摘 要：在當今全球范圍內(nèi)，電動汽車的普及和清潔能源的發(fā)展成為應對氣候變化和能源安全挑戰(zhàn)的重要舉措。隨著電動汽車的銷量不斷增長，電力新能源充電樁作為其主要充電設(shè)施，扮演著至關(guān)重要的角色，全球充電樁數(shù)量的增加和電動汽車的普及，使得充電樁的管理與運營面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。本文深入探討電力新能源充電樁的智能化管理技術(shù)和與電網(wǎng)的有效互聯(lián)策略，以提高充電樁的利用效率、降低能源成本，促進清潔能源的大規(guī)模應用，同時為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供有力支持。
關(guān)鍵詞：電力新能源；智能化管理；電網(wǎng)互聯(lián)；優(yōu)化

引言：傳統(tǒng)充電樁通常采用人工巡檢和簡單的遠程監(jiān)控方式，這種方式管理效率低下，且難以適應充電需求的動態(tài)變化，容易導致充電樁資源的浪費和運行成本的增加[1]。近年來，電網(wǎng)的發(fā)展和變化也給充電樁的運營帶來了一系列挑戰(zhàn)，如電網(wǎng)負荷的不均衡、電能浪費、峰谷差異等問題，需要采取更加智能和高效的管理手段來應對。充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)充電需求與電網(wǎng)負荷的動態(tài)平衡，有效降低電網(wǎng)負荷峰值，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。然而，當前充電樁與電網(wǎng)之間的互聯(lián)程度較低，缺乏有效的信息交互和智能化管理手段，導致充電樁運營效率低下，電網(wǎng)負荷無法得到合理分配和優(yōu)化配置。
1.電力新能源充電樁的智能化管理概述
電力新能源充電樁的智能化管理是提升充電效率的關(guān)鍵，電力新能源充電樁的智能化管理可以提高充電樁的效率、可靠性和智能化水平，以滿足電動汽車快速增長的充電需求，并與電網(wǎng)實現(xiàn)智能互聯(lián)，需要充分集成先進的傳感器、通信技術(shù)和智能算法，智能充電樁能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測、遠程控制、故障診斷和智能調(diào)度等功能。電力新能源充電樁是一種用于為電動車輛充電的設(shè)備，其構(gòu)成主要包括充電樁本體、充電連接器、控制器、智能管理系統(tǒng)以及必要的安全保護裝置，充電樁本體是充電設(shè)備的主體部分，通常由支架、充電插座、顯示屏等組成，提供給電動車輛供電的接口。除此之外，充電連接器是用于連接電動車輛和充電樁的關(guān)鍵組件，具有防水、防塵和防腐蝕的特性，以確保充電連接的穩(wěn)定性和安全性?？刂破魇浅潆姌兜暮诵牟考?，負責控制充電過程中的電流、電壓和充電功率，保障充電過程的穩(wěn)定和安全[2]。

一方面，智能化管理使得充電樁能夠?qū)崟r監(jiān)測充電過程中的各項參數(shù)，包括電量、充電速率、充電時間等，從而確保充電過程的安全和穩(wěn)定，通過遠程控制功能，管理人員可以遠程監(jiān)控和控制充電樁的運行狀態(tài)，實現(xiàn)遠程開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)充電功率等操作，提高了管理的便捷性和靈活性。另一方面，智能化管理還包括故障診斷功能，能夠及時檢測充電樁的故障，并提供相應的維修建議，減少了故障對充電樁運行的影響，在此基礎(chǔ)上智能化管理通過智能調(diào)度算法，實現(xiàn)充電樁之間的動態(tài)平衡和電網(wǎng)負荷的優(yōu)化配置，提高了充電樁的利用率和充電效率，同時降低了電網(wǎng)的負荷峰值，促進了清潔能源的大規(guī)模應用。
2. 電力新能源充電樁的智能化管理的技術(shù)框架
2.1 設(shè)備控制與監(jiān)測
電力新能源充電樁的智能化管理技術(shù)框架中，設(shè)備控制與監(jiān)測涵蓋了充電樁設(shè)備的控制和實時監(jiān)測功能，具體實施的過程中可以整合先進的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理算法，在很大程度上實現(xiàn)了對充電樁設(shè)備的精準控制和全面監(jiān)測。在智能充電樁設(shè)備控制與監(jiān)測的過程中，運用的控制算法能夠?qū)崟r監(jiān)測充電樁的各項參數(shù)，如電流、電壓、溫度等，以及充電過程中的狀態(tài)信息，如充電功率、剩余充電時間等，來保障充電過程的穩(wěn)定性和安全性。基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，算法能夠及時發(fā)現(xiàn)充電樁設(shè)備的異常情況，如電流過大、電壓異常等，從而采取相應的控制措施，如自動降低充電功率或中斷充電過程，以防止設(shè)備損壞或安全事故發(fā)生。其次，算法還能根據(jù)充電樁設(shè)備的工作狀態(tài)和充電需求，自動調(diào)節(jié)充電功率和充電時間，實現(xiàn)對充電過程的智能化控制，提高了充電效率和用戶體驗。此外，算法還結(jié)合了預測分析技術(shù)，通過對歷史數(shù)據(jù)和實時環(huán)境信息的分析，預測未來充電需求和電網(wǎng)負荷情況，以優(yōu)化充電策略和資源配置，進一步提高了充電樁的利用效率和電網(wǎng)的負荷平衡能力。
2.2 用戶管理與支付
電力新能源充電樁的智能化管理技術(shù)框架中，用戶管理與支付是至關(guān)重要的組成部分，它涵蓋了用戶身份識別、充電權(quán)限管理以及支付結(jié)算等功能。這一技術(shù)框架通過整合先進的身份識別技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)和支付系統(tǒng)，實現(xiàn)了對充電樁用戶的精準管理和便捷支付。
2.3 能源管理與優(yōu)化
電力新能源充電樁的智能化管理技術(shù)框架中，能源管理與優(yōu)化是至關(guān)重要的組成部分，它涵蓋了能源的供需平衡、能源的高效利用以及電網(wǎng)負荷的優(yōu)化配置等功能，能源管理與優(yōu)化技術(shù)框架的實施，不僅能夠提高充電樁的能源利用率和運行效率，還能夠優(yōu)化電網(wǎng)的運行和資源配置，為電力新能源充電樁的智能化管理和電網(wǎng)互聯(lián)提供了重要的技術(shù)支持[4]。
一方面，電力新能源建設(shè)的技術(shù)框架通過整合先進的數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能算法和能源調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)了對充電樁能源的智能管理和優(yōu)化利用。具體而言，在能源管理方面，智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)能源的供給情況和充電樁的充電需求，通過智能算法進行能源調(diào)度和分配，實現(xiàn)充電樁之間的能源平衡和電網(wǎng)負荷的優(yōu)化配置。另一方面，在能源優(yōu)化方面，系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)負荷情況和能源價格變化，自動調(diào)整充電策略，實現(xiàn)能源的高效利用和成本最小化。除此之外，系統(tǒng)能夠預測未來的能源需求和供給情況，提前做出相應的調(diào)整，確保了能源的穩(wěn)定供應和充足利用，在電網(wǎng)負荷優(yōu)化方面，智能化管理系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)負荷情況和能源分布情況，調(diào)整充電樁的運行狀態(tài)和充電策略，實現(xiàn)了電網(wǎng)負荷的均衡分配和峰谷削平，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3. 電力新能源電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略
3.1 智能充電調(diào)度
電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略中，智能充電調(diào)度是一項關(guān)鍵性的技術(shù)手段，該方法的實施可以是吸納充電樁之間的能源協(xié)調(diào)與平衡，以及與電網(wǎng)的有效互聯(lián)。具體而言，通過整合先進的數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能算法和實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對充電樁充電需求的動態(tài)調(diào)度與優(yōu)化配置，智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測充電樁的充電狀態(tài)、充電需求以及電網(wǎng)的負荷情況，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對充電樁的充電需求進行預測和分析。除此之外，基于智能算法，系統(tǒng)可以實現(xiàn)對充電樁的智能調(diào)度，根據(jù)充電需求的優(yōu)先級、電網(wǎng)負荷情況以及能源價格等因素，合理分配充電資源，實現(xiàn)了充電樁之間的能源協(xié)調(diào)與平衡，并且智能充電調(diào)度策略還可以根據(jù)電網(wǎng)負荷的峰谷變化，調(diào)整充電策略，實現(xiàn)了電網(wǎng)負荷的優(yōu)化配置與峰谷削平，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3.2 電價感知充電
電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略中，電價感知充電是一項關(guān)鍵性的技術(shù)手段，旨在利用實時電價信息，調(diào)整充電策略，實現(xiàn)充電成本的最小化與電網(wǎng)負荷的平衡，可以通過整合先進的數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能算法和實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對電價信息的實時感知與充電策略的智能調(diào)整[5]。

其一，智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取電網(wǎng)的實時電價信息，并結(jié)合充電樁的充電需求和用戶的偏好，進行電價感知充電策略的制定。其二，基于智能算法，系統(tǒng)可以根據(jù)電價的波動情況和充電樁的充電需求，動態(tài)調(diào)整充電策略，選擇最優(yōu)的充電時段和充電功率，以實現(xiàn)充電成本的最小化。其三，電價感知充電策略還可以根據(jù)電網(wǎng)負荷的變化，調(diào)整充電樁的充電功率，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的平衡和峰谷削平，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3.3 電網(wǎng)支持
電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略中，電網(wǎng)支持是一項至關(guān)重要的技術(shù)手段，具體應用過程中可以通過智能化管理系統(tǒng)與電網(wǎng)的有效互聯(lián)，提供對電力新能源充電樁的智能監(jiān)控、調(diào)度和支持，從而實現(xiàn)電網(wǎng)與充電樁之間的互動與協(xié)同。具體而言，在電力新能源充電樁智能化管理的過程中，基于先進的通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和實時監(jiān)測系統(tǒng)的全面整合，實現(xiàn)了充電樁與電網(wǎng)之間的實時信息交互和智能化管理。除此之外，智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)、負荷情況以及能源供應情況，獲取實時的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，智能化管理系統(tǒng)通過通信技術(shù)與電網(wǎng)實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交互，將電網(wǎng)狀態(tài)信息反饋到充電樁管理系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對充電樁的智能調(diào)度和優(yōu)化配置，對應的電網(wǎng)支持策略還可以根據(jù)電網(wǎng)負荷的變化和能源供給情況，調(diào)整充電樁的充電策略，實現(xiàn)充電樁與電網(wǎng)之間的互動與協(xié)同，且智能化管理系統(tǒng)還可以通過與電網(wǎng)的互聯(lián)，提供實時的電網(wǎng)支持和應急響應，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供重要保障。
3.4 儲能系統(tǒng)協(xié)同管理
電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略中，儲能系統(tǒng)協(xié)同管理是關(guān)鍵性的技術(shù)手段，在利用儲能系統(tǒng)與充電樁之間的協(xié)同作用，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和能源利用效率，該策略通過整合先進的儲能技術(shù)、智能控制算法和實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了充電樁與儲能系統(tǒng)之間的實時數(shù)據(jù)交互和智能化管理[6]。
首先，智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)負荷情況、儲能系統(tǒng)的儲能狀態(tài)以及充電樁的充電需求，獲取實時的能源數(shù)據(jù)。其次，系統(tǒng)通過智能控制算法，實現(xiàn)充電樁與儲能系統(tǒng)之間的協(xié)同管理，根據(jù)電網(wǎng)負荷情況和儲能系統(tǒng)的儲能狀態(tài)，調(diào)整充電策略和能源分配方案，實現(xiàn)能源的靈活調(diào)配和峰谷削平，并且儲能系統(tǒng)協(xié)同管理策略還可以根據(jù)電網(wǎng)的運行情況和能源供給情況，調(diào)整儲能系統(tǒng)的充放電策略，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供重要支持。最后，智能化管理系統(tǒng)還可以利用儲能系統(tǒng)的備用能量，為電網(wǎng)提供應急支持和儲能調(diào)節(jié)服務，提高電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

4.安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

4.1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)，進行充電服務、支付管理，交易結(jié)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(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。

4.2應用場所

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、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

4.3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)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

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)庫服務器。

4）數(shù)據(jù)層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務器部署實時數(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。

作者介紹：

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

Tel:137/7441/3253（V同號）

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3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(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

4.4.4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。

4.4.5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。

4.4.6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。

4.4.7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(huán)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(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

4.4.8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。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5.結(jié)束語
綜上所述，電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略是促進清潔能源應用和電網(wǎng)運行的關(guān)鍵措施。具體的優(yōu)化策略中，智能充電調(diào)度、電價感知充電和儲能系統(tǒng)協(xié)同管理等技術(shù)手段發(fā)揮了重要作用，實現(xiàn)了充電成本的降低、電網(wǎng)負荷的優(yōu)化和能源的有效利用，綜合考慮各項技術(shù)策略的實施方法，電力新能源充電樁的智能化管理與電網(wǎng)互聯(lián)的優(yōu)化策略能夠有效提高充電樁的利用效率，并且最大化降低能源成本，促進清潔能源的大規(guī)模應用，同時為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供了有力支持，具有廣泛的應用前景和重要的實踐意義。

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審核編輯 黃宇