摘 要：針對電動汽車在居民小區(qū)無序充電對電網系統(tǒng)產生嚴重隱患及充電間時過長問題，提出一種采用延遲充 電的電動汽車有序充電控制策略，并在分析國內外電動汽車有序充電的研究現(xiàn)狀后，設計了居民小區(qū)電動汽車有序充電策略的總體框架。該策略采用延遲充電對電動汽車進行有序充電控制，通過計算電動汽車的充電優(yōu)先級來 確定用戶開始充電的時間以保證離開時電動汽車的荷電狀態(tài)，很大程度達到用戶期望荷電狀態(tài)。通過算例仿真分析，證明提出的延遲充電策略可在滿足用戶對電動汽車充電量期望的同時達到削峰填谷的作用。

關鍵詞：電動汽車；有序充電；延遲充電；削峰填谷；儲能

1 引言

隨著世界經濟的快速發(fā)展和人類對能源需求的不斷增長，能源被大量消耗，產生大量的環(huán)境污染。機動車輛已經成為生產生活中的一部分，使用燃油車無疑會增加CO₂的排放。雖然新能源發(fā)電被越來越多地引入電網，如光伏發(fā)電，風力發(fā)電等，但由于二者的功率輸出是隨機波動的，會對電力系統(tǒng)造成影響，產生電能質量問題。因此，減少燃油車的使用，從燃油動力汽車轉向電動汽車是解決汽車造成的環(huán)境污染的有效手段。當前電網系統(tǒng)的有基金項目：北京市教委科研計劃項目序充電對智能電網的發(fā)展起著越來越大的作用。

居民小區(qū)具有用車規(guī)律性強、可控性強、方便調研等優(yōu)勢，因此將居民小區(qū)作為研究對象，針對EV在居民小區(qū)充電過程中隨機停放且無序充電對電網系統(tǒng)產生的嚴重隱患及充電間時過長的問題，提出一種采用延遲充電的EV有序充電控制策略。

1.1EV有序充電策略

1.1.1EV有序充電控制架構

EV充電將成為居民區(qū)電力需求的重要組成部分，需要從配電網規(guī)劃原則和負荷分布的影響等方面展開研究。結合概率收費模型和電力消費數(shù)據(jù)，在標準中定義的不同充電功率下，隨機模擬不受控制、限制和價格優(yōu)化的EV充電產生的影響。將大量EV推遲至用電谷時段進行充電以減小EV充電對小區(qū)變壓器的沖擊，并且考慮到分時電價可減少用戶充電費用，提高經濟性，保證EV與電網的協(xié)調互動發(fā)展。EV有序充電控制架構如圖1所示。

圖1 EV有序充電控制框架

假設該小區(qū)的峰谷時段為21：00 至次日 08：00。在不考慮功率限制、僅滿足優(yōu)先級但不具體根據(jù)優(yōu)先級進行有序充電的情況下，對上述控制邏輯進行簡單的模擬，結果如圖 3 所示，并與即充即走的無序充電模式進行對比 。圖3中藍色為 EV充電時間，紅色為 EV 可以進行充電的時間 。 由圖3可見：C，G， H，I，J，K，L號 EV 均可在峰谷時進行充電 。但由于沒有有序充電策略的幫助，導致原本可以延遲充電的EV在到達小區(qū)時就立即開始充電，導致用電高峰時有大量EV接入電網進行充電，給小區(qū)的變壓器帶來很大的負擔，甚至會產生安全隱患。

2 安科瑞充電樁收費運營云平臺

2.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術對接入系統(tǒng)的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務、支付管理，交易結算，資源管理、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(lián)網，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

2.2應用場合

適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學校、園區(qū)等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場、地下停車場、高速服務區(qū)、公寓寫字樓等場合。

2.3系統(tǒng)結構

現(xiàn)場設備層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，完成對現(xiàn)場所有智能設備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

2.4平臺功能描述

2.4.1充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

2.4.2首頁總覽

總覽當日、當月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。

2.4.3交易結算

充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。

2.4.4故障管理

故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

2.4.5統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

2.4.6運營報告

按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

2.4.7APP、小程序移動端支持

通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。

2.4.8資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。