淺談?dòng)行虺潆姕y(cè)量在充電站運(yùn)維中的應(yīng)用

安科瑞劉鴻鵬?

摘要

隨著新能源汽車的普及，充電站的負(fù)荷管理成為影響電網(wǎng)穩(wěn)定性和充電效率的關(guān)鍵問題?；?a target="_blank">AcrelCloud9000充電樁方案，本研究探討了有序充電策略的必要性、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景。系統(tǒng)采用云端管理和智能調(diào)度策略，結(jié)合變壓器負(fù)荷監(jiān)測(cè)、充電樁遠(yuǎn)程控制及分時(shí)電價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)充電功率動(dòng)態(tài)調(diào)整，優(yōu)化電力資源配置，提高充電站的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：有序充電、智能調(diào)度、變壓器負(fù)荷監(jiān)測(cè)、云平臺(tái)管理

1.引言

近年來(lái)，新能源汽車的增長(zhǎng)對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。然而，無(wú)序充電可能導(dǎo)致局部電網(wǎng)過(guò)載、變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，甚至引發(fā)電力故障。因此，有序充電策略應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)智能調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)充電資源的合理分配，減少電網(wǎng)壓力，提升用戶體驗(yàn)。

本研究基于AcrelCloud9000充電樁云平臺(tái)，分析有序充電策略的技術(shù)實(shí)現(xiàn)及實(shí)際應(yīng)用，探索優(yōu)化充電站運(yùn)行管理的新思路。

2.無(wú)序充電的危害

充電站內(nèi)無(wú)序充電是指電動(dòng)汽車在沒有統(tǒng)一調(diào)度和優(yōu)化管理的情況下自由接入電網(wǎng)進(jìn)行充電，這種方式可能會(huì)帶來(lái)一系列問題，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)載，影響供電穩(wěn)定性

充電負(fù)荷具有明顯的高峰特性，特別是在上下班時(shí)間、大型商業(yè)中心等區(qū)域，大量電動(dòng)汽車同時(shí)充電會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷急劇上升。

如果充電負(fù)荷超過(guò)變壓器或配電設(shè)備的承載能力，可能會(huì)引發(fā)跳閘、設(shè)備損壞，甚至影響周邊居民和企業(yè)的正常用電。

2.變壓器超載，加速設(shè)備老化

變壓器長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度升高，加速絕緣材料老化，縮短設(shè)備壽命，增加維護(hù)成本。

在極端情況下，變壓器可能因過(guò)熱而發(fā)生故障甚至損壞，造成充電站長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。

2.3 供電質(zhì)量下降，影響其他用戶用電

大功率無(wú)序充電可能引起局部電壓波動(dòng)或電壓驟降，影響周邊用戶的正常用電，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞。

由于電動(dòng)汽車充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，無(wú)序充電可能加劇電網(wǎng)諧波污染，影響敏感電子設(shè)備的正常運(yùn)行，如醫(yī)院儀器、通信設(shè)備等。

2.4 運(yùn)營(yíng)效率低下，充電成本增加

由于沒有統(tǒng)一調(diào)度，部分用戶可能會(huì)遇到充電樁被占用的情況，導(dǎo)致排隊(duì)等待時(shí)間延長(zhǎng)，降低充電站的運(yùn)營(yíng)效率。

高峰期大量無(wú)序充電可能導(dǎo)致電價(jià)上升，而無(wú)智能調(diào)度的充電站無(wú)法引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰充電，最終增加用戶充電成本，也增加了充電站的電費(fèi)支出。

2.5 影響新能源消納，降低清潔能源利用率

在新能源充足的時(shí)段（如中午光伏發(fā)電高峰），如果電動(dòng)汽車沒有合理調(diào)度利用這些清潔能源，而是在晚上用煤電充電，會(huì)降低新能源利用率，影響碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

無(wú)序充電可能導(dǎo)致局部地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)高峰負(fù)荷，迫使電網(wǎng)增加備用火電機(jī)組運(yùn)行，進(jìn)一步加大碳排放。

2.6 充電樁利用率低，投資回報(bào)周期長(zhǎng)

在無(wú)序充電模式下，部分充電樁可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間被個(gè)別用戶占用（如車主將車停放但不及時(shí)移走），導(dǎo)致其他用戶無(wú)法使用，影響整體利用率。

運(yùn)營(yíng)商難以根據(jù)負(fù)荷情況優(yōu)化充電樁布局，導(dǎo)致部分樁空置，部分樁過(guò)載，影響投資回報(bào)。

2.7 可能引發(fā)安全事故

電纜過(guò)載發(fā)熱：如果多個(gè)充電樁同時(shí)高功率運(yùn)行，可能導(dǎo)致電纜溫度升高，甚至引發(fā)火災(zāi)。

充電設(shè)備損壞：高峰負(fù)荷過(guò)大可能導(dǎo)致充電樁過(guò)熱、元器件老化、損壞，甚至出現(xiàn)安全事故。

電池安全風(fēng)險(xiǎn)：無(wú)序充電可能導(dǎo)致部分車輛電池長(zhǎng)時(shí)間處于高溫或高壓狀態(tài)，增加電池衰減速度和起火風(fēng)險(xiǎn)。

無(wú)序充電不僅影響電網(wǎng)安全，還會(huì)增加充電成本、降低設(shè)備壽命、引發(fā)安全隱患。因此，實(shí)施有序充電策略，通過(guò)智能調(diào)度、分時(shí)電價(jià)、負(fù)荷監(jiān)測(cè)等手段優(yōu)化充電管理，是解決這些問題的關(guān)鍵。

3.有序充電策略控制系統(tǒng)

電動(dòng)汽車現(xiàn)已成為最廣泛使用的綠色能源交通工具，使用電能可轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，節(jié)能環(huán)保。

AcrelCloud-9000充電樁收費(fèi)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過(guò)程。

172.，。，有任何問題6972

。，都可以隨時(shí)問的5322

充電樁可選配WIFI/4G/以太網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。

3.1 技術(shù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集層：

充電樁采集電壓、電流、充電狀態(tài)、故障信息等數(shù)據(jù)；

通過(guò)智能電表監(jiān)測(cè)能耗，提供詳細(xì)的充電功率曲線。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：

采用4G/5G、LoRa、以太網(wǎng)等通信方式，保障數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。

管理平臺(tái)層：

運(yùn)行在云端或本地服務(wù)器，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、智能調(diào)度。

用戶交互層：

提供PC端、移動(dòng)端應(yīng)用，支持用戶預(yù)約、掃碼充電、在線支付。

3.2 有序控制策略

AcrelCloud9000系統(tǒng)通過(guò)以下策略實(shí)現(xiàn)有序充電：

變壓器負(fù)荷監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)限功率控制

當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)50%時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降低新增充電樁的功率至50%。

當(dāng)負(fù)荷超過(guò)80%時(shí)，禁止新的充電樁啟動(dòng)，直到負(fù)荷下降到安全范圍。

結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，預(yù)測(cè)高峰時(shí)段，提前進(jìn)行負(fù)荷預(yù)警和優(yōu)化調(diào)度。

充電調(diào)度算法

峰谷分時(shí)充電：鼓勵(lì)用戶在電費(fèi)低谷時(shí)段充電，提高低谷時(shí)段電力利用率。

優(yōu)先級(jí)調(diào)度：根據(jù)用戶的充電需求（如電量緊急程度、預(yù)約情況），合理分配充電樁資源。

智能排隊(duì)機(jī)制：在充電站負(fù)載高時(shí)，用戶可選擇排隊(duì)充電，并收到預(yù)計(jì)充電時(shí)間提醒。

遠(yuǎn)程控制與智能管理

運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)云平臺(tái)遠(yuǎn)程控制充電樁，進(jìn)行功率調(diào)整、啟動(dòng)/停止充電等操作。

充電樁支持WIFI/4G/以太網(wǎng)接入，實(shí)現(xiàn)與云平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互，確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

告警通知系統(tǒng)：當(dāng)充電設(shè)備出現(xiàn)故障（如過(guò)溫、過(guò)壓、欠壓等），系統(tǒng)將向用戶發(fā)送信息或App推送消息，提高安全性。

4.有序充電的應(yīng)用場(chǎng)景

4.1城市公共充電站

通過(guò)有序充電策略，在高峰時(shí)段限制部分充電功率，確保整體電網(wǎng)負(fù)荷穩(wěn)定。

結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化充電站的布點(diǎn)規(guī)劃，提高資源利用率。

4.2商業(yè)綜合體及辦公園區(qū)

采用預(yù)約充電+分時(shí)電價(jià)模式，引導(dǎo)用戶在非高峰時(shí)段充電，緩解局部電網(wǎng)壓力。

結(jié)合光伏發(fā)電+儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)新能源消納，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.3高速公路服務(wù)區(qū)

通過(guò)智能排隊(duì)管理系統(tǒng)，減少排隊(duì)等待時(shí)間，提高充電效率。

結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控和告警系統(tǒng)，確保充電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減少運(yùn)維成本。

結(jié)論

有序充電是提高充電站運(yùn)營(yíng)效率、保障電網(wǎng)穩(wěn)定的重要策略。AcrelCloud9000充電樁云平臺(tái)通過(guò)變壓器負(fù)荷監(jiān)測(cè)、智能調(diào)度、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了充電站的管理。未來(lái)，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大數(shù)據(jù)分析，有序充電將進(jìn)一步優(yōu)化，為新能源汽車的發(fā)展提供更加智能有效的充電解決方案。

審核編輯 黃宇