淺聊多場景有序充電，對公交綠色低碳轉(zhuǎn)型帶來的影響

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，公交領(lǐng)域的綠色低碳轉(zhuǎn)型成為重要發(fā)展方向。多場景有序充電作為一種創(chuàng)新的充電管理模式，對于公交綠色低碳轉(zhuǎn)型具有多方面的重要影響。本文深入探討了多場景有序充電的內(nèi)涵及特點，分析了其在公交領(lǐng)域應(yīng)用時對能源利用效率提升、電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)、電池壽命延長以及公交運營成本降低等方面帶來的積極影響，同時也指出了實施過程中可能面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略，旨在為推動公交綠色低碳轉(zhuǎn)型提供有益的參考。

1. 靈活性：能夠適應(yīng)不同場景下電動公交車的充電需求，無論是夜間集中充電還是日間運營間隙充電，都可進(jìn)行針對性的充電計劃制定。

2. 智能化：依靠先進(jìn)的通信技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)、車輛電池狀態(tài)等信息，自動調(diào)整充電策略，確保充電過程的高效與安全。

3. 協(xié)調(diào)性：注重與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動，通過合理安排充電時間和功率，避免大量電動公交車同時充電對電網(wǎng)造成的沖擊，實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的平滑調(diào)節(jié)。

1. 優(yōu)化充電時間：通過分析公交運營時間表和電網(wǎng)低谷時段，將電動公交車的充電安排在電網(wǎng)負(fù)荷較低的時間段，如夜間谷電時段。此時電價相對較低，且電網(wǎng)供電充足，可充分利用低價電能為車輛充電，減少能源成本的同時提高了能源的整體利用效率。

2. 精準(zhǔn)控制充電功率：根據(jù)電池的剩余電量、充電狀態(tài)以及車輛下次運營時間等因素，智能調(diào)整充電功率。避免了過度充電和快速充電對電池造成的能量損失，確保電能能夠最大限度地轉(zhuǎn)化為車輛行駛的有效動力，進(jìn)一步提升能源利用效率。

1. 削峰填谷：在公交運營高峰時段，大量電動公交車集中在停車場或樞紐等待充電，如果無序充電，可能會導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷峰值過高。而多場景有序充電可以將部分充電任務(wù)分散到電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段，起到削峰填谷的作用，減輕電網(wǎng)在高峰時段的供電壓力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 響應(yīng)電網(wǎng)需求：在電網(wǎng)出現(xiàn)緊急情況，如電力供應(yīng)緊張時，有序充電系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)控指令，及時調(diào)整電動公交車的充電策略，如暫停充電或降低充電功率，實現(xiàn)電動公交車與電網(wǎng)的靈活互動，保障電網(wǎng)的安全運行。

1. 避免過充過放：多場景有序充電能夠?qū)崟r監(jiān)測電池狀態(tài)，嚴(yán)格控制充電和放電的限度。避免電池長時間處于過充或過放狀態(tài)，這兩種情況都會對電池的性能和壽命造成嚴(yán)重?fù)p害。通過合理的充電管理，可有效延長電池的使用壽命，降低電池更換成本。

2. 控制充電速率：根據(jù)電池的類型和健康狀況，有序充電系統(tǒng)可以選擇合適的充電速率。對于新電池，可以采用相對較快的充電速率以提高充電效率；而對于老化電池，則適當(dāng)降低充電速率，減少電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)壓力，從而延長電池的使用壽命。

1. 節(jié)約能源成本：如前文所述，利用電網(wǎng)低谷時段充電可享受較低的電價，大幅降低了電動公交車的充電費用。以一個擁有大量電動公交車的城市為例，通過有序充電每年可節(jié)約可觀的能源成本。

2. 減少電池更換成本：延長電池壽命意味著減少了電池更換的頻率，電池作為電動公交車的重要部件，其更換成本較高。多場景有序充電通過科學(xué)的充電管理有效保護(hù)電池，從而降低了公交運營企業(yè)在電池更換方面的支出。

1. 技術(shù)兼容性：不同品牌和型號的電動公交車以及充電站設(shè)備可能存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況，這會影響多場景有序充電系統(tǒng)的兼容性和通用性，導(dǎo)致充電管理出現(xiàn)困難。

2. 數(shù)據(jù)安全與隱私：有序充電過程涉及大量車輛和電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如電池狀態(tài)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的安全和隱私保護(hù)至關(guān)重要，一旦泄露可能會帶來嚴(yán)重后果。

3. 運營管理協(xié)調(diào)：需要協(xié)調(diào)公交運營企業(yè)、充電站運營商、電網(wǎng)企業(yè)等多個主體之間的關(guān)系，確保各方在充電時間、充電功率等方面達(dá)成共識，實現(xiàn)有序充電的有效實施。

1. 制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：相關(guān)部門應(yīng)加快制定電動公交車及充電站設(shè)備的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)不同品牌和型號產(chǎn)品之間的兼容性，為多場景有序充電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2. 加強數(shù)據(jù)管理：建立完善的數(shù)據(jù)安全防護(hù)體系，采用加密技術(shù)、訪問控制等手段保護(hù)數(shù)據(jù)的安全和隱私。同時，規(guī)范數(shù)據(jù)的采集、傳輸和使用流程，確保數(shù)據(jù)的合法合規(guī)。

3. 建立協(xié)同機制：由政府牽頭，組織公交運營企業(yè)、充電站運營商、電網(wǎng)企業(yè)等相關(guān)主體建立定期溝通和協(xié)同工作機制，明確各方的責(zé)任和義務(wù)，共同制定充電計劃和策略，解決運營管理協(xié)調(diào)過程中出現(xiàn)的問題。

五、安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時對充電機過溫保護(hù)、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

（二）應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為四層：

（1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

（2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計量和保護(hù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

（4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

（5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)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(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)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(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

3.交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

4.故障管理

設(shè)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(jìn)行派發(fā)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(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

6.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)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(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

7.運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

8.充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)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。

（五）系統(tǒng)硬件配置

參考文獻(xiàn)：

[1]王中航.多場景有序充電，助力公交綠色低碳轉(zhuǎn)型

[2] 曾雅文．電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版

作者介紹：

張繼冬，任職安科瑞電氣股份有限公司。