安科(kē)瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘要(yào)：隨著電動(dòng)汽車的(dí)普及，充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)需求(qiú)日(rì)益(yì)增長。本文提(tí)出(chū)了一種基於(yú)物聯(lián)網的綠(lǜ)色精品(pǐn)台區充電樁(zhuāng)有序(xù)充電(diàn)方案(àn)。通過物聯網(wǎng)技(jì)術實(shí)現充電樁與(yǔ)電網的智(zhì)能交互，結(jié)合優化算法對(duì)充(chōng)電樁(zhuāng)的充電(diàn)功(gōng)率進(jìn)行合理分配(pèi)，以提(tí)高(gāo)台區的能(néng)源利用效(xiào)率，降(jiàng)低電(diàn)網(wǎng)負(fù)荷波(bō)動(dòng)，並實(shí)現(xiàn)綠色環保的充電(diàn)目(mù)標。實(shí)驗結果表明，該方案能(néng)夠有(yǒu)效地(dì)實(shí)現(xiàn)充電樁的(dí)有(yǒu)序(xù)充電(diàn)，為電動汽車(chē)的(dí)發展(zhǎn)提供有力(lì)支持(chí)。

關鍵(jiàn)詞(cí)：物聯(lián)網；綠色精品(pǐn)台區(qū)；充(chōng)電樁；有序充電

1引言

隨(suí)著全球(qiú)對(duì)環境保護(hù)的(dí)重視和能(néng)源(yuán)危機的加劇，電動(dòng)汽(qì)車作(zuò)為一種綠色(sè)，環保(bǎo)的交通工具(jù)，得到了越來(lái)越廣泛(fàn)的(dí)關注(zhù)和推(tuī)廣。然(rán)而(ér)，電(diàn)動(dòng)汽車的大規(guī)模(mó)普及(jí)也給(gěi)電(diàn)網(wǎng)帶來了(liǎo)巨(jù)大的挑戰，如(rú)電(diàn)網(wǎng)負荷(hé)波動，能源浪費(fèi)等問題。為了(liǎo)解決這(zhè)些(xiē)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)充(chōng)電樁(zhuāng)的有序(xù)充電成(chéng)為了(liǎo)當前研(yán)究的(dí)熱(rè)點。

物聯網技術的(dí)發(fā)展(zhǎn)為充電樁的有(yǒu)序充電提供(gōng)了(liǎo)新的思路。通過(guò)物聯(lián)網技術(shù)，充電樁(zhuāng)可(kě)以(yǐ)與(yǔ)電網實(shí)現智(zhì)能交(jiāo)互，實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)和充(chōng)電樁(zhuāng)的使用情(qíng)況，從而(ér)實(shí)現(xiàn)對充電功率的合理分配和控製(zhì)。同(tóng)時(shí)，結合(hé)綠色能(néng)源(yuán)的利用，可(kě)以(yǐ)進一步提(tí)高台區的(dí)能源利用效率(shuài)，實(shí)現(xiàn)綠色環保的充(chōng)電(diàn)目標(biāo)。

2物聯網(wǎng)在充電樁有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)中(zhōng)的應(yīng)用

2.1物聯(lián)網架構(gòu)

基於(yú)物聯網的充電樁(zhuāng)有序充(chōng)電(diàn)係統(tǒng)主(zhǔ)要由充(chōng)電樁(zhuāng)，傳(chuán)感器，通(tōng)信(xìn)網絡和(hé)管理平台組(zǔ)成。充電(diàn)樁(zhuāng)通過(guò)傳感(gǎn)器實時(shí)監測(cè)充(chōng)電(diàn)狀(zhuàng)態和(hé)電網(wǎng)參數，並(bìng)通(tōng)過通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡將數據上傳至(zhì)管理平台。管(guǎn)理平台對數據(jù)進行分析和處理，製(zhì)定合理(lǐ)的(dí)充電策(cè)略，並通(tōng)過通(tōng)信網(wǎng)絡將(jiāng)控製指令(líng)下發至(zhì)充(chōng)電(diàn)樁，實現(xiàn)對充電功率(shuài)的控製(zhì)。

2.2通信技術

在(zài)充電樁有序(xù)充電係統(tǒng)中，通(tōng)信(xìn)技(jì)術起著至關(guān)重要的(dí)作(zuò)用。常(cháng)用的(dí)通信(xìn)技(jì)術包括有(yǒu)綫通(tōng)信和(hé)無綫通信。有(yǒu)綫通信主要包(bāo)括以太(tài)網，電力綫載波等，具有(yǒu)通(tōng)信穩定(dìng)，可靠的優點，但(dàn)布綫成本較高(gāo)。無綫(xiàn)通信(xìn)主(zhǔ)要包括Wi-Fi，藍牙(yá)，ZigBee等，具有布(bù)綫方便，靈(líng)活的優點，但(dàn)通(tōng)信(xìn)距離(lí)和(hé)穩(wěn)定性相(xiāng)對較(jiào)差(chà)。在實(shí)際應用中，可以(yǐ)根據具體(tǐ)情(qíng)況選(xuǎn)擇合適的通(tōng)信(xìn)技(jì)術。

2.3數據采(cǎi)集與(yǔ)處理

充(chōng)電樁通過傳感器采集(jí)充(chōng)電狀態(tài)，電網參數(shù)等數(shù)據(jù)，並將數(shù)據上傳至管(guǎn)理平台(tái)。管理平(píng)台(tái)對(duì)數(shù)據進行(háng)分(fēn)析(xī)和(hé)處理(lǐ)，提取有用信息(xī)，如充電(diàn)樁的使(shǐ)用情(qíng)況(kuàng)，電網負荷等。通(tōng)過(guò)對(duì)這(zhè)些信(xìn)息(xī)的(dí)分析，可以製(zhì)定合理的充(chōng)電策略，實(shí)現(xiàn)充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)有序(xù)充(chōng)電。

3綠色精品台(tái)區(qū)的建(jiàn)設

3.1綠色(sè)能源(yuán)的利用(yòng)

在(zài)綠(lǜ)色精(jīng)品台區中，可以充分利(lì)用太陽能(néng)，風(fēng)能等綠色能源(yuán)，為充(chōng)電樁(zhuāng)提供(gōng)部分(fēn)電力(lì)供應。通過(guò)合理(lǐ)的能源管理和調度(dù)，可以(yǐ)提(tí)高(gāo)綠色能(néng)源(yuán)的利用(yòng)效(xiào)率(shuài)，降低對(duì)傳統電網的(dí)依賴，實(shí)現綠色環(huán)保(bǎo)的(dí)充電目標(biāo)。

3.2儲能係統的應用

儲(chǔ)能係統(tǒng)可以在電網負(fù)荷(hé)低穀(gǔ)時(shí)充電(diàn)，在電(diàn)網(wǎng)負(fù)荷(hé)高峰(fēng)時放(fàng)電，從而實現削峰填穀(gǔ)的作用。在(zài)綠色精品台區中，可(kě)以配置(zhì)適(shì)當容(róng)量(liáng)的儲(chǔ)能(néng)係統，與充(chōng)電樁(zhuāng)協(xié)同工作，提(tí)高台(tái)區(qū)的能(néng)源(yuán)利(lì)用效率(shuài)和(hé)穩(wěn)定(dìng)性。

3.3智能電(diàn)網(wǎng)技術的(dí)應用

智(zhì)能電(diàn)網技(jì)術(shù)可(kě)以實(shí)現電網的(dí)智能化管理和(hé)控製，提高電網的(dí)可靠性和穩(wěn)定(dìng)性。在(zài)綠(lǜ)色(sè)精(jīng)品台區(qū)中(zhōng)，可以應(yīng)用(yòng)智能(néng)電網(wǎng)技術，如智能電(diàn)表，智能(néng)開關(guān)等，實現(xiàn)對充(chōng)電樁的遠程監控和控製，提(tí)高台(tái)區的(dí)管理(lǐ)水平和服(fú)務(wù)質量(liáng)。

4充(chōng)電樁有(yǒu)序(xù)充(chōng)電(diàn)策(cè)略

4.1優化算法

為了實現充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)有序(xù)充(chōng)電，可以(yǐ)采(cǎi)用優(yōu)化算法(fǎ)對(duì)充(chōng)電功(gōng)率進行合理(lǐ)分配。常(cháng)用的(dí)優化算法包(bāo)括遺傳(chuán)算(suàn)法(fǎ)，粒子(zǐ)群算法(fǎ)，模(mó)擬退火算法等(děng)。這些(xiē)算法可(kě)以根(gēn)據電(diàn)網(wǎng)狀態(tài)，充電樁使用情(qíng)況(kuàng)等(děng)因(yīn)素(sù)，製定的充(chōng)電策略，實現(xiàn)充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)有序(xù)充電(diàn)。

4.2分時電價(jià)策略

分(fēn)時電(diàn)價(jià)策略(lüè)是(shì)一種通過價(jià)格(gé)手段引(yǐn)導用戶合(hé)理用電(diàn)的(dí)策(cè)略。在充電樁有序充電(diàn)中，可以(yǐ)采(cǎi)用(yòng)分(fēn)時電價策(cè)略，根據(jù)電(diàn)網(wǎng)負(fù)荷(hé)情況製定不同時(shí)段(duàn)的電(diàn)價(jià)，引(yǐn)導(dǎo)用(yòng)戶(hù)在電(diàn)網負荷低(dī)穀時充電，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時減少充電(diàn)，從而(ér)實現削峰(fēng)填穀(gǔ)的作用。

4.3需求(qiú)響應(yīng)策略

需(xū)求(qiú)響(xiǎng)應策略(lüè)是(shì)一(yī)種(zhǒng)通(tōng)過(guò)用(yòng)戶參(cān)與電網調(tiáo)度實現負荷平(píng)衡(héng)的策(cè)略(lüè)。在充電(diàn)樁(zhuāng)有(yǒu)序充電中，可以(yǐ)采(cǎi)用需(xū)求響應策(cè)略(lüè)，邀請(qǐng)用(yòng)戶(hù)參(cān)與電(diàn)網調(tiáo)度，根據(jù)電網需求(qiú)調整充電(diàn)功(gōng)率(shuài)，從而實現(xiàn)充電(diàn)樁的有序充(chōng)電(diàn)。

5實驗(yàn)結果(guǒ)與分析

5.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境(jìng)

為了驗證(zhèng)基於物聯(lián)網的(dí)綠(lǜ)色精(jīng)品(pǐn)台區充電樁有序充(chōng)電方(fāng)案(àn)的(dí)有效性，搭建(jiàn)了(liǎo)實驗平(píng)台。實(shí)驗(yàn)平台包括充電樁，傳(chuán)感器，通信網絡，管理平台(tái)和電(diàn)網(wǎng)模擬(nǐ)器等設(shè)備(bèi)。

5.2實驗結果(guǒ)

通過(guò)實(shí)驗，得(dé)到了以(yǐ)下(xià)結果：

采(cǎi)用有(yǒu)序充(chōng)電策(cè)略後(hòu)，電(diàn)網負(fù)荷波(bō)動明(míng)顯(xiǎn)減小，台區(qū)的能源(yuán)利(lì)用(yòng)效率(shuài)得(dé)到了(liǎo)提(tí)高。

綠色能(néng)源的利用和(hé)儲能係統的應(yīng)用(yòng)，進(jìn)一步降低(dī)了(liǎo)對(duì)傳統(tǒng)電網的依賴，實現了(liǎo)綠色環保的充(chōng)電目標。

優化算法和分(fēn)時(shí)電價(jià)策略(lüè)的(dí)結合使用，能夠有效地實現充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的有(yǒu)序充(chōng)電，提高了充電效率(shuài)和用(yòng)戶滿(mǎn)意度(dù)。

5.3結果(guǒ)分析(xī)

實(shí)驗結(jié)果表(biǎo)明，基(jī)於(yú)物(wù)聯網(wǎng)的綠色精品(pǐn)台(tái)區(qū)充電樁(zhuāng)有序充電(diàn)方(fāng)案(àn)是可行的。通過物(wù)聯(lián)網(wǎng)技(jì)術實現充電樁與(yǔ)電(diàn)網(wǎng)的智(zhì)能交互(hù)，結合(hé)優化(huà)算(suàn)法(fǎ)，分時(shí)電(diàn)價(jià)策略和(hé)需(xū)求響應(yīng)策略(lüè)等(děng)，可以有(yǒu)效(xiào)地實現(xiàn)充電樁的(dí)有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)，提(tí)高台區(qū)的能源利(lì)用(yòng)效率和(hé)穩定性，實(shí)現綠色環(huán)保的充(chōng)電(diàn)目(mù)標。

6安科(kē)瑞(ruì)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)收費(fèi)運(yùn)營雲平(píng)台(tái)助力有序(xù)充(chōng)電開(kāi)展

6.1概(gài)述(shù)

AcrelCloud-9000安(ān)科瑞充(chōng)電柱收(shōu)費(fèi)運(yùn)營(yíng)雲平台(tái)係(xì)統通過(guò)物(wù)聯網技術對(duì)接(jiē)入係統的電(diàn)動(dòng)電(diàn)動(dòng)自行(háng)車充(chōng)電(diàn)站(zhàn)以及各(gè)個充(chōng)電(diàn)整法行不間(jiān)斷地數據采(cǎi)集和監控，實時監(jiān)控(kòng)充電(diàn)樁(zhuāng)運行狀態，進行(háng)充電(diàn)服務(wù)，支付管理(lǐ)，交易(yì)結算，資要管(guǎn)理(lǐ)，電(diàn)能管理，明(míng)細(xì)查(chá)詢等(děng)。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過溫(wēn)保護，漏電(diàn)，充電(diàn)機輸(shū)入(rù)/輸(shū)出過(guò)壓(yā)，欠壓，絕(jué)緣(yuán)低各類故障進行(háng)預(yù)警；充電樁(zhuāng)支(zhī)持(chí)以(yǐ)太網(wǎng)，4G或(huò)WIFI等方式(shì)接入互聯網，用(yòng)戶通過微(wēi)信(xìn)，支付寶，雲閃付掃碼充(chōng)電。

6.2應用(yòng)場所(suǒ)

適用(yòng)於(yú)民用建(jiàn)築，一(yī)般工業(yè)建(jiàn)築(zhù)，居住小區(qū)，實(shí)業單(dān)位，商(shāng)業綜(zōng)合體，學校，園區等(děng)充(chōng)電(diàn)樁模式的(dí)充電基(jī)礎設(shè)施設計(jì)。

6.3係統(tǒng)結構

係統(tǒng)分為四層：

1）即(jí)數據采(cǎi)集層(céng)，網絡(luò)傳(chuán)輸層，數據層(céng)和客戶(hù)端(duān)層(céng)。

2）數(shù)據采(cǎi)集層(céng)：包括(kuò)電(diàn)瓶車智能充電樁(zhuāng)通(tōng)訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能(néng)充電樁用(yòng)於(yú)采(cǎi)集充電回路的電力參(cān)數，並進(jìn)行電能計量和(hé)保(bǎo)護。

3）網絡傳輸(shū)層：通過4G網絡將數據(jù)上傳至(zhì)搭(dā)建好的數(shù)據(jù)庫服(fú)務(wù)器(qì)。

4）數據層：包(bāo)含應用服(fú)務器和(hé)數(shù)據(jù)服務器(qì)，應(yīng)用服(fú)務(wù)器部署(shǔ)數據采集(jí)服(fú)務(wù)，WEB網(wǎng)站，數據服(fú)務器(qì)部(bù)署(shǔ)實時數(shù)據庫，歷史(shǐ)數(shù)據(jù)庫，基礎數(shù)據庫。

5）應(yīng)客(kè)戶端層(céng)：係(xì)統管理員(yuán)可在瀏(liú)覽器(qì)中訪(fǎng)問電(diàn)瓶車(chē)充(chōng)電(diàn)樁收費平台。終(zhōng)端充(chōng)電用戶通過刷(shuā)卡(qiǎ)掃(sǎo)碼的(dí)方式啟動充電。

小(xiǎo)區充電平(píng)台(tái)功能(néng)主要涵(hán)蓋(gài)充電設施(shī)智能(néng)化大(dà)屏，實時監控(kòng)，交(jiāo)易管理(lǐ)，故障(zhàng)管理，統計分析(xī)，基礎數據管理等(děng)功(gōng)能，同(tóng)時為(wéi)運維(wéi)人員提(tí)供運維(wéi)APP，充(chōng)電用(yòng)戶提供充(chōng)電(diàn)小程序。

6.4安(ān)科瑞(ruì)充(chōng)電樁(zhuāng)雲(yún)平(píng)台係統(tǒng)功(gōng)能

6.4.1智(zhì)能化(huà)大屏

智能化大屏(píng)展示站點(diǎn)分(fēn)布情況，對(duì)設備(bèi)狀(zhuàng)態，設備使用率(shuài)，充(chōng)電次(cì)數(shù)，充電時長(cháng)，充電金(jīn)額，充電度(dù)數，充(chōng)電(diàn)樁故(gù)障等(děng)進行(háng)統(tǒng)計(jì)顯(xiǎn)示(shì)，同(tóng)時可查(chá)看(kàn)每個站(zhàn)點的(dí)站(zhàn)點信息，充電(diàn)樁列(liè)表(biǎo)，充(chōng)電(diàn)記(jì)錄(lù)，收益，能耗，故(gù)障記(jì)錄(lù)等。統(tǒng)一(yī)管(guǎn)理(lǐ)小區充電樁，查(chá)看設備(bèi)使用率，合理(lǐ)分(fēn)配(pèi)資源。

6.4.2實(shí)時監(jiān)控

實(shí)時監視(shì)充(chōng)電設(shè)施運行(háng)狀況，主要包(bāo)括充電(diàn)樁運行(háng)狀(zhuàng)態，回路(lù)狀態，充電過程中(zhōng)的(dí)充(chōng)電(diàn)電量(liáng)，充電電(diàn)壓電流，充電樁告警信(xìn)息等。

6.4.3交易(yì)管理(lǐ)

平(píng)台(tái)管(guǎn)理人員(yuán)可管理充(chōng)電(diàn)用戶(hù)賬戶(hù)，對(duì)其進行(háng)賬戶進行充(chōng)值，退款，凍(dòng)結，注(zhù)銷(xiāo)等操作(zuò)，可(kě)查看小區用戶(hù)每(měi)日的充電交易詳(xiáng)細信(xìn)息(xī)。

6.4.4故(gù)障管(guǎn)理

設備(bèi)自動上報(bào)故(gù)障信息(xī)，平台(tái)管(guǎn)理人員可(kě)通過平(píng)台(tái)查看(kàn)故障信(xìn)息(xī)並進行派發處理(lǐ)，同時運維人(rén)員可(kě)通過運(yùn)維APP收取(qǔ)故障推送，運維人員在運維工作完(wán)成(chéng)後將(jiāng)結果上報(bào)。充(chōng)電用戶也可通過(guò)充電(diàn)小程序反饋現場(cháng)問題。

6.4.5統計分析(xī)

通(tōng)過係(xì)統平台，從充電(diàn)站點(diǎn)，充電設施，，充電時(shí)間(jiān)，充電方式等(děng)不同角度，查(chá)詢充電(diàn)交易統(tǒng)計信息(xī)，能耗統(tǒng)計信(xìn)息等。

6.4.6基(jī)礎(chǔ)數(shù)據管(guǎn)理

在係統平台建(jiàn)立運(yùn)營商(shāng)戶，運營(yíng)商可(kě)建(jiàn)立和(hé)管(guǎn)理其(qí)運營所需站(zhàn)點和充(chōng)電設施，維護充電(diàn)設(shè)施信息，價格策略，折扣，優惠(huì)活動，同(tóng)時可(kě)管理(lǐ)在(zài)綫卡(qiǎ)用(yòng)戶(hù)充值，凍結和(hé)解綁。

6.4.7運維APP

麵向運維(wéi)人(rén)員(yuán)使(shǐ)用(yòng)，可(kě)以對站點(diǎn)和充(chōng)電樁(zhuāng)進行(háng)管理(lǐ)，能夠(gòu)進行故(gù)障閉環處(chǔ)理(lǐ)，查詢流量卡使用(yòng)情(qíng)況，查(chá)詢充(chōng)電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設(shè)置，同時可(kě)接收故(gù)障推(tuī)送

6.4.8充電小程序

麵向(xiàng)充電(diàn)用戶使用(yòng)，可查看附近(jìn)空(kōng)閒設備(bèi)，主要包含(hán)掃碼充電，賬(zhàng)戶充(chōng)值，充(chōng)電卡(qiǎ)綁定，交易(yì)查(chá)詢(xún)，故障申訴(sù)等(děng)功能。

6.5係(xì)統硬(yìng)件(jiàn)配置

7結(jié)論(lùn)

本(běn)文提出了一種(zhǒng)基(jī)於(yú)物聯(lián)網的(dí)綠色精品台區(qū)充電(diàn)樁有序(xù)充(chōng)電(diàn)方案。通過(guò)物(wù)聯網技術(shù)實現充(chōng)電(diàn)樁與(yǔ)電網的(dí)智能(néng)交互(hù)，結合綠色能源的利(lì)用，儲能(néng)係統的應用和(hé)優化算(suàn)法(fǎ)等，可以有(yǒu)效地(dì)實(shí)現充電樁的(dí)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電，提高(gāo)台(tái)區(qū)的能(néng)源利用效率(shuài)和穩定性(xìng)，實現(xiàn)綠(lǜ)色(sè)環保(bǎo)的充電(diàn)目(mù)標。實(shí)驗(yàn)結果(guǒ)表(biǎo)明，該方案(àn)是(shì)可(kě)行(háng)的(dí)，為(wéi)電動汽車(chē)的發展提(tí)供了(liǎo)有(yǒu)力支(zhī)持。未來(lái)，可以進一步研究(jiū)和*該(gāi)方(fāng)案，提高其(qí)性(xìng)能(néng)和可靠性，為實現(xiàn)可(kě)持續(xù)發(fā)展的(dí)交通係(xì)統做(zuò)出貢獻。

參考文(wén)獻：

[1]陳(chén)賢陽(yáng) 王鵬 程思遠．基於物聯(lián)網的(dí)綠(lǜ)色(sè)精品台區(qū)充電樁(zhuāng)有序充電

[2]程杉，王(wáng)賢寧，馮(féng)毅煤.電動汽車充電站有序充(chōng)電(diàn)調(tiáo)度的(dí)分(fēn)散式(shì)優化(huà)

[3]安科瑞企(qǐ)業(yè)微(wēi)電網設(shè)計(jì)與(yǔ)應(yīng)用手冊(cè).2022.05版(bǎn)