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1.引言
隨著全球能源轉型和環境保護意識的增強，電動汽車作為新能源汽車的代表，其市場滲透率正在迅速提升。然而，大規模電動汽車的接入給傳統配電網帶來了諸如負荷波動增大、電能質量下降等諸多挑戰。在智能配電網背景下，研究電動汽車有序充電策略成為解決這些問題的關鍵，它不僅有助于提高配電網的運行效率和可靠性，還能促進電動汽車的廣泛應用，推動能源轉型。
2.智能配電網概述
2.1智能配電網的概念
智能配電網是在傳統配電網基礎上，融合先進的通信技術、信息技術、控制技術等，實現對配電網的全面感知、實時監測、優化控制和智能決策的現代化配電網絡。它具有自愈性、兼容性、高效性等顯著特點，能夠更好地適應分布式電源和電動汽車等新型電力負荷的接入。
2.2智能配電網的關鍵技術
（一）先進的傳感與測量技術，用于實時采集配電網的電氣量、狀態量等信息。
（二）高速可靠的通信技術，保障數據在配電網各環節的準確傳輸。
（三）智能的控制與優化算法，對配電網的運行進行靈活調控。
2.3智能配電網的典型模式
目前，智能配電網的典型模式有：泛能網、主動配電網等。
泛能網：在泛能理念的指導下，利用智能數字技術，將能源網絡、物質網及互聯網耦合形成的“能源互聯網"。將風能、太陽能、電能等多種能源，根據客戶需求進行合理匹配和調度。泛能網打破傳統能源與可再生能源簡單的并列模式，轉變為相互支撐模式，形成高度有序的能源利用方案，實現能效利用的最*化。
主動配電網：傳統配網模式下，用戶負荷是剛性不可控的，電網只能被動的作出調整。主動配電網通過用戶的需求側響應及反饋，通過靈活的網絡拓撲結構調控潮流，主動控制和充分利用用戶側的分布式能源及儲能設備，實現大規模分布式能源的消納，適應隨機性和間歇性較強的用戶負荷接入。主動配電網可以通過多種市場化激勵機制實現電力系統安全、穩定、經濟有效運行，提高能源利用效率。
3.電動汽車接入對智能配電網的影響
3.1負荷特性改變
電動汽車充電負荷具有隨機性和波動性，大量電動汽車無序充電可能導致配電網峰谷差進一步擴大，加重配電網的負擔，影響配電網的穩定性和供電質量。
3.2電能質量問題
電動汽車充電過程中可能產生諧波電流，注入配電網后會引起電壓畸變、三相不平衡等電能質量問題，干擾其他電力設備的正常運行。
3.3對配電網規劃的影響
傳統配電網規劃未充分考慮電動汽車充電需求，大規模電動汽車接入后，可能導致配電網的容量不足、線路過載等情況，需要重新評估和優化配電網規劃。
4.智能配電網背景下電動汽車有序充電策略
4.1基于價格信號的有序充電策略
通過制定分時電價等價格機制，引導電動汽車用戶在低谷電價時段充電，從而實現削峰填谷。例如，在夜間電價較低時，鼓勵用戶集中充電，降低配電網的高峰負荷，提高配電網的負荷率。
4.2基于負荷預測的有序充電策略
利用智能配電網的大數據分析和負荷預測技術，預測配電網的負荷變化趨勢以及電動汽車的充電需求。根據預測結果，合理安排電動汽車的充電時間和充電功率，避免充電負荷與其他負荷疊加導致的過載情況。
4.3智能充電設施的優化布局
結合智能配電網的拓撲結構和電動汽車的分布密度，優化充電樁等充電設施的布局。在負荷中心、停車場等電動汽車集中區域合理配置充電設施，減少充電電流的長距離傳輸，降低線路損耗，提高充電效率。
5.案例分析
以某地區為例，該地區智能配電網已經實現了對電動汽車充電站的實時監控和智能調度。通過引入電動汽車有序充電策略，該地區成功實現了電動汽車充電需求與電網負荷的協調平衡。在電網負荷高峰期，智能配電網自動減少電動汽車的充電功率或延遲充電時間，避免了對電網的沖擊。同時，在電網負荷低谷期，智能配電網則鼓勵電動汽車進行充電，提高了電網的負荷率和設備利用率。
此外，該地區還引入了安科瑞充電樁收費運營云平臺，該平臺具備充電樁狀態監控、充電費用結算、充電數據分析等功能。通過與智能配電網的協同工作，該平臺可以實現對電動汽車充電過程的全面監控和優化調度，進一步提高了電動汽車有序充電的效率和準確性。
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通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，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警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
6.2應用場所
適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。
6.3系統結構
系統分為四層：
1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。
2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。
3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。
4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。
5）應客戶端層：系統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。
小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。
6.4.2實時監控
實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。
6.4.4故障管理
設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。
6.4.5統計分析
通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。
6.4.6基礎數據管理
在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。
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，進行遠程參數設置，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系統硬件配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應節能環保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、安全的充電服務。實現對動力電池快速、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。 |
互聯網版智能交流樁 | AEV-AC007D |
| 額定功率7kW，單相三線制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯網版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
10路電瓶車智能充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
2路智能插座 | ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
20路電瓶車智能充電樁 | ACX20A系列 |
| 20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電 |
落地式電瓶車智能充電樁 | ACX10B系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 |
絕緣監測儀 | AIM-D100-ES |
| AIM-D100-ES系列直流絕緣監測儀可以應用在15~1500V的直流系統中，用于在線監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時，發出預警或報警信號。 |
絕緣監測儀 | AIM-D100-T |
| AIM-D100-T系列直流絕緣監測儀可以應用在10~1000V的直流系統中，用于在線監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時，發出預警或報警信號。 |
智能邊緣計算網關 | ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網通 | ||
導軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協議 證書：MID/CE認證 |
導軌式電能計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID/CE認證 |
無線計量儀表 | ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目） 證書：CPA/CE認證 |
導軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證 |
面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D |
| 導軌式安裝，可實現短路限流滅弧保護、過載限流保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。 |
開口式電流互感器 | AKH-0.66/K |
| AKH-0.66K系列開口式電流互感器安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。 |
霍爾傳感器 | AHKC |
| 霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復雜信號的隔離轉換，通過霍爾效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受，響應時間快，電流測量范圍寬精度高，過載能力強，線性好，抗干擾能力強。 |
智能剩余電流繼電器 | ASJ |
| 該系列繼電器可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式的剩余電流動作保護器，主要適用于交流50Hz，額定電壓為400V及以下的TT或TN系統配電線路，防止接地故障電流引起的設備和電氣火災事故，也可用于對人身觸電危險提供間接接觸保護。 |
7.結論與展望
智能配電網背景下的電動汽車有序充電策略研究對于實現配電網與電動汽車的和諧發展具有極為重要的意義。通過深入理解智能配電網的概念和關鍵技術，分析電動汽車接入的影響，制定并實施有效的有序充電策略，并借助安科瑞充電樁收費運營云平臺等技術手段，可以有效解決電動汽車大規模接入帶來的問題，提高配電網的運行效率、可靠性和電能質量，促進電動汽車產業的可持續發展，為構建清潔、有效、智能的電力能源系統奠定堅實基礎。未來，隨著技術的不斷進步和應用經驗的積累，電動汽車有序充電策略將不斷完善，在能源轉型和綠色發展中發揮更為重要的作用。
參考文獻：
[1]劉俊,方豪,丁鵬云,李健,彭俊春,王秋銀,黃孟陽.智能配電網背景下的電動汽車有序充電策略研究
[2]高森.電動汽車充電對電網負荷的影響及最*充電策略研究
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版
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