摘要：近年來,新能源汽車的銷量快速增長,相應(yīng)的充電樁數(shù)量也急劇增加,這一現(xiàn)象可能會給電網(wǎng)和變壓器造成負擔(dān),與此同時，新型電力系統(tǒng)下以光伏為主的分布式發(fā)電系統(tǒng)占比也在逐漸提高，新能源的不穩(wěn)定性疊加充電需求的不確定性會給電網(wǎng)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。本文主要介紹基于新型電力系統(tǒng)下的有序充電管理系統(tǒng)的解決方案，這種有序充電方案能夠充分利用新能源，降低電網(wǎng)波動,從而幫助充電樁運營管理單位降低建設(shè)和運營成本，還可以提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

1 有序充電管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性

截至2024年6月底，?全國新能源汽車保有量達2472萬輛，根據(jù)中國充電聯(lián)盟數(shù)據(jù)，截止2024年4月，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為961.3萬臺，這些數(shù)據(jù)不僅展示了中國新能源汽車市場的蓬勃生機，也預(yù)示著電動出行時代正在加速到來。與此同時，截至2024年3月底，全國可再生能源裝機達到15.85億千瓦，約占我國總裝機的52.9%。

眾所周知，新能源發(fā)電性能受天氣影響波動比較大，新能源汽車充電需求也具有較大的不確定性，兩個Debuff疊加之下的電力系統(tǒng)就太難了。在這種情況下通過系統(tǒng)來預(yù)測新能源發(fā)電和負荷需求，并通過合理的新能源光、儲調(diào)控和充電需求引導(dǎo)控制，不僅可以促進新能源消納，還可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更能降低用戶充電能本。

圖1 有序充電管理系統(tǒng)示意圖

2 有序充電系統(tǒng)的建設(shè)

有序充電系統(tǒng)由預(yù)測算法、能量管理策略、有序充電策略和充電樁運營管理系統(tǒng)等構(gòu)成。預(yù)測算法包括光伏發(fā)電預(yù)測和負荷預(yù)測，是利用歷史數(shù)據(jù)對未來 24 小時至72小時的光伏發(fā)電和負荷需求進行預(yù)測，主要目的是為能量管理系統(tǒng)和有序充電策略提供未來時間的可用負荷容量和能量管理策略。通過對儲能裝置的充放電調(diào)控和引導(dǎo)充電需求，實現(xiàn)負荷的削峰填谷，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性，降低充電成本，通過以上算法和軟件構(gòu)成的一體化充電服務(wù)體系來提高運營競爭力。

圖2 有序充電管理系統(tǒng)功能模塊

嘉定是上海汽車產(chǎn)業(yè)聚集地，嘉定供電公司與國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司合作開展智慧充放電示范試點項目，應(yīng)用有序充電技術(shù)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電動汽車與電網(wǎng)電力電量平衡，有效地提高電動汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行的有序性、可靠性、經(jīng)濟性，實現(xiàn)電動汽車、儲能、分布式電源等新型用能設(shè)備的數(shù)據(jù)感知、采集和控制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，有序運行。智慧有序充電建設(shè)通過對用戶充電行為、用能行為的靈活引導(dǎo)與主動調(diào)控，降低配變峰值負荷超過30%，將80%充電量優(yōu)化調(diào)整到了配變負荷低谷時段，使配變接納充電樁能力提高4倍，顯著提升配電網(wǎng)資源利用率，實現(xiàn)削峰填谷。

圖3 有序充電管理解決方案

3 安科瑞有序充電系統(tǒng)解決方案

3.1 預(yù)測算法

光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)通過采集數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、實時環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實時輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運行狀態(tài)等信息，結(jié)合相關(guān)算法模型，實現(xiàn)短期功率預(yù)測（預(yù)測光伏電站未來0h-72h的光伏輸出功率，時間分辨率為15min）、超短期功率預(yù)測（預(yù)測未來15min-4h的光伏輸出功率，時間分辨率為15min）功能。負荷預(yù)測根據(jù)歷史負荷數(shù)據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)計劃、天氣等因素預(yù)測下一個周期的負荷需求，協(xié)助安排能源計劃和控制策略。

系統(tǒng)結(jié)合光伏發(fā)電預(yù)測和負荷預(yù)測數(shù)據(jù)計算充電可用容量，結(jié)合充電歷史特點對儲能進行充放電控制，或調(diào)整電動汽車充電功率、價格進行調(diào)控，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時降低充電成本。

3.1 能量管理策略

能量管理策略采用基于博弈論的功率協(xié)調(diào)分配技術(shù)，基于在通用設(shè)計平臺和運行環(huán)境上開發(fā)能量協(xié)調(diào)控制策略，實現(xiàn)配網(wǎng)、分布式可再生能源發(fā)電、儲能裝置、充電設(shè)施之間能量的互動融合和靈活調(diào)配。系統(tǒng)在保障變壓器安全運行前提下進行優(yōu)化調(diào)控，有效消除峰谷差、平滑負荷，短時柔性擴容，提高電力設(shè)備運行效率、補償負荷波動。同時在不允許對電網(wǎng)送電的情況下還可以通過調(diào)節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電、調(diào)節(jié)充電樁等方式，有效防止逆功率。

3.3 有序充電

有序充電策略主要根據(jù)負荷允許容量變化來進行充電許可或充電功率控制，采用先到先充或權(quán)限優(yōu)先等策略，保障電網(wǎng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng)實時監(jiān)測變壓器負荷率，計算變壓器剩余容量，結(jié)合充電需求和儲能系統(tǒng)放電容量對充電進行動態(tài)控制，包括：用戶權(quán)限識別、充電行為統(tǒng)計、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調(diào)整充電價格等方式來引導(dǎo)用戶充電需求，培養(yǎng)用戶充電習(xí)慣，提高電網(wǎng)對充電的友好度和容納能力。

3.4 充電運營管理

安科瑞充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。平臺支持掃碼/刷卡充電、尋樁導(dǎo)航、訂單管理、充電樁監(jiān)控、收益分析等功能。

4 充電樁設(shè)備

安科瑞AEV200-DC240M分體式直流充電柜采用為一柜四樁設(shè)計，單樁最大充電功率240kW，充電電壓150V-1000V，單樁最大電流250A，滿足用戶快速充電需求。

圖4 AEV200-DC240M充電柜以及AEV200-DC250AS直流充電樁

除了分體式充電樁外，公司還提供160kW、120kW、80kW、60kW、30kW直流充電樁以及7kW交流充電樁，滿足各種場合的充電要求。

充電樁產(chǎn)品符合NB/T 11305.2-2023《電動汽車充放電雙向互動 第2 部分:有序充電》要求，有序充電管理系統(tǒng)、有序充電設(shè)備、用戶交互功能、系統(tǒng)響應(yīng)時間等均滿足有序充電的要求。

作者簡介：

盛莉莉，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司 手機:17821169733（微信同號);

公司介紹

安科瑞電氣股份有限公司（股票代碼：300286）成立于2003年，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)于一體，是一家為企業(yè)提供能效系統(tǒng)和用電安全解決方案的高科技股份制企業(yè)。公司解決方案涵蓋電力、環(huán)保、新能源、消防、數(shù)據(jù)中心、智能樓宇、智慧校園、智慧醫(yī)院、智慧工廠、智慧交通、市政工程等多個領(lǐng)域。

公司總部位于上海嘉定，具備從云平臺軟件到終端元器件的一站式服務(wù)能力，形成了“云-邊-端”的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系，目前已有14000多套系統(tǒng)解決方案運行在全國各地，為用戶高效和安全用能保駕護航，為企業(yè)節(jié)能降耗和實現(xiàn)能源數(shù)字化建設(shè)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。公司在全國主要城市配置銷售、技術(shù)支持團隊，快速響應(yīng)客戶需求，為用戶提供良好的服務(wù)體驗。

設(shè)于無錫江陰市的生產(chǎn)基地--江蘇安科瑞電器制造有限公司是安科瑞電氣股份有限公司的全資子公司，也是江蘇省高新技術(shù)企業(yè)、江蘇省兩化融合試點企業(yè)。公司采用自動化無鉛生產(chǎn)工藝，擁有獲得國家實驗室認證認可（CNAS）的產(chǎn)品測試實驗室，配合信息化管理系統(tǒng)，為公司產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化實施提供了保障。

截至2021年12月31日，公司擁有商標(biāo)5項，已獲得證書的專利304項，其中發(fā)明專利22項、實用新型專利132項、外觀設(shè)計專利150項，擁有軟件著作權(quán)251項。

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺為企業(yè)微電網(wǎng)提供覆蓋“源、網(wǎng)、荷、儲、充、運維”各環(huán)節(jié)的能效管理解決方案，覆蓋企業(yè)配電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，打造終端感知、邊緣智能、共建共享、開放合作的電力物聯(lián)網(wǎng)體系。通過一個平臺對企業(yè)用電進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維，為企業(yè)可靠、安全、節(jié)約、高效、有序用電提供平臺支撐。

公司將秉著“創(chuàng)新、高效、團結(jié)、誠信”的理念，堅持穩(wěn)健經(jīng)營、持續(xù)創(chuàng)新，為用戶安全、可靠、高效用能提供解決方案，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”提供數(shù)據(jù)支持。

審核編輯 黃宇