浅谈智能配电网背景下的电动汽车有序充电策略研究

摘要：随着电动汽车的大规模普及，其接入智能配电网对配电网产生了多方面的影响。本文深入探讨智能配电网的概念及其背景下电动汽车有序充电策略的重要性。通过对某地区实际案例的剖析，阐述智能配电网在电动汽车有序充电方面的意义与优势，并介绍安科瑞充电桩收费运营云平台如何助力有序充电的开展，旨在为智能配电网与电动汽车协同发展提供理论依据与实践参考。

关键词：智能配电网；电动汽车；有序充电策略；安科瑞充电桩收费运营云平台

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（销售专员）联系方式：18702106706

1.引言

随着全球能源转型和环境保护意识的增强，电动汽车作为新能源汽车的代表，其市场渗透率正在迅速提升。然而，大规模电动汽车的接入给传统配电网带来了诸如负荷波动增大、电能质量下降等诸多挑战。在智能配电网背景下，研究电动汽车有序充电策略成为解决这些问题的关键，它不仅有助于提高配电网的运行效率和可靠性，还能促进电动汽车的广泛应用，推动能源转型。

2.智能配电网概述

2.1智能配电网的概念

智能配电网是在传统配电网基础上，融合先进的通信技术、信息技术、控制技术等，实现对配电网的全面感知、实时监测、优化控制和智能决策的现代化配电网络。它具有自愈性、兼容性、高效性等显著特点，能够更好地适应分布式电源和电动汽车等新型电力负荷的接入。

2.2智能配电网的关键技术

（一）先进的传感与测量技术，用于实时采集配电网的电气量、状态量等信息。

（二）高速可靠的通信技术，保障数据在配电网各环节的准确传输。

（三）智能的控制与优化算法，对配电网的运行进行灵活调控。

2.3智能配电网的典型模式

目前，智能配电网的典型模式有：泛能网、主动配电网等。

泛能网：在泛能理念的指导下，利用智能数字技术，将能源网络、物质网及互联网耦合形成的“能源互联网”。将风能、太阳能、电能等多种能源，根据客户需求进行合理匹配和调度。泛能网打破传统能源与可再生能源简单的并列模式，转变为相互支撑模式，形成高度有序的能源利用方案，实现能效利用的最大化。

主动配电网：传统配网模式下，用户负荷是刚性不可控的，电网只能被动的作出调整。主动配电网通过用户的需求侧响应及反馈，通过灵活的网络拓扑结构调控潮流，主动控制和充分利用用户侧的分布式能源及储能设备，实现大规模分布式能源的消纳，适应随机性和间歇性较强的用户负荷接入。主动配电网可以通过多种市场化激励机制实现电力系统安全、稳定、经济有效运行，提高能源利用效率。

3.电动汽车接入对智能配电网的影响

3.1负荷特性改变

电动汽车充电负荷具有随机性和波动性，大量电动汽车无序充电可能导致配电网峰谷差进一步扩大，加重配电网的负担，影响配电网的稳定性和供电质量。

3.2电能质量问题

电动汽车充电过程中可能产生谐波电流，注入配电网后会引起电压畸变、三相不平衡等电能质量问题，干扰其他电力设备的正常运行。

3.3对配电网规划的影响

传统配电网规划未充分考虑电动汽车充电需求，大规模电动汽车接入后，可能导致配电网的容量不足、线路过载等情况，需要重新评估和优化配电网规划。

4.智能配电网背景下电动汽车有序充电策略

4.1基于价格信号的有序充电策略

通过制定分时电价等价格机制，引导电动汽车用户在低谷电价时段充电，从而实现削峰填谷。例如，在夜间电价较低时，鼓励用户集中充电，降低配电网的高峰负荷，提高配电网的负荷率。

4.2基于负荷预测的有序充电策略

利用智能配电网的大数据分析和负荷预测技术，预测配电网的负荷变化趋势以及电动汽车的充电需求。根据预测结果，合理安排电动汽车的充电时间和充电功率，避免充电负荷与其他负荷叠加导致的过载情况。

4.3智能充电设施的优化布局

结合智能配电网的拓扑结构和电动汽车的分布密度，优化充电桩等充电设施的布局。在负荷中心、停车场等电动汽车集中区域合理配置充电设施，减少充电电流的长距离传输，降低线路损耗，提高充电效率。

5.案例分析

以某地区为例，该地区智能配电网已经实现了对电动汽车充电站的实时监控和智能调度。通过引入电动汽车有序充电策略，该地区成功实现了电动汽车充电需求与电网负荷的协调平衡。在电网负荷高峰期，智能配电网自动减少电动汽车的充电功率或延迟充电时间，避免了对电网的冲击。同时，在电网负荷低谷期，智能配电网则鼓励电动汽车进行充电，提高了电网的负荷率和设备利用率。

此外，该地区还引入了安科瑞充电桩收费运营云平台，该平台具备充电桩状态监控、充电费用结算、充电数据分析等功能。通过与智能配电网的协同工作，该平台可以实现对电动汽车充电过程的全面监控和优化调度，进一步提高了电动汽车有序充电的效率和准确性。

6.安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

6.1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。

6.2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。

6.3系统结构

系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

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，数据服务器部署实时数据库、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，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

6.4安科瑞充电桩云平台系统功能

6.4.1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、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

6.4.2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。

6.4.3交易管理

平台管理人员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。

6.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员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。

6.4.5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。

6.4.6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。

6.4.7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

6.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

6.5系统硬件配置

类型	型号	图片	功能
安科瑞充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9000		安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召，为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW交流充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求，提供电动汽车充电软件解决方案，可以随时随地享受便捷安全的充电服务，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗，充电方式多样化，为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额作为市民购电终端，同时为提高公共充电桩的效率和实用性。
互联网版智能交流桩	AEV-AC007D		额定功率7kW，单相三线制，防护等级IP65，具备防雷 保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。 通讯方：4G/wifi/蓝牙支持刷卡，扫码、免费充电可选配显示屏
互联网版智能直流桩	AEV-DC030D		额定功率30kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远 程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC060S		额定功率60kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC120S		额定功率120kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
10路电瓶车智能充电桩	ACX10A系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电
2路智能插座	ACX2A系列		2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电 ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电 ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电
20路电瓶车智能充电桩	ACX20A系列		20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX20A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX20A-YN：防护等级IP21，支持刷卡，免费充电
落地式电瓶车智能充电桩	ACX10B系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10B-YHW：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电,不带广告屏 ACX10B-YHW-LL：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告
绝缘监测仪	AIM-D100-ES		AIM-D100-ES系列直流绝缘监测仪可以应用在15~1500V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
绝缘监测仪	AIM-D100-T		AIM-D100-T系列直流绝缘监测仪可以应用在10~1000V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
智能边缘计算网关	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。
	扩展模块ANet-485		M485模块：4路光耦隔离RS485
	扩展模块ANet-M4G		M4G模块：支持4G全网通
导轨式单相电表	ADL200		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A； 电能精度：1级 支持Modbus和645协议 证书：MID/CE认证
导轨式电能计量表	ADL400		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 证书：MID/CE认证
无线计量仪表	ADW300		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目） 证书：CPA/CE认证
导轨式直流电表	DJSF1352-RN		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电 证书：MID/CE认证
面板直流电表	PZ72L-DE		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级 证书：CE认证
电气防火限流式保护器	ASCP200-63D		导轨式安装，可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。
开口式电流互感器	AKH-0.66/K		AKH-0.66K系列开口式电流互感器安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
霍尔传感器	AHKC		霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强。
智能剩余电流继电器	ASJ		该系列继电器可与低压断路器或低压接触器等组成组合式的剩余电流动作保护器，主要适用于交流50Hz，额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电线路，防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故，也可用于对人身触电危险提供间接接触保护。

7.结论与展望

智能配电网背景下的电动汽车有序充电策略研究对于实现配电网与电动汽车的和谐发展具有极为重要的意义。通过深入理解智能配电网的概念和关键技术，分析电动汽车接入的影响，制定并实施有效的有序充电策略，并借助安科瑞充电桩收费运营云平台等技术手段，可以有效解决电动汽车大规模接入带来的问题，提高配电网的运行效率、可靠性和电能质量，促进电动汽车产业的可持续发展，为构建清洁、有效、智能的电力能源系统奠定坚实基础。未来，随着技术的不断进步和应用经验的积累，电动汽车有序充电策略将不断完善，在能源转型和绿色发展中发挥更为重要的作用。

审核编辑 黄宇