管(guǎn)理(lǐ)在綫卡(qiǎ)用戶(hù)充(chōng)值(zhí)，凍結(jié)和(hé)解(jiě)綁。

5.4.7運(yùn)維(wéi)APP

麵向(xiàng)運(yùn)維人員使用，可以對站點(diǎn)和(hé)充電樁進行(háng)管理，能(néng)夠進行故(gù)障(zhàng)閉(bì)環(huán)處理(lǐ)，查詢流(liú)量卡使用情況，查(chá)詢(xún)充(chōng)電\充(chōng)值(zhí)情(qíng)況，進行(háng)遠(yuǎn)程(chéng)參數設置，同時可(kě)接(jiē)收(shōu)故障(zhàng)推(tuī)送(sòng)

5.4.8充電(diàn)小程序

麵向充電用(yòng)戶使(shǐ)用，可(kě)查(chá)看附(fù)近空(kōng)閒(xián)設備，主要包含掃碼(mǎ)充(chōng)電，賬(zhàng)戶充值，充電(diàn)卡(qiǎ)綁定(dìng)，交(jiāo)易查詢(xún)，故障(zhàng)申訴(sù)等功能(néng)。

5.5係統硬(yìng)件(jiàn)配置(zhì)

6總結

麵(miàn)對越加嚴峻(jùn)的碳排放現狀，我(wǒ)國(guó)大力倡導能源(yuán)清(qīng)潔化(huà)，電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)將是未來(lái)新能源汽(qì)車(chē)的(dí)主要發展方向(xiàng)和推廣產品(pǐn)，其普及(jí)和發(fā)展已成為未來(lái)的必然(rán)趨(qū)勢。但(dàn)電動汽車作(zuò)為(wéi)一(yī)種(zhǒng)靈(líng)活的隨機(jī)負荷(hé)，大(dà)規模(mó)地(dì)接入運行電網(wǎng)充電(diàn)，對(duì)電(diàn)網(wǎng)的(dí)安(ān)全穩(wěn)定和(hé)電(diàn)力(lì)需求側(cè)管(guǎn)理提出了新(xīn)的(dí)挑(tiāo)戰(zhàn)。首先(xiān)介紹了電(diàn)動(dòng)汽車的(dí)發展背景(jǐng)，在電網(wǎng)充(chōng)電(diàn)設備(bèi)和(hé)電動(dòng)汽車越加緊密(mì)聯係下(xià)研(yán)究(jiū)電動汽(qì)車有序(xù)充電控(kòng)製管(guǎn)理的意(yì)義(yì)。接著(zhuó)分析(xī)了智能電(diàn)網下(xià)電(diàn)動汽車(chē)的充(chōng)電(diàn)構(gòu)架，即(jí)感(gǎn)知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用(yòng)服務層。在此(cǐ)基礎上，對智能電(diàn)網下的電(diàn)力需(xū)求(qiú)側(cè)管(guǎn)理進(jìn)行(háng)了(liǎo)概(gài)念介紹和(hé)意義闡述(shù)，並(bìng)對(duì)電力(lì)需(xū)求側(cè)管(guǎn)理(lǐ)的(dí)四(sì)個主(zhǔ)要手(shǒu)段進行了分析，由(yóu)此引入(rù)了(liǎo)峰穀電價的經(jīng)濟手段(duàn)對(duì)電動汽車(chē)的充(chōng)電行為(wéi)進(jìn)行(háng)引導。同(tóng)時(shí)引入了麵向電力消(xiāo)費者(zhě)的(dí)守約(yuē)激勵係(xì)數，加大經濟手(shǒu)段(duàn)的吸(xī)引(yǐn)力和價格(gé)杠(gàng)杆(gān)作(zuò)用(yòng)，從(cóng)而增加了電(diàn)動汽車充電(diàn)負荷的可預計(jì)性和可(kě)控(kòng)性，以(yǐ)此得到了(liǎo)雙(shuāng)重(zhòng)約(yuē)束條(tiáo)件(jiàn)下的(dí)電(diàn)動汽車(chē)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電策略。

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