關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車;有序充電;延遲充電;削峰填谷;儲(chǔ)能
0引言
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng),**能源被大量消耗,產(chǎn)生大量的環(huán)境污染。機(jī)動(dòng)車輛已經(jīng)成為生產(chǎn)生活中的一部分,使用燃油車無疑會(huì)增加 CO2的排放。雖然新能源發(fā)電被越來越多地引入電網(wǎng),如光伏發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電等。但由于二者的功率輸出是隨機(jī)波動(dòng)的,會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響,產(chǎn)生電能質(zhì)量問題。因此,減少燃油車的使用,從燃油動(dòng)力汽車轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(Electric Vehicle,EV)是解決汽車造成的環(huán)境污染的有效手段。當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)的有序充電對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展起著越來越大的作用。隨著EV的大規(guī)模使用,有序充電對(duì)電網(wǎng)及分布式能源的重要性日益增強(qiáng),需要解決EV充電問題。目前針對(duì)EV充電的研究?jī)?nèi)容主要涉及充電負(fù)荷預(yù)測(cè)、V2G、EV參與輔助服務(wù)、配電網(wǎng)規(guī)劃、充電站規(guī)劃等,也有一些學(xué)者對(duì)EV充電分層分區(qū)調(diào)度策略進(jìn)行了研究。居民小區(qū)具有用車規(guī)律性強(qiáng)、可控性強(qiáng)、方便調(diào)研等優(yōu)勢(shì),因此將居民小區(qū)作為研究對(duì)象,針對(duì)EV在居民小區(qū)充電過程中隨機(jī)停放且無序充電對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的嚴(yán)重隱患及充電間時(shí)過長(zhǎng)的問題,提出一種采用延遲充電的EV有序充電控制策略。
1 EV有序充電策略
1.1 EV有序充電控制架構(gòu)
EV充電將成為居民區(qū)電力需求的重要組成部分,需要從配電網(wǎng)規(guī)劃原則和負(fù)荷分布的影響等方面展開研究。結(jié)合概率收費(fèi)模型和電力消費(fèi)數(shù)據(jù),在標(biāo)準(zhǔn)中定義的不同充電功率下,隨機(jī)模擬不受控制、限制和價(jià)格優(yōu)化的 EV充電產(chǎn)生的影響。將大量EV推遲至用電谷時(shí)段進(jìn)行充電以減小EV充電對(duì)小區(qū)變壓器的沖擊,并且考慮到分時(shí)電價(jià)可減少用戶充電費(fèi)用,提高經(jīng)濟(jì)性,保證EV與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)發(fā)展。EV有序充電控制架構(gòu)如圖1所示。
表1 居民小區(qū)EV充電數(shù)據(jù)
設(shè)該小區(qū)的峰谷時(shí)段為21:00至次日08:00。在不考慮功率限制、僅滿足**級(jí)但不具體根據(jù)**級(jí)進(jìn)行有序充電的情況下,對(duì)上述控制邏輯進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬,結(jié)果如圖3所示,并與即充即走的無序充電模式進(jìn)行對(duì)比。圖3中藍(lán)色為EV充電時(shí)間,紅色為 EV可以進(jìn)行充電的時(shí)間。由圖 3 可見:C,G, H,I,J,K,L 號(hào) EV 均可在峰谷時(shí)進(jìn)行充電。但由于沒有有序充電策略的幫助,導(dǎo)致原本可以延遲充電的EV在到達(dá)小區(qū)時(shí)就立即開始充電,導(dǎo)致用電高峰時(shí)有大量EV接入電網(wǎng)進(jìn)行充電,給小區(qū)的變壓器帶來很大的負(fù)擔(dān),甚至?xí)a(chǎn)生安全隱患。
從表2無序充電充電模式和有序充電模式下負(fù)荷數(shù)據(jù)對(duì)比可見: EV數(shù)量相同的情況下,有序充電模式的負(fù)荷總峰值遠(yuǎn)小于無序充電充電模式時(shí)的總峰值,且無序充電充電模式已經(jīng)**過負(fù)荷的紅線(1100kW),而有序充電模式可以保證負(fù)荷的穩(wěn)定性;從負(fù)荷的峰谷差可以看出,有序充電模式的峰谷差僅為無序充電充電模式峰谷差的1/2??梢娞岢龅幕贓V延遲充電的有序充電策略可以有效控制EV充電安全,并達(dá)到削峰填谷、錯(cuò)峰充電的目的,對(duì)EV的推廣具有一定的積極意義。
3安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)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(xì)查詢等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓,欠壓,絕緣低各類故障進(jìn)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。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)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(jì)。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.3.1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)中心層和客戶端層。
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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。
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(kù)服務(wù)器。
4)數(shù)據(jù)中心層: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)部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。
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(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。
小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能,同時(shí)為運(yùn)維提供運(yùn)維APP,充電用戶提供充電小程序。
3.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況,對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示,同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁,查看設(shè)備使用率,合理分源。
3.4.2.實(shí)時(shí)監(jiān)控
實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況,主要包括充電樁運(yùn)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。
3.4.3交易管理
平臺(tái)管理可管理充電用戶賬戶,對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息。
設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息,平臺(tái)管理可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理,同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送,運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問題。
3.4.5統(tǒng)計(jì)分析
通過系統(tǒng)平臺(tái),從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、充電時(shí)間、充電方式等不同角度,查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。
3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶,運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施,維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng),同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。31e1269de39889ce8e4ef7d3a9c1e2c
3.4.7運(yùn)維APP
面向運(yùn)維人員使用,可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置,同時(shí)可接收故障推送。
4結(jié)束語(yǔ)
EV的充電周期與人們的生活習(xí)慣密切相關(guān)。隨著全國(guó)EV保有量逐年增多,EV大量無序充電的 充電模式將對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響,因此有必要對(duì)居民區(qū)的EV充電進(jìn)行合理規(guī)劃,提出合理的家用EV充電策略,確保電網(wǎng)充電區(qū)域的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
從EV充電的選擇策略著手進(jìn)行研究,介紹了E有序充電的基礎(chǔ)理論,分析了大規(guī)模 EV充電過程中遇到的問題。介紹了EV充電策略的理論基礎(chǔ),對(duì)EV充電的模式進(jìn)行了分析,然后針對(duì)居民小區(qū)充電充電模式提出了一種基于延遲充電的EV有序充電策略,并對(duì)充電策略的總體框架進(jìn)行了分析。
以實(shí)際居民小區(qū)EV充電為例進(jìn)行分析,明了本文提出的EV有序充電策略的方法能 夠?qū)崿F(xiàn)EV有序充電,并有效降低充電總峰值,達(dá)到削峰填谷、錯(cuò)峰充電的目的,表明提出的有序充電策略方法設(shè)計(jì)的有效性。
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詞條
詞條說明
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