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关键词:电动汽车;有序充电;延迟充电;削峰填谷;储能
0引言
随着世界经济的快速发展和人类对能源需求的不断增长,不可再生能源被大量消耗,产生大量的环境污染。机动车辆已经成为生产生活中的一部分,使用燃油车无疑会增加 CO2的排放。虽然新能源发电被越来越多地引入电网,如光伏发电,风力发电等。但由于二者的功率输出是随机波动的,会对电力系统造成影响,产生电能质量问题。因此,减少燃油车的使用,从燃油动力汽车转向电动汽车(Electric Vehicle,EV)是解决汽车造成的环境污染的有效手段。当前电网系统的有序充电对智能电网的发展起着越来越大的作用。随着EV的大规模使用,有序充电对电网及分布式能源的重要性日益增强,需要解决EV充电问题。目前针对EV充电的研究内容主要涉及充电负荷预测、V2G、EV参与辅助服务、配电网规划、充电站规划等,也有一些学者对EV充电分层分区调度策略进行了研究。居民小区具有用车规律性强、可控性强、方便调研等优势,因此将居民小区作为研究对象,针对EV在居民小区充电过程中随机停放且无序充电对电网系统产生的严重隐患及充电间时过长的问题,提出一种采用延迟充电的EV有序充电控制策略。
1 EV有序充电策略
1.1 EV有序充电控制架构
EV充电将成为居民区电力需求的重要组成部分,需要从配电网规划原则和负荷分布的影响等方面展开研究。结合概率收费模型和电力消费数据,在标准中定义的不同充电功率下,随机模拟不受控制、限制和价格优化的 EV充电产生的影响。将大量EV推迟至用电谷时段进行充电以减小EV充电对小区变压器的冲击,并且考虑到分时电价可减少用户充电费用,提高经济性,保证EV与电网的协调互动发展。EV有序充电控制架构如图1所示。
表1 居民小区EV充电数据
设该小区的峰谷时段为21:00至次日08:00。在不考虑功率限制、仅满足优先级但不具体根据优先级进行有序充电的情况下,对上述控制逻辑进行简单的模拟,结果如图3所示,并与即充即走的无序充电模式进行对比。图3中蓝色为EV充电时间,红色为 EV可以进行充电的时间。由图 3 可见:C,G, H,I,J,K,L 号 EV 均可在峰谷时进行充电。但由于没有有序充电策略的帮助,导致原本可以延迟充电的EV在到达小区时就立即开始充电,导致用电高峰时有大量EV接入电网进行充电,给小区的变压器带来很大的负担,甚至会产生安全隐患。
从表2无序充电充电模式和有序充电模式下负荷数据对比可见: EV数量相同的情况下,有序充电模式的负荷总峰值远小于无序充电充电模式时的总峰值,且无序充电充电模式已经超过负荷的红线(1100kW),而有序充电模式可以保证负荷的稳定性;从负荷的峰谷差可以看出,有序充电模式的峰谷差仅为无序充电充电模式峰谷差的1/2。可见提出的基于EV延迟充电的有序充电策略可以有效控制EV充电安全,并达到削峰填谷、错峰充电的目的,对EV的推广具有一定的积极意义。
3安科瑞充电桩收费运营云平台
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控,实时监控充电桩运行状态,进行充电服务、支付管理,交易结算,资要管理、电能管理,明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压,欠压,绝缘低各类故障进行预警;充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网,用户通过微信、支付宝,云闪付扫码充电。
3.2应用场所
适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。
3.3系统结构
3.3.1系统分为四层:
1)即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。
2)数据采集层:包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数,并进行电能计量和保护。
3)网络传输层:通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。
4)数据中心层:包含应用服务器和数据服务器,应用服务器部署数据采集服务、WEB网站,数据部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。
5)应客户端层:系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。
小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能,同时为运维提供运维APP,充电用户提供充电小程序。
3.4安科瑞充电桩云平台系统功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站点分布情况,对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示,同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录等。统一管理小区充电桩,查看设备使用率,合理分源。
3.4.2.实时监控
实时监视充电设施运行状况,主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流,充电桩告警信息等。
3.4.3交易管理
平台管理可管理充电用户账户,对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作,可查看小区用户每日的充电交易详细信息。
设备自动上报故障信息,平台管理可通过平台查看故障信息并进行派发处理,同时运维人员可通过运维APP收取故障推送,运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。
3.4.5统计分析
通过系统平台,从充电站点、充电设施、充电时间、充电方式等不同角度,查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。
3.4.6基础数据管理
在系统平台建立运营商户,运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施,维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动,同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。31e1269de39889ce8e4ef7d3a9c1e2c
3.4.7运维APP
面向运维人员使用,可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况,进行远程参数设置,同时可接收故障推送。
4结束语
EV的充电周期与人们的生活习惯密切相关。随着全国EV保有量逐年增多,EV大量无序充电的 充电模式将对电网产生较大的影响,因此有必要对居民区的EV充电进行合理规划,提出合理的家用EV充电策略,确保电网充电区域的安全稳定运行。
从EV充电的选择策略着手进行研究,介绍了E有序充电的基础理论,分析了大规模 EV充电过程中遇到的问题。介绍了EV充电策略的理论基础,对EV充电的模式进行了分析,然后针对居民小区充电充电模式提出了一种基于延迟充电的EV有序充电策略,并对充电策略的总体框架进行了分析。
以实际居民小区EV充电为例进行分析,明了本文提出的EV有序充电策略的方法能 够实现EV有序充电,并有效降低充电总峰值,达到削峰填谷、错峰充电的目的,表明提出的有序充电策略方法设计的有效性。
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