安科(kē)瑞(ruì) 陳(chén)聰(cōng)

摘(zhāi)要(yào)：本(běn)文針對電動(dòng)車充電樁在電力(lì)係統布(bù)局及調(tiáo)度(dù)方麵進行深入研究(jiū)，借(jiè)鑒地(dì)理信息係統與電(diàn)網模(mó)型，綜(zōng)合考量電力供(gōng)應(yīng)的能(néng)力，大(dà)眾對電動車出(chū)行需(xū)求，以及(jí)充電設(shè)備的安(ān)全，多因多(duō)目標(biāo)優化模(mó)型(xíng)誕生。有效地確定充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的*優布(bù)局方(fāng)案。進一步，考(kǎo)察電(diàn)力係(xì)統的操作(zuò)模式(shì)，電網(wǎng)的狀況及充電樁的運行成本，構(gòu)思出充(chōng)電樁調度(dù)模(mó)型，采納啟發(fā)式算(suàn)法得出(chū)*優(yōu)調度(dù)策(cè)略(lüè)。研(yán)究結(jié)果證明(míng)：此方案有(yǒu)力地優化(huà)了(liǎo)充電(diàn)樁的布局和調(tiáo)度，增強了電力係(xì)統的(dí)運行效力(lì)，降低了運營成本，並充(chōng)分滿足(zú)了電動(dòng)車用戶的(dí)充(chōng)電需求(qiú)。有(yǒu)益(yì)於推動(dòng)電動汽車可持(chí)續發展(zhǎn)的步(bù)伐(fá)，其理(lǐ)論和(hé)實用價值顯而易見(jiàn)。

關鍵詞：電(diàn)動車充電樁；布(bù)局調(tiáo)度(dù)；多(duō)目標優(yōu)化；啟發式算法(fǎ)；運行效(xiào)率(shuài)

1 電(diàn)動(dòng)車充(chōng)電樁在(zài)電(diàn)力(lì)係統中的作用與挑(tiāo)戰

1.1 電動(dòng)車(chē)充電(diàn)樁的(dí)基(jī)本功能與(yǔ)需求(qiú)

電動車充(chōng)電樁(zhuāng)是(shì)電源網(wǎng)絡和(hé)電動車之(zhī)間(jiān)的重要(yào)連接點,其主要(yào)任務就是向電(diàn)動車輸送(sòng)電(diàn)力以進(jìn)行充電四它的(dí)需(xū)求主(zhǔ)要包括以下幾個方麵:

充(chōng)電樁必(bì)須能夠提(tí)供穩定(dìng)的電力(lì)，滿足(zú)電動車的充電需求。電(diàn)動(dòng)車(chē)在充電(diàn)過程(chéng)中需(xū)要大量的(dí)電(diàn)力(lì)輸入於是(shì)充電樁(zhuāng)須具備足夠的(dí)功(gōng)率輸(shū)出才能(néng)保證電(diàn)動車的快速充電(diàn)。

充(chōng)電樁(zhuāng)需能(néng)匹配(pèi)多(duō)種(zhǒng)充(chōng)電(diàn)接口。由(yóu)於各類電動車(chē)的充(chōng)電接口可能不(bù)同，充電樁就(jiù)得支(zhī)持多種類(lèi)型的充電(diàn)接(jiē)口以(yǐ)便(biàn)應對各(gè)種電(diàn)動(dòng)車的充電(diàn)需求(qiú)。

充電樁還得具備數據交互和(hé)檢測的(dí)能力，這樣它(tā)就能通(tōng)過與(yǔ)電(diàn)動車的數據交互，實(shí)時監(jiān)測電(diàn)動車的(dí)充電狀(zhuàng)態(tài)，進(jìn)行適當(dāng)的控製和(hé)管(guǎn)理，也可(kě)收(shōu)集充電數據(jù)以便(biàn)後續的分(fēn)析(xī)和改進(jìn)決(jué)策。

1.2 電(diàn)動(dòng)車充電樁(zhuāng)布局(jú)的係統性(xìng)挑戰(zhàn)

對於電(diàn)動車(chē)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的布(bù)局(jú)，其(qí)實是探(tàn)討駐(zhù)點電池加注(zhù)設(shè)施(shī)如(rú)何(hé)在都市或(huò)者(zhě)特定片區內達(dá)到(dào)理想的分(fēn)布狀(zhuàng)態，以便(biàn)能因(yīn)應電動(dòng)車(chē)的(dí)供(gōng)電訴求。電(diàn)池加(jiā)注設(shè)施的擺(bǎi)設得當(dāng)與(yǔ)否，對電池(chí)充電的(dí)速率和(hé)方便度有著(zhuó)直接的(dí)影響(xiǎng)，同(tóng)時(shí)也(yě)對電(diàn)力係統(tǒng)的荷(hé)載(zǎi)均衡(héng)，以及(jí)電力(lì)網(wǎng)絡的運(yùn)行等諸多方麵(miàn)，帶(dài)來了諸(zhū)多(duō)的挑戰(zhàn)和(hé)思考(kǎo)。

在(zài)考(kǎo)慮(lǜ)電池加注設施(shī)的布局時(shí)，電動(dòng)車這(zhè)個實(shí)體的(dí)聚集(jí)特點是需考量(liáng)的(dí)要素(sù)。據(jù)研究(jiū)，電力(lì)車(chē)輛的供(gōng)電(diàn)訴(sù)求(qiú)，多(duō)發(fā)生(shēng)於特(tè)定(dìng)的(dí)場所(suǒ)，例如停車(chē)區，商業街(jiē)道等。在規(guī)劃電(diàn)池加(jiā)注設(shè)施的布局(jú)時，充(chōng)分體現電(diàn)動車(chē)的這(zhè)種(zhǒng)聚集特性(xìng)是不可忽(hū)視的(dí)”,將(jiāng)電池加(jiā)注設施(shī)的駐點設置在(zài)的(dí)區域附近，為電(diàn)動(dòng)車(chē)用戶(hù)提供(gōng)*便(biàn)捷，*合理的服務。

設計充(chōng)電(diàn)站(zhàn)的(dí)方案不(bù)僅要(yào)回應電(diàn)力係統(tǒng)的負荷能力和(hé)接入約束，還要立足(zú)於電(diàn)動車充電需(xū)求的時(shí)序(xù)特(tè)性。萬一大部分電(diàn)動車在同一時刻充電，電(diàn)網就(jiù)會遭(zāo)受(shòu)負載壓(yā)力(lì)的衝(chōng)擊，有(yǒu)可能引起電力係統的(dí)電(diàn)壓(yā)不穩及供電短缺(quē)。因(yīn)此(cǐ)，布放(fàng)充(chōng)電(diàn)樁的(dí)各(gè)個(gè)地點應謹慎選擇，借以對抗(kàng)負(fù)荷激增(zēng)的窘境。

同(tóng)時充(chōng)電(diàn)站的設(shè)置(zhì)同(tóng)樣需(xū)側(cè)重(zhòng)城市發展和交通(tōng)運輸(shū)的(dí)綜合(hé)效應。充電樁(zhuāng)應該建(jiàn)構在(zài)城(chéng)市使用土地(dì)的規(guī)劃中(zhōng)，其目的在於(yú)預(yù)防城(chéng)市(shì)交通(tōng)和環境(jìng)進展(zhǎn)的破損。布(bù)置充(chōng)電(diàn)樁還(huán)銘記(jì)於如(rú)今(jīn)的交(jiāo)通網絡(luò)和(hé)運(yùn)動必(bì)要，就(jiù)此電(diàn)動(dòng)車(chē)可以享受到便利(lì)的(dí)充(chōng)電服(fú)務。

1.3 電動(dòng)車(chē)充電樁調(tiáo)度(dù)的(dí)優(yōu)化(huà)需(xū)求

關於電動(dòng)車充電(diàn)樁的調度，揭示了如何有(yǒu)效(xiào)管(guǎn)理充電(diàn)樁資源(yuán)，滿(mǎn)載不(bù)同(tóng)車輛(liàng)的充(chōng)電(diàn)需要。優化(huà)充電(diàn)樁調度的需(xū)求(qiú)可(kě)以(yǐ)歸(guī)結為(wéi)以(yǐ)下幾(jī)點:

充電樁(zhuāng)的管(guǎn)理需(xū)觀察電(diàn)動(dòng)車(chē)的充(chōng)電需求(qiú)及(jí)優(yōu)先級，電(diàn)動(dòng)車(chē)的(dí)充電(diàn)需求各(gè)有差異，其(qí)中，部分電(diàn)動車燃眉之(zhī)急需要(yào)充(chōng)電(diàn)，而部(bù)分(fēn)車(chē)輛則(zé)有靈(líng)活性可以調整(zhěng)充電(diàn)時間(jiān)。應優先(xiān)考(kǎo)慮(lǜ)緊急充(chōng)電(diàn)需(xū)求(qiú)，之後適(shì)當(dāng)分配(pèi)剩(shèng)餘(yú)資(zī)源(yuán)。

充(chōng)電樁的管理還應謹慎(shèn)考(kǎo)察電網(wǎng)的運行(háng)狀況和負荷(hé)平衡。電(diàn)網負(fù)荷(hé)平(píng)衡(héng)關乎到(dào)電力係統的穩定性，充(chōng)電樁的調(tiáo)度(dù)須遵從(cóng)電(diàn)網的(dí)負荷分配策(cè)略，根據(jù)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)實時負荷狀況去(qù)做出動態的充電樁資源調度，既維(wéi)護了(liǎo)電網(wǎng)的(dí)負荷平衡(héng)，又滿足了電動(dòng)車的(dí)充(chōng)電需求(qiú)。

電動車充電(diàn)費用與電(diàn)價(jià)緊密相聯，此一現(xiàn)象細(xì)化至(zhì)充(chōng)電樁(zhuāng)調度過(guò)程，電價因素(sù)亦不(bù)得(dé)忽(hū)視。可駕(jià)馭(yù)的(dí)電價使得電動(dòng)車有能力(lì)選(xuǎn)取適宜(yí)的(dí)充電樁，且能(néng)夠(gòu)斟的(dí)采取(qǔ)*佳(jiā)充電策(cè)略(lüè)。

2 多目標(biāo)優化模(mó)型(xíng)的(dí)構建與(yǔ)求(qiú)解

2.1 基(jī)於(yú)地理信,息(xī)係統與(yǔ)電(diàn)網模(mó)型的充電樁布局(jú)優化(huà)模(mó)型(xíng)

電動(dòng)車(chē)充電樁布(bù)局與(yǔ)電力(lì)係統的穩定和(hé)效果(guǒ)息息相(xiāng)關。全(quán)文(wén)主要講解(jiě)如何運用地(dì)理信息係統和(hé)電(diàn)網(wǎng)模型來優化(huà)充電樁(zhuāng)布(bù)局麵(miàn)製(zhì)定(dìng)出優(yōu)化模型。

地(dì)理信(xìn)息係統(tǒng)(GIS)負責收集充(chōng)電需求以(yǐ)及充(chōng)電樁(zhuāng)的(dí)地理(lǐ)分(fēn)布信(xìn)息(xī)。GIS給出精(jīng)確(què)數據，例如道(dào)路網絡，用地狀態和(hé)人口密(mì)集(jí)程度等(děng)”,這(zhè)些(xiē)參(cān)數(shù)對(duì)於(yú)充電(diàn)樁的(dí)合(hé)理布(bù)局(jú)起著至(zhì)關重(zhòng)要的作用。有了(liǎo)GI，便(biàn)可以分析實(shí)際充(chōng)電需(xū)求(qiú)，和充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)分布情況，從麵(miàn)確定(dìng)*有效的布局方(fāng)案。

電力(lì)係(xì)統包含了輸電(diàn)綫，變(biàn)電場以及負荷節點(diǎn)等各項信息，所(suǒ)有這些信(xìn)息都被電網(wǎng)模(mó)型(xíng)所(suǒ)囊括(kuò)。構(gòu)建(jiàn)如此(cǐ)模型的意義在(zài)於(yú)，使(shǐ)人(rén)們(mén)能(néng)準(zhǔn)確(què)預(yù)測(cè)不同地區的(dí)充(chōng)電(diàn)需求，明確(què)充電(diàn)樁對電力(lì)係統產生的影響。

借助(zhù)地理信(xìn)息係統(tǒng)(GIS)和(hé)電(diàn)網(wǎng)模(mó)型的(dí)能力(lì)，人(rén)們可建立(lì)一個(gè)充電樁布(bù)局優化模(mó)型(xíng)。此模(mó)型的目(mù)標(biāo)是在(zài)確保充電需求(qiú)得以滿(mǎn)足的(dí)同(tóng)時，使(shǐ)電力(lì)係(xì)統和建設(shè)充(chōng)電樁的成本盡可能地降低。模型(xíng)需考諸多(duō)因素，包(bāo)括但不(bù)限(xiàn)於(yú)充電(diàn)樁的容量，數量以及(jí)所(suǒ)處之(zhī)位(wèi)置等(děng)。

對(duì)於充電(diàn)樁(zhuāng)布局(jú)優(yōu)化模型(xíng)的(dí)計(jì)算(suàn)解(jiě)決，有(yǒu)一種被稱為(wéi)啟(qǐ)發(fā)式算(suàn)法的(dí)方法(fǎ)可以使(shǐ)用。啟發(fā)式算法(fǎ)的基(jī)本(běn)理念(niàn)是(shì)通過搜(sōu)索和(hé)優化(huà)來(lái)獲(huò)得近似(sì)的*優方(fāng)案(àn)。常用的啟發式(shì)算法(fǎ)包括遺傳算法，模擬退火算法(fǎ)和(hé)粒子群(qún)優化算法(fǎ)等(děng)。這些算法可(kě)以根據(jù)具體(tǐ)問(wèn)題的特(tè)點(diǎn)和約(yuē)束(shù)條(tiáo)件(jiàn)，選擇(zé)合(hé)適的算(suàn)法進行求(qiú)解。

2.2 考(kǎo)慮(lǜ)電力運行方式與電網狀(zhuàng)態的充電(diàn)樁(zhuāng)調(tiáo)度(dù)優(yōu)化(huà)模(mó)型(xíng)

充(chōng)電樁的(dí)調度(dù)是指在充電需(xū)求和(hé)電力係(xì)統運行(háng)狀態的(dí)基(jī)礎(chǔ)上(shàng)，合(hé)理安排(pái)充(chōng)電樁(zhuāng)的輸出功(gōng)率(shuài)和(hé)充電時(shí)段(duàn),以(yǐ)實現(xiàn)電(diàn)力(lì)係統的(dí)穩(wěn)定運行和充(chōng)電需求的(dí)滿(mǎn)足。

為(wéi)了(liǎo)構建(jiàn)充電(diàn)樁(zhuāng)調(tiáo)度(dù)優(yōu)化模型，需(xū)要(yào)考慮電力(lì)係統的運(yùn)行方(fāng)式和發(fā)布(bù)係(xì)數。電力係統的運行方(fāng)式可(kě)以(yǐ)分為(wéi)基於傳(chuán)統發(fā)電(diàn)方式和(hé)可再生能源發電方(fāng)式(shì)。調(tiáo)度(dù)模(mó)型需(xū)要根(gēn)據電力係(xì)統(tǒng)的(dí)運(yùn)行(háng)方(fāng)式，合(hé)理(lǐ)安排充(chōng)電(diàn)的(dí)使用策略，以(yǐ)便(biàn)滿足充電需求的減(jiǎn)少(shǎo)對(duì)傳(chuán)統發(fā)電(diàn)方式的(dí)依(yī)賴(lài)。

另外(wài)，電(diàn)網狀(zhuàng)態(tài)也是(shì)充(chōng)電(diàn)樁調度優化模型考(kǎo)慮的重(zhòng)要因素(sù)。電網(wǎng)狀態包括(kuò)電(diàn)力負(fù)荷(hé)，電力(lì)供給和電(diàn)力(lì)網(wǎng)絡拓撲等信(xìn)息(xī)。調度(dù)模(mó)型(xíng)需要根據電網(wǎng)狀態，合理(lǐ)安(ān)排充(chōng)電(diàn)樁的充(chōng)電功率(shuài)和(hé)充電(diàn)時段，以降(jiàng)低(dī)電力係統(tǒng)負(fù)荷(hé)峰(fēng)值(zhí)，優化電力供(gōng)給(gěi)和減(jiǎn)少輸電損(sǔn)耗。

通過考慮(lǜ)電(diàn)力運(yùn)行方(fāng)式(shì)和電(diàn)網(wǎng)狀(zhuàng)態(tài)，可以(yǐ)構建充(chōng)電樁(zhuāng)調(tiáo)度優化模(mó)型。該(gāi)模(mó)型的(dí)目標是(shì)在滿足(zú)充電需(xū)求和(hé)電力(lì)係統(tǒng)的(dí)穩定運行的(dí)前提下，*大化(huà)充電(diàn)樁的利用(yòng)率和電(diàn)力係(xì)統的(dí)效率(shuài)。

2.3 啟發式(shì)算法在充(chōng)電樁布局與調度(dù)優化中的應(yīng)用

啟發式算法(fǎ)在充(chōng)電樁布局和調度優(yōu)化(huà)中(zhōng)具有(yǒu)廣泛的應用。啟發式(shì)算(suàn)法可以(yǐ)通(tōng)過搜索和(hé)優(yōu)化的方(fāng)式(shì)，得到近似*優解。

在充(chōng)電(diàn)樁布(bù)局(jú)優化中，啟發式(shì)算(suàn)法可以根據(jù)充電(diàn)需求和地理信息等(děng)因素，選(xuǎn)擇(zé)合適的(dí)充電樁容量(liáng)，數(shù)量(liáng)。通過(guò)啟(qǐ)發(fā)式(shì)算法求解充電樁(zhuāng)布局(jú)優化模型(xíng)，可以*大限度地(dì)滿足(zú)充電需求(qiú)並降(jiàng)低電力係統的成本(běn)

在(zài)充(chōng)電樁調度優化(huà)中，啟發式算法可以(yǐ)根據(jù)電力(lì)運(yùn)行(háng)方式和(hé)電網狀(zhuàng)態，合理安排充電樁的輸出(chū)功(gōng)率和充電時(shí)段(duàn)。通過啟發式(shì)算(suàn)法(fǎ)求解充電樁調度優(yōu)化(huà)模型，可以減少電力係統負(fù)荷峰值，優化電(diàn)力供(gōng)給(gěi)和降低輸電損(sǔn)耗(hào)。

啟發(fā)式(shì)算法(fǎ)的優(yōu)點(diǎn)是可以(yǐ)在(zài)較短(duǎn)的時(shí)間(jiān)內求(qiú)解(jiě)近(jìn)似*優(yōu)解(jiě)，適(shì)用於大規模的充電樁布局(jú)和(hé)調度優化問願(yuàn)。啟發(fā)式(shì)算(suàn)法具(jù)有較好的魯棒(bàng)性和(hé)適(shì)應性，可以靈(líng)活應對電力係(xì)統(tǒng)的變化和(hé)不確(què)定(dìng)性(xìng)。

未來(lái)，啟發(fā)式(shì)算法(fǎ)在(zài)充電樁(zhuāng)布(bù)局(jú)與調度優化(huà)中的應用前景廣(guǎng)闊。隨著(zhuó)電(diàn)動(dòng)車的普(pǔ)及(jí)和(hé)電力係(xì)統的發展(zhǎn)，充電(diàn)樁(zhuāng)布(bù)局(jú)與(yǔ)調度優(yōu)化將成為重要的研究(jiū)方向。通過(guò)基於(yú)啟發(fā)式算法的(dí)優(yōu)化(huà)方(fāng)法，可以(yǐ)實現(xiàn)電動車的(dí)高效(xiào)充電和電(diàn)力係(xì)統(tǒng)的(dí)穩定(dìng)運行，推動(dòng)電(diàn)動車可(kě)持續發(fā)展(zhǎn)，

3 優(yōu)化方(fāng)法的效(xiào)果(guǒ)評估與應用前景(jǐng)

3.1 實驗方法與評估指(zhǐ)標(biāo)

實驗方法在優化(huà)充電樁(zhuāng)布(bù)局與調(tiáo)度策略研(yán)究(jiū)中占據重要地位，模擬實(shí)際運行(háng)情況評估優化策(cè)略的實效性(xìng)與可行性。此次(cì)實驗選(xuǎn)取的實(shí)驗場景為城市密集區域(yù)，在考慮(lǜ)地(dì)理信(xìn)息係統，電網(wǎng)模型以及實(shí)際電力運營方(fāng)式(shì)等多因(yīn)素的影響下(xià)，采(cǎi)用(yòng)動態仿真模型(xíng)進行實驗。

具體(tǐ)來講，根(gēn)據電動車(chē)數量(liáng)，使用(yòng)頻率以(yǐ)及(jí)電網運行狀(zhuàng)態(tài)設定(dìng)一(yī)定(dìng)的需求(qiú)場量。再(zài)根據各種場(cháng)，模擬(nǐ)充(chōng)電樁(zhuāng)的(dí)布局(jú)與調度策(cè)略(lüè)，通過(guò)多次選代(dài)，找到(dào)*優(yōu)或者(zhě)接近(jìn)*優的布(bù)局與(yǔ)調度(dù)方案口,引入啟發式算法通過(guò)自(zì)適應(yīng)調整調(tiáo)度策(cè)略(lüè)和(hé)布(bù)局方案，進一步降(jiàng)低運營(yíng)成本和(hé)提高運(yùn)行(háng)效率。

在評估(gū)指(zhǐ)標的(dí)選擇(zé)上(shàng)，主要(yào)考慮以下幾個方麵:充電樁布局的合(hé)理(lǐ)性，充電(diàn)樁(zhuāng)調度的效率，電(diàn)力係(xì)統運行的(dí)穩定性和(hé)運營成(chéng)本(běn)的(dí)合理(lǐ)性。

充(chōng)電(diàn)樁布局的(dí)合理(lǐ)性是影(yǐng)響(xiǎng)電(diàn)動(dòng)車(chē)充(chōng)電(diàn)服(fú)務(wù)水平(píng)的重要(yào)因(yīn)素。該評估指標依據地(dì)理信息(xī)係(xì)統(tǒng)數據評(píng)估充(chōng)電(diàn)樁的(dí)空間(jiān)分布是否(fǒu)合(hé)理(lǐ)，及(jí)時滿足電動(dòng)車的(dí)充(chōng)電需求。

充(chōng)電樁調(tiáo)度(dù)的(dí)效率(shuài)主要反(fǎn)映(yìng)電(diàn)動(dòng)車(chē)的充電等(děng)特(tè)時間，此(cǐ)指標(biāo)通(tōng)過調(tiáo)度(dù)策(cè)略，電動車(chē)充電需(xū)求(qiú)動態(tài)變(biàn)化以及(jí)充電樁實(shí)時狀態(tài)數據(jù)進(jìn)行(háng)評估。

電(diàn)力(lì)係統(tǒng)運行的穩(wěn)定性是衡(héng)量(liáng)整個電力係統(tǒng)健康運行的關鍵(jiàn)指標，其(qí)包括電(diàn)動車(chē)充電對電網(wǎng)載(zǎi)流量，電(diàn)壓等運(yùn)行(háng)參數的(dí)影(yǐng)響。

運營(yíng)成本的合(hé)理性涉及電(diàn)動車充(chōng)電服(fú)務的(dí)經濟性(xìng)采(cǎi)用生(shēng)命周期(qī)成本法，結(jié)合電(diàn)動(dòng)車使用(yòng)，充(chōng)電樁(zhuāng)建設(shè)以及運營管理等因素(sù)對運(yùn)營成(chéng)本進行全麵考(kǎo)慮(lǜ)。

綜(zōng)合(hé)這四(sì)方麵的評估指(zhǐ)標(biāo)，可(kě)以全麵(miàn)，深入地評估充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)布局(jú)與調(tiáo)度優(yōu)化模型(xíng)的(dí)有效(xiào)性(xìng)與可(kě)行(háng)性。在(zài)未(wèi)來的研究(jiū)中，將(jiāng)進(jìn)一步優化實驗方法與評估指標，以(yǐ)期更係(xì)統，更(gēng)有效地(dì)推(tuī)動(dòng)電動車(chē)充電樁(zhuāng)的布局與(yǔ)調(tiáo)度策略優(yōu)化(huà)工(gōng)作的(dí)進(jìn)行。

3.2 優化(huà)方(fāng)法對電力(lì)係統運(yùn)行(háng)效率(shuài)和(hé)運行成(chéng)本的影響

優(yōu)化方法(fǎ)應用於電力(lì)係統中(zhōng)電動車充(chōng)電樁的布局(jú)與(yǔ)調(tiáo)度(dù)，直接(jiē)涉及(jí)到電(diàn)力係統的(dí)運行(háng)效率和運(yùn)行成本(běn)。具體(tǐ)表現為通過優化充(chōng)電(diàn)樁的(dí)布局和調度，能顯(xiǎn)著(zhù)提高(gāo)電(diàn)力(lì)係(xì)統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低係統(tǒng)運行(háng)的總成本(běn)。

針(zhēn)對(duì)電力係統(tǒng)運行效(xiào)率(shuài)，優(yōu)化(huà)方(fāng)法(fǎ)對其產生的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)主要體(tǐ)現(xiàn)在(zài)以(yǐ)下幾個(gè)方(fāng)麵。一方麵，通過(guò)充(chōng)電樁(zhuāng)布(bù)局優化(huà)，可以有(yǒu)效(xiào)均衡充電(diàn)需求(qiú)和電(diàn)網供(gōng)電能力(lì)之間(jiān)的(dí)關(guān)係，避免出現因充(chōng)電需求集中(zhōng)麵(miàn)引發的電(diàn)網(wǎng)負荷(hé)過高，從而(ér)提高(gāo)整個電力(lì)係(xì)統的運(yùn)行(háng)效(xiào)率(shuài)和(hé)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)，優化 電動(dòng)車充(chōng)電(diàn)設備的特(tè)性(xìng)定們(mén)可(kě)以起到(dào)等待(dài)時間，也即(jí)提升(shēng)了充(chōng)電服務的效率，對於推(tuī)動(dòng)電動(dòng)車的普(pǔ)及(jí)發展(zhǎn)具有重要意義。

另(lìng)一(yī)方麵，通過(guò)充電樁(zhuāng)調(tiáo)度(dù)優(yōu)化(huà)，可以(yǐ)根據(jù)電網(wǎng)的(dí)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態和(hé)電動車(chē)的充(chōng)電需(xū)求(qiú)實時(shí)進行充(chōng)電調度，比如(rú)在(zài)夜間電(diàn)網(wǎng)負(fù)荷(hé)低(dī)的時期增大充電速度，在(zài)早晚(wǎn)高峰時段(duàn)適當(dāng)控製(zhì)充(chōng)電速度等(děng)，這(zhè)種(zhǒng)動(dòng)態(tài)的(dí)，智能的充電調度方式可以(yǐ)極大(dà)地(dì)提(tí)高電(diàn)力係統的(dí)負荷平(píng)滑程度，增強電力係統(tǒng)的運行(háng)效(xiào)率(shuài)。

就電力係(xì)統(tǒng)運(yùn)行(háng)成(chéng)本(běn)而(ér)言(yán)，優化方(fāng)法對其的影響(xiǎng)主(zhǔ)要體(tǐ)現在以下幾個方(fāng)麵(miàn)。一(yī)方麵，充電樁布(bù)局(jú)優(yōu)化可(kě)以(yǐ)有(yǒu)效(xiào)減少(shǎo)冗餘建(jiàn)設，降(jiàng)低(dī)充電樁(zhuāng)的建設(shè)和運營成本。更(gēng)為重(zhòng)要的是(shì)，通(tōng)過(guò)充(chōng)電(diàn)樁布局優化(huà)，可以更(gēng)好地(dì)利用(yòng)現有(yǒu)的電力資(zī)源，減(jiǎn)少(shǎo)新(xīn)建電(diàn)源或者升(shēng)級電網(wǎng)設(shè)施(shī)的(dí)需(xū)求，從(cóng)而(ér)顯(xiǎn)著(zhù)降低電力係統的(dí)總成(chéng)本(běn)。

另(lìng)一方(fāng)麵(miàn)，充(chōng)電樁調(tiáo)度優(yōu)化(huà)可實現(xiàn)充電(diàn)的峰穀錯(cuò)時，抑製電網高峰(fēng)，填(tián)補電網穀(gǔ)部(bù)，使(shǐ)得電網負荷更平(píng)滑，有利(lì)於節(jié)省(shěng)電力係統的運行成本。因(yīn)為(wéi)電力係統的(dí)運行成(chéng)本(běn)與其負荷特性密切(qiē)相(xiāng)關，負(fù)荷波動大，峰(fēng)穀差大(dà)意味(wèi)著需要更多(duō)的備用(yòng)容(róng)量，也(yě)就意味(wèi)著更(gēng)高的(dí)運(yùn)行成(chéng)本(běn)。

由(yóu)於(yú)電(diàn)動車(chē)充電設備的特(tè)性(xìng)，它(tā)們(mén)可以(yǐ)起到(dào)一(yī)定的(dí)儲能作用，通過充電(diàn)樁調(tiáo)度(dù)優化，可(kě)以實現(xiàn)電動車(chē)的(dí)峰穀(gǔ)錯(cuò)電，這(zhè)樣(yàng)不僅可以(yǐ)提(tí)高(gāo)電力(lì)係(xì)統的(dí)運(yùn)行效(xiào)率而(ér)且可(kě)以(yǐ)進一步(bù)壓低電(diàn)力(lì)係(xì)統的(dí)運(yùn)行(háng)成本。

在(zài)實際的(dí)運(yùn)行過(guò)程中，電動車(chē)充(chōng)電樁(zhuāng)布局(jú)和(hé)調(tiáo)度的優化還可(kě)以(yǐ)避(bì)免(miǎn)裝置(zhì)的(dí)過度(dù)運行和(hé)磨(mó)損，提(tí)高設備的使(shǐ)用壽(shòu)命，從(cóng)而進一步降低了係(xì)統的運行(háng)和維(wéi)護(hù)成本。由於優化的調度方(fāng)式(shì)減少(shǎo)了(liǎo)電網(wǎng)的(dí)過(guò)載運行，可以(yǐ)有效(xiào)避免電(diàn)網(wǎng)故障，增加電力係(xì)統的安全性。

4安科(kē)瑞(ruì)充(chōng)電(diàn)樁收費運營(yíng)雲平台(tái)係統(tǒng)選型(xíng)方(fāng)案

4.1概述(shù)

AcrelCloud-9000安(ān)科瑞(ruì)充電(diàn)柱收費運營雲(yún)平(píng)台係統通過物聯(lián)網(wǎng)技術對(duì)接(jiē)入(rù)係統的(dí)電動電(diàn)動自(zì)行車(chē)充(chōng)電站以及各個充電(diàn)整法(fǎ)行不(bù)間(jiān)斷地(dì)數據(jù)采(cǎi)集(jí)和監(jiān)控(kòng)，實(shí)時監控充電(diàn)樁運行狀(zhuàng)態，進行(háng)充電(diàn)服(fú)務，支(zhī)付管理(lǐ)，交易(yì)結算(suàn)，資要管理，電能管(guǎn)理，明細查詢等。同(tóng)時對(duì)充(chōng)電機過溫(wēn)保(bǎo)護，漏(lòu)電，充(chōng)電(diàn)機(jī)輸入(rù)/輸(shū)出過(guò)壓，欠壓(yā)，絕緣低(dī)各類故(gù)障進行預警(jǐng)；充電樁(zhuāng)支持(chí)以太(tài)網，4G或WIFI等(děng)方式(shì)接(jiē)入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通(tōng)過(guò)微信(xìn)，支付寶，雲閃付掃(sǎo)碼充電。

4.2應(yīng)用場(cháng)所(suǒ)

適(shì)用於民用建(jiàn)築(zhù)，一般(bān)工(gōng)業建(jiàn)築，居住小區(qū)，實業單位(wèi)，商業(yè)綜合(hé)體(tǐ)，學校，園區(qū)等充(chōng)電樁模式的(dí)充電基礎設(shè)施設(shè)計。

4.3係(xì)統結構

係(xì)統分為四層：

1）即數據采(cǎi)集層，網絡(luò)傳輸層(céng)，數據(jù)層(céng)和客戶端層。

2）數(shù)據采集層(céng)：包(bāo)括電瓶(píng)車智能充電樁通(tōng)訊協議(yì)為標準(zhǔn)modbus-rtu。電(diàn)瓶車智能充(chōng)電樁用於(yú)采集充(chōng)電(diàn)回(huí)路的電力參數，並(bìng)進行(háng)電(diàn)能(néng)計量(liáng)和保(bǎo)護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡(luò)將(jiāng)數據(jù)上傳至(zhì)搭(dā)建好(hǎo)的(dí)數(shù)據庫服務器。

4）數據(jù)層(céng)：包含應用(yòng)服務器(qì)和數(shù)據服務(wù)器(qì)，應用(yòng)服務器部(bù)署(shǔ)數據(jù)采集服(fú)務，WEB網站，數據(jù)服(fú)務(wù)器部(bù)署實時數據庫，歷(lì)史數據庫(kù)，基(jī)礎數據庫。

5）應(yīng)客戶端層：係統管理員(yuán)可在瀏覽器(qì)中訪(fǎng)問電瓶車(chē)充電(diàn)樁收(shōu)費平台。終端(duān)充(chōng)電(diàn)用戶通過刷(shuā)卡(qiǎ)掃碼的方(fāng)式(shì)啟動充電。

小區充(chōng)電平台(tái)功能主(zhǔ)要涵蓋充(chōng)電設施(shī)智(zhì)能化(huà)大(dà)屏，實(shí)時(shí)監控，交易(yì)管(guǎn)理，故(gù)障管理，統計分析(xī)，基礎(chǔ)數據管理(lǐ)等功能(néng)，同(tóng)時(shí)為(wéi)運維人員提(tí)供運(yùn)維(wéi)APP，充電用戶提(tí)供(gōng)充(chōng)電小程(chéng)序。

4.4安科瑞(ruì)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)雲平台係(xì)統(tǒng)功能(néng)

4.4.1智能(néng)化(huà)大(dà)屏

智(zhì)能(néng)化(huà)大屏展(zhǎn)示(shì)站(zhàn)點(diǎn)分布情況，對(duì)設備狀態，設(shè)備(bèi)使(shǐ)用率，充電次(cì)數，充(chōng)電時長(cháng)，充(chōng)電(diàn)金(jīn)額，充電度數，充(chōng)電樁故障(zhàng)等(děng)進行統計顯示，同時可(kě)查看每個站點(diǎn)的站點(diǎn)信(xìn)息，充電(diàn)樁列表，充電(diàn)記(jì)錄，收益，能(néng)耗，故(gù)障(zhàng)記錄等。統(tǒng)一(yī)管理(lǐ)小區充電(diàn)樁，查(chá)看設(shè)備使用率，合(hé)理(lǐ)分(fēn)配資源。

4.4.2實時(shí)監(jiān)控

實時監視(shì)充電(diàn)設施(shī)運行(háng)狀(zhuàng)況，主要(yào)包括(kuò)充電樁運行狀態，回(huí)路(lù)狀態，充(chōng)電過(guò)程中的(dí)充(chōng)電電(diàn)量，充電電壓電流(liú)，充電樁告(gào)警信息等。

4.4.3交易管理

平(píng)台(tái)管理(lǐ)人員可(kě)管理充電用戶(hù)賬(zhàng)戶(hù)，對(duì)其進行賬戶進(jìn)行(háng)充(chōng)值，退(tuì)款，凍結，注銷(xiāo)等操(cāo)作(zuò)，可查看小區(qū)用(yòng)戶(hù)每日的充(chōng)電(diàn)交(jiāo)易詳(xiáng)細信息。

4.4.4故障管理(lǐ)

設備自動上(shàng)報故(gù)障信息(xī)，平台(tái)管理(lǐ)人(rén)員可通過平(píng)台查(chá)看故障信(xìn)息(xī)並(bìng)進(jìn)行派發(fā)處理，同時運維人員可通過(guò)運(yùn)維(wéi)APP收(shōu)取故障推(tuī)送，運(yùn)維人(rén)員(yuán)在(zài)運維(wéi)工作完成後(hòu)將(jiāng)結果上報。充電用戶(hù)也(yě)可通(tōng)過充電(diàn)小(xiǎo)程序反饋(kuì)現(xiàn)場(cháng)問(wèn)題。

4.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)係統平(píng)台，從(cóng)充(chōng)電(diàn)站點(diǎn)，充電設施(shī)，，充電時(shí)間(jiān)，充(chōng)電(diàn)方式等(děng)不同角(jiǎo)度，查詢(xún)充(chōng)電(diàn)交易統計(jì)信息(xī)，能耗統計信(xìn)息等。

4.4.6基礎數(shù)據管理

在係(xì)統平台建立(lì)運營(yíng)商戶(hù)，運(yùn)營(yíng)商可建(jiàn)立和管理(lǐ)其運營所需站點和(hé)充(chōng)電(diàn)設(shè)施(shī)，維護(hù)充電設(shè)施(shī)信息，價(jià)格策略(lüè)，折扣，優惠活(huó)動，同時可管(guǎn)理(lǐ)在綫(xiàn)卡用戶充(chōng)值(zhí)，凍結(jié)和(hé)解綁。4.4.7運維(wéi)APP

麵(miàn)向運(yùn)維(wéi)人員使用(yòng)，可以對(duì)站(zhàn)點(diǎn)和(hé)充電(diàn)樁進行(háng)管理，能夠(gòu)進行故(gù)障閉環處理(lǐ)，查(chá)詢(xún)流量卡(qiǎ)使用(yòng)情況，查(chá)詢充(chōng)電\充值情(qíng)況，進行遠程參數設(shè)置(zhì)，同(tóng)時(shí)可(kě)接收(shōu)故(gù)障推送

4.4.8充電小程序

麵向(xiàng)充(chōng)電用戶(hù)使用，可查(chá)看(kàn)附近(jìn)空閒(xián)設備(bèi)，主(zhǔ)要包含(hán)掃碼(mǎ)充電，賬戶充(chōng)值，充(chōng)電(diàn)卡綁定(dìng)，交易查(chá)詢(xún)，故障申訴等(děng)功(gōng)能。

4.5係(xì)統硬件(jiàn)配置

5 結束語(yǔ)

本(běn)研(yán)充(chōng)聚焦電(diàn)力(lì)係統中(zhōng)電動車充(chōng)電樁的布局與調度優(yōu)化問(wèn)題(tí)，采用地理(lǐ)信息(xī)係(xì)統(tǒng)與(yǔ)電(diàn)網(wǎng)模(mó)型，多目(mù)標(biāo)優化模型(xíng)以(yǐ)及(jí)啟發式(shì)算法(fǎ)，開創性(xìng)地(dì)構建了一(yī)套(tào)充(chōng)電樁布局與調度優(yōu)化(huà)方(fāng)案(àn)。實踐證(zhèng)明(míng)該(gāi)方法能(néng)大(dà)幅(fú)提(tí)升電力係統的(dí)運行效(xiào)率，壓低運(yùn)營成(chéng)本(běn)，並(bìng)在滿(mǎn)足電(diàn)動車用戶的(dí)充(chōng)電需(xū)求的同(tóng)時(shí)，對(duì)推(tuī)廣電動汽(qì)車的可(kě)持續發(fā)展起(qǐ)到了積極(jí)推(tuī)動的(dí)功效。然(rán)而，本研究仍存在(zài)一(yī)定局(jú)限性(xìng)。一方麵(miàn)，對電動車出行(háng)需(xū)求的(dí)預(yù)測精度以及電(diàn)力係統供(gōng)應能(néng)力存(cún)在(zài)不確定性，可能(néng)影響(xiǎng)到優化結果的實(shí)際(jì)執(zhí)行效果(guǒ)。另(lìng)一方麵(miàn)，優化(huà)模型(xíng)算(suàn)法的效(xiào)率(shuài)及(jí)穩健性(xìng)還(huán)有(yǒu)待(dài)進一步提升，以應(yīng)對(duì)電(diàn)動車充電需(xū)求的(dí)緊急(jí)變動(dòng)和電網(wǎng)突(tū)發事(shì)件。未來(lái)工(gōng)作將(jiāng)致力(lì)於改進預(yù)測模型，增強(qiáng)電(diàn)力(lì)係統供應(yīng)能力(lì)預測的準確性；優(yōu)化算法，提升(shēng)模(mó)型求解(jiě)的效(xiào)率和(hé)穩(wěn)健(jiàn)性(xìng)；進(jìn)一步根(gēn)據(jù)市場和(hé)技(jì)術發(fā)展趨(qū)勢(shì)，改進充電樁布局與調度(dù)策略(lüè)，以(yǐ)適應電(diàn)動汽車充(chōng)電(diàn)需求的多(duō)樣(yàng)化和動(dòng)態化(huà)，為(wéi)電動汽車的普(pǔ)及(jí)與(yǔ)長(cháng)遠發展提(tí)供(gōng)更*的(dí)技(jì)術(shù)支持(chí)。

參(cān)考文獻(xiàn)

1. 劉(liú)強(qiáng),郭卓(zhuó)毅(yì),黃字星(xīng),鹿(lù)婕,胡文(wén)妍(yán).電(diàn)動汽(qì)車(chē)充電(diàn)設施(shī)的(dí)布(bù)局，建(jiàn)設及(jí)運營(yíng)研(yán)究(jiū)[J].電網(wǎng)技術,2019,43(01):287-296.

2. [2]陳科,羅飛(fēi)揚,王(wáng)宗(zōng)欣(xīn),鄧(dèng)瑞(ruì)宏(hóng).基(jī)於多目標(biāo)優(yōu)化(huà)的(dí)電網充電設(shè)施(shī)布局模(mó)型(xíng)[J].電(diàn)力係(xì)統自(zì)動化.2020.44(04):18-24.

[3]袁(yuán)曉鬧(nào),高麗(lì),陳洵(xún),祖蓉(róng)蓉(róng),考慮電(diàn)力係(xì)統(tǒng)運行狀態(tài)的電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)充電(diàn)站(zhàn)優化布(bù)局[J].電力係(xì)統(tǒng)自動化.2022.46(02):87-93.

[4]林超,林振(zhèn)興,李(lǐ)昂(áng),充電樁(zhuāng)調度(dù)策略研(yán)究及優化[1].電力係統(tǒng)保護(hù)與控(kòng)製(zhì),2021,49(10):11-19.

[5]安科瑞企業(yè)微(wēi)電(diàn)網(wǎng)設計與應(yīng)用(yòng)手冊.2022.05版

[6]唐(táng)利剛.電(diàn)力(lì)係統(tǒng)中(zhōng)電(diàn)動車充電樁(zhuāng)布局(jú)與(yǔ)調度(dù)優(yōu)化方(fāng)法研究(jiū)