安科瑞 劉邁

　　摘要：隨著電動汽車的普及，充電樁的需求日益增長。本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色精品臺區(qū)充電樁有序充電方案。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的智能交互，結(jié)合優(yōu)化算法對充電樁的充電功率進行合理分配，以提高臺區(qū)的能源利用效率、降低電網(wǎng)負荷波動，并實現(xiàn)綠色環(huán)保的充電目標。實驗結(jié)果表明，該方案能夠有效地實現(xiàn)充電樁的有序充電，為電動汽車的發(fā)展提供有力支持。

　　關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；綠色精品臺區(qū)；充電樁；有序充電

　　1引言

　　隨著全球?qū)Νh(huán)境保護的重視和能源危機的加劇，電動汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具，得到了越來越廣泛的關(guān)注和推廣。然而，電動汽車的大規(guī)模普及也給電網(wǎng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如電網(wǎng)負荷波動、能源浪費等問題。為了解決這些問題，實現(xiàn)充電樁的有序充電成為了當前研究的熱點。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為充電樁的有序充電提供了新的思路。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，充電樁可以與電網(wǎng)實現(xiàn)智能交互，實時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)和充電樁的使用情況，從而實現(xiàn)對充電功率的合理分配和控制。同時，結(jié)合綠色能源的利用，可以進一步提高臺區(qū)的能源利用效率，實現(xiàn)綠色環(huán)保的充電目標。

　　2物聯(lián)網(wǎng)在充電樁有序充電中的應(yīng)用

　　2.1物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的充電樁有序充電系統(tǒng)主要由充電樁、傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)和管理平臺組成。充電樁通過傳感器實時監(jiān)測充電狀態(tài)和電網(wǎng)參數(shù)，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至管理平臺。管理平臺對數(shù)據(jù)進行分析和處理，制定合理的充電策略，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將控制指令下發(fā)至充電樁，實現(xiàn)對充電功率的控制。

　　2.2通信技術(shù)

　　在充電樁有序充電系統(tǒng)中，通信技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。常用的通信技術(shù)包括有線通信和無線通信。有線通信主要包括以太網(wǎng)、電力線載波等，具有通信穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點，但布線成本較高。無線通信主要包括Wi-Fi、藍牙、ZigBee等，具有布線方便、靈活的優(yōu)點，但通信距離和穩(wěn)定性相對較差。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況選擇合適的通信技術(shù)。

　　2.3數(shù)據(jù)采集與處理

　　充電樁通過傳感器采集充電狀態(tài)、電網(wǎng)參數(shù)等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至管理平臺。管理平臺對數(shù)據(jù)進行分析和處理，提取有用信息，如充電樁的使用情況、電網(wǎng)負荷等。通過對這些信息的分析，可以制定合理的充電策略，實現(xiàn)充電樁的有序充電。

　　3綠色精品臺區(qū)的建設(shè)

　　3.1綠色能源的利用

　　在綠色精品臺區(qū)中，可以充分利用太陽能、風能等綠色能源，為充電樁提供部分電力供應(yīng)。通過合理的能源管理和調(diào)度，可以提高綠色能源的利用效率，降低對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，實現(xiàn)綠色環(huán)保的充電目標。

　　3.2儲能系統(tǒng)的應(yīng)用

　　儲能系統(tǒng)可以在電網(wǎng)負荷低谷時充電，在電網(wǎng)負荷高峰時放電，從而實現(xiàn)削峰填谷的作用。在綠色精品臺區(qū)中，可以配置適當容量的儲能系統(tǒng)，與充電樁協(xié)同工作，提高臺區(qū)的能源利用效率和穩(wěn)定性。

　　3.3智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

　　智能電網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理和控制，提高電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。在綠色精品臺區(qū)中，可以應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，如智能電表、智能開關(guān)等，實現(xiàn)對充電樁的遠程監(jiān)控和控制，提高臺區(qū)的管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

　　4充電樁有序充電策略

　　4.1優(yōu)化算法

　　為了實現(xiàn)充電樁的有序充電，可以采用優(yōu)化算法對充電功率進行合理分配。常用的優(yōu)化算法包括遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法等。這些算法可以根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)、充電樁使用情況等因素，制定的充電策略，實現(xiàn)充電樁的有序充電。

　　4.2分時電價策略

　　分時電價策略是一種通過價格手段引導用戶合理用電的策略。在充電樁有序充電中，可以采用分時電價策略，根據(jù)電網(wǎng)負荷情況制定不同時段的電價，引導用戶在電網(wǎng)負荷低谷時充電，在電網(wǎng)負荷高峰時減少充電，從而實現(xiàn)削峰填谷的作用。

　　4.3需求響應(yīng)策略

　　需求響應(yīng)策略是一種通過用戶參與電網(wǎng)調(diào)度實現(xiàn)負荷平衡的策略。在充電樁有序充電中，可以采用需求響應(yīng)策略，邀請用戶參與電網(wǎng)調(diào)度，根據(jù)電網(wǎng)需求調(diào)整充電功率，從而實現(xiàn)充電樁的有序充電。

　　5實驗結(jié)果與分析

　　5.1實驗環(huán)境

　　為了驗證基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色精品臺區(qū)充電樁有序充電方案的有效性，搭建了實驗平臺。實驗平臺包括充電樁、傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、管理平臺和電網(wǎng)模擬器等設(shè)備。

　　5.2實驗結(jié)果

　　通過實驗，得到了以下結(jié)果：

　　采用有序充電策略后，電網(wǎng)負荷波動明顯減小，臺區(qū)的能源利用效率得到了提高。

　　綠色能源的利用和儲能系統(tǒng)的應(yīng)用，進一步降低了對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，實現(xiàn)了綠色環(huán)保的充電目標。

　　優(yōu)化算法和分時電價策略的結(jié)合使用，能夠有效地實現(xiàn)充電樁的有序充電，提高了充電效率和用戶滿意度。

　　5.3結(jié)果分析

　　實驗結(jié)果表明，基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色精品臺區(qū)充電樁有序充電方案是可行的。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的智能交互，結(jié)合優(yōu)化算法、分時電價策略和需求響應(yīng)策略等，可以有效地實現(xiàn)充電樁的有序充電，提高臺區(qū)的能源利用效率和穩(wěn)定性，實現(xiàn)綠色環(huán)保的充電目標。

　　6安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

　　6.1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。

　　6.2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、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

　　6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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。

　　6.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

　　6.4.1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。

　　6.4.2實時監(jiān)控

　　實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

6.4.3交易管理

　　平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

6.4.4故障管理

　　設(shè)備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

6.4.5統(tǒng)計分析

　　通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

6.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

　　在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施，維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

6.4.7運維APP

　　面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

6.4.8充電小程序

　　面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

6.5系統(tǒng)硬件配置

　　7結(jié)論

　　本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色精品臺區(qū)充電樁有序充電方案。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)的智能交互，結(jié)合綠色能源的利用、儲能系統(tǒng)的應(yīng)用和優(yōu)化算法等，可以有效地實現(xiàn)充電樁的有序充電，提高臺區(qū)的能源利用效率和穩(wěn)定性，實現(xiàn)綠色環(huán)保的充電目標。實驗結(jié)果表明，該方案是可行的，為電動汽車的發(fā)展提供了有力支持。未來，可以進一步研究和完善該方案，提高其性能和可靠性，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的交通系統(tǒng)做出貢獻。

　　參考文獻：

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　　[2]程杉，王賢寧，馮毅煤.電動汽車充電站有序充電調(diào)度的分散式優(yōu)化

　　[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版