王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在住宅小區(qū)傳統(tǒng)建設(shè)模式下，充電樁安裝難、配套投資大，嚴重阻礙了充電樁在小區(qū)內(nèi)進行普及使用。為解決該問題，本文首先調(diào)研了住宅小區(qū)內(nèi)的電動汽車用戶的出行習(xí)慣和充電特點，提出了分時電價響應(yīng)和動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)兩種有序充電模式，然后以用戶充電費用較低為目標(biāo)建立了數(shù)學(xué)模型，并引入特別小區(qū)配電變壓器容量的懲罰因子，之后利用改進粒子群算法，仿真分析在無序充電、分時電價響應(yīng)有序充電、動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)有序充電三種方式下的負荷波動性。算法仿真后，證明了所提出充電策略的正確性、有效性。之后，針對住宅小區(qū)公共、個人停車位充電樁，提出了住宅小區(qū)停車位安裝充電樁響應(yīng)有序充電建設(shè)方案，為今后住宅小區(qū)電動汽車實際應(yīng)用充電提供了指導(dǎo)建議。
關(guān)鍵詞：電動汽車;住宅小區(qū)；分時電價響應(yīng)；動態(tài)服務(wù)價;有序充電策略
0引言
國家在加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)文件《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》中明確，住宅小區(qū)配建停車位時要同步建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小區(qū)物業(yè)部門擔(dān)心安全責(zé)任準(zhǔn)宅小區(qū)業(yè)主安裝充電樁仍存在較多困難、物業(yè)不配合、報裝以及接電難度大等情況。在住宅小區(qū)電動汽車規(guī)模化發(fā)展的基礎(chǔ)上，小區(qū)安裝充電樁數(shù)量將進一步增多。以山東省某市為例，約有1萬個小區(qū)，每個小區(qū)變壓器、高低壓電纜等配套設(shè)施設(shè)備、施工費按30萬元/臺粗略估計，假設(shè)增容或新上5臺變壓器及配套設(shè)施用于小區(qū)充電樁充電使用，預(yù)計配套電源投資達到150億元。全國耗資可能需要上萬億，投資成本數(shù)額巨大。并且在普遍的老舊小區(qū)，普遍因位置緊張、地方協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，配電設(shè)施擴建改造非常困難。短時間內(nèi),無法實現(xiàn)該目標(biāo)和要求,迫切需要在原有配電設(shè)施不改造的前提下，研究一種科學(xué)有效、合理有序、投資少見效快、可持續(xù)發(fā)展的住宅小區(qū)電動汽車有序充電策略[1-2]。國家在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》中明確，住宅小區(qū)內(nèi)要積極推廣建設(shè)有序慢速充電樁。文獻[3-4]提出在原有配電設(shè)施不增容、不升級改造的前提下,利用谷時段充電,從而獲取充電費用較低的有序充電方法。文獻提出一種無需集中式通信系統(tǒng)實時監(jiān)測控制的分布式電動汽車有序充放電策略。實際生活中，更需要以主動引導(dǎo)方式,鼓勵電動汽車用戶能夠充分、主動響應(yīng)充電價格參與有序充電策略。文獻提出用戶充電成本和電動汽車充電起始時間兩個目標(biāo)相結(jié)合為較優(yōu)的充電控制策略。文獻考慮充電站運營收益，以電網(wǎng)分時電價動態(tài)引導(dǎo)，建立有序充電模型。通過調(diào)整電動汽車充電時間和預(yù)測充電負荷，使得客戶充電成本較低，建立有序充電模型。利用啟發(fā)式算法，綜合客戶充電成本和負荷曲線較優(yōu)為目標(biāo)，建立有序充電模型。文獻利用原有專變?nèi)哂嗳萘?建立由專變用戶、充電站運營商和電動汽車用戶的三層有序充電模型。以上研究對充電價格定義尚不明確,僅在峰谷分時電價或動態(tài)分時電價上研究探討。 國家在電動汽車用電價格的政策規(guī)定，電動汽車用戶充電后應(yīng)向充電樁運營企業(yè)繳納電費、充電服務(wù)費兩項。因此，本文將充電價格分為充電電價、充電服務(wù)價兩部分，分別對應(yīng)充電電費、充電服務(wù)費，并依據(jù)充電價格劃分原則引導(dǎo)、鼓勵用戶主動調(diào)整用車行為和充電習(xí)慣，響應(yīng)電動汽車有序充電策略。充電電價執(zhí)行一般工商業(yè)分時電價，充電服務(wù)費由充電樁運營企業(yè)根據(jù)現(xiàn)場實際、自身經(jīng)營情況等制定，主要用于彌補充電樁的運營成本和建設(shè)成本。本文在分析住宅小區(qū)電動汽車用戶出行習(xí)慣和充電特點后，在無序充電方式的基礎(chǔ)上定義分時電價響應(yīng)和動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)的兩種有序充電方式，建立以用戶充電費用較低目標(biāo)函數(shù)，并引入超小區(qū)配電變壓器容量的懲罰因子，利用改進粒子群算法以，分析分時電價響應(yīng)有序充電、動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)有序充電兩種方式下負荷波動性影響。算例仿真驗證了本文提出的有序充電策略的有效性和合理性。
1電動汽車出行習(xí)慣
1.1 電動汽車功率需求分析
假設(shè)電動汽車用戶出行結(jié)束后，就開始充電。 假設(shè)充電過程近似為恒壓過程，即恒功率充電。 一輛電動汽車的充電時間：
式(1)中:Tc為充電的時間;Pc為充電功率;SOCo為電動汽車初始荷電狀態(tài);w為電動汽車電池容量。將24小時分為96個充電時段，則t時段電動汽車的充電功率為：
式(2)中N為動汽車充電數(shù)量,Pev,i(t)為電動汽車i在第t時段的充電功率，其為正值表示在充電，為負值表示在放電，為零值表示不充電(為閑置狀態(tài))。
1.2 電動汽車用戶行為習(xí)慣
一天24小時中，住宅小區(qū)電動汽車用戶的出行時間不是均勻分布，具有顯著的早晚高低峰現(xiàn)象叫由于上下班工作、接送孩子上學(xué)等生活工作習(xí)慣，電動汽車用戶的出行高峰主要集中在7 : 00-8 : 00、17 : 00-19 : 00兩個時間段區(qū)間，電動汽車用戶在下班后進行充電的概率較大。而這期間本身就是住宅小區(qū)用電高峰期，電動汽車集中在此時間段充電會增加用電量，造成高峰時期電力負荷的緊張,給住宅小區(qū)配電設(shè)施帶來運行風(fēng)險，同時電力系統(tǒng)出現(xiàn)“峰上加峰”的現(xiàn)象。為此，需要通過充電價格引導(dǎo)用戶，改變其充電習(xí)慣,避免造成電力負荷緊張的局面。
2住宅小區(qū)充電模式分析
小區(qū)用戶購買電動汽車，主要用于生活、工作需求，在小區(qū)充電較為方便,工作日下班后、周末全天充電均可,用于第二天上班或生活使用,適合交流慢充?？紤]在分時充電價格響應(yīng)的有序充電方式下,不需要在小區(qū)配置專人管理電動汽車接入充電樁,只通過充電價格引導(dǎo)用戶主動響應(yīng)充電。
2.1 無需充電方式
無序充電方式下，不論充電價格如何變化,電動汽車用戶下班后將電動汽車連接到住宅小區(qū)充電樁充電，近似恒功率充滿電才斷開充電連接。整個住宅小區(qū)所有電動汽車用戶在有充電樁閑置的情況下，下班后隨機接入充電。
2.2 分時電價響應(yīng)的有序充電方式
分時電價響應(yīng)的有序充電方式是在充電電價分時段、充電服務(wù)價固定統(tǒng)一的前提下,部分電動汽車用戶下班后沒有立即連接充電樁，而是選擇在一段時間后連接充電，目的是花費較低的充電成本費用充滿電。充電電價執(zhí)行國家規(guī)定的一般工商業(yè)峰谷分時電價。
2.3 動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)的有序充電方式
動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)的有序充電方式是在充電價格分時段(充電電價、服務(wù)價均分時段)的前提下，部分電動汽車用戶下班后沒有立即連接充電樁，而是選擇在一段時間后連接充電，目的是花費較低的充電成本費用充滿電。 充電服務(wù)價制定規(guī)則。住宅小區(qū)配電室變壓器容量是影響小區(qū)電動汽車充電的關(guān)鍵因素。為更有效地利用變壓器余量，通過充電服務(wù)價響應(yīng)參與住宅小區(qū)普通電力負荷曲線調(diào)度，根據(jù)上一時段電力負荷計算該時段的充電服務(wù)價。利用各時段價格差，通過充電管理系統(tǒng)控制充電樁電流大小，鼓勵用戶將充電負荷轉(zhuǎn)移到普通電力負荷較低的時段，實現(xiàn)較大化利用住宅小區(qū)變壓器容量。
充電服務(wù)價與普通電力負荷的關(guān)系為：
式(3),(4)中：P'n(t)為t時段普通電力負荷;Pn為一天中普通電力負荷平均值。v0為固定充電服務(wù)價，指充電樁運營企業(yè)向充電車主收取一定服務(wù)費彌補建設(shè)成本,本文取0.45元/千瓦時。
圖1充電服務(wù)價變化曲線
高峰期充電，避免住宅小區(qū)配電設(shè)施超負載運行;普通電力負荷低時,充電服務(wù)價相對較低，吸引、鼓勵住宅小區(qū)充電用戶選擇接入充電，提高住宅小區(qū)配電設(shè)施利用率。電動汽車的充電負荷具有可轉(zhuǎn)移性,在充電服務(wù)價格差的刺激下，電動汽車用戶為降低充電費用，盡量選擇在充電服務(wù)價低的時段充電也就是將充電負荷聚集到普通電力負荷少的時段充電,充分利用小區(qū)配電室變壓器容量。在0 ： 00-6 : 00時間段內(nèi)，充電服務(wù)價相對較低，在0.2元/千瓦時以下;在17 : 00-22 : 00時間段內(nèi)，充電服務(wù)價相對較高，在0.8元/千瓦時以上。
3有序充電優(yōu)化模型
3.1 優(yōu)化目標(biāo)
有序充電優(yōu)化策略目標(biāo)是在現(xiàn)有住宅小區(qū)配電網(wǎng)變壓器余量的基礎(chǔ)上，通過用戶主動響應(yīng)，讓用戶充電費用降特別多。
3.2 有序充電模型
(1)充電價格函數(shù):s(t)=q(t) + v(t)無序充電方式下,q(t)、v(t)、s(t)為常數(shù)。
分時電價下的有序充電方式,q(t)為階段函數(shù),v(t)為一常數(shù)，因此s(t)為變量。
動態(tài)服務(wù)價下的有序充電方式,q(t)為階段函數(shù),v(t)為動態(tài)變量，因此s(t)為變量。
式中:s(t)為t時段充電價格,q(t)為t時段充電電價,v(t)為t時段充電服務(wù)價。
(2)配變余量函數(shù)：
式中Sn為小區(qū)配電室變壓器額定容量;COSφN為變壓器額定功率因數(shù);μ為變壓器負載率;Pb(t)為t時段住宅小區(qū)配電網(wǎng)普通電力負荷pi+(t)為t時段變壓器用電余量。本公式是指充電樁與普通電力負荷同時接在一臺變壓器上，充電樁有功功率與普通電力負荷有功功率之和是變壓器負載。 在不超過住宅小區(qū)配電變壓器容量的前提下,以用戶充電費用很低為目標(biāo)建立函數(shù)：
式⑸ 中Pev,i(t)為第i輛電動汽車t時段充電功率,N為電動汽皋充電樁臺數(shù)△t為時間間隔;γ為各時段超出小區(qū)配電變壓器額定容量限制的懲罰因子本文取10元/千瓦。定義符號函數(shù)
3.3 約束條件
電動汽車充電響應(yīng)主要受住宅小區(qū)電壓范圍、 充電容量、線路熱負荷等因素限制。
住宅小區(qū)可允許的電壓范圍約束充電樁側(cè)的電壓維持額定范圍為：
式(7)中：Vi為第i個充電樁的電壓，Vmin和Vmax分別為住宅小區(qū)配電網(wǎng)允許的較大、較小電壓值。
小區(qū)充電站內(nèi)的充電功率變化范圍為：
式(8)中:△P0為當(dāng)前時段與上一時段小區(qū)充電站的充電功率變化范圍，本文取20kW。
(3)充電容量約束
式⑼ 中SOCi,0為第i輛電動汽車動力電池的初始荷電狀態(tài);Wi為第i輛電動汽車動力電池容量。
(4)荷電狀態(tài)連續(xù)性約束
式(10)中SOCi,0為第i輛電動汽車在t時間段末電池的荷電狀態(tài),SOCt-i為第i輛電動汽車在(t-1)時間段末電池的荷電狀態(tài)。
(5)線路熱負荷約束
式(11)中:LMCLMCMAX祝嗅分別為線路的熱負荷、較大熱負荷。
3.4有序充電控制算法
本文結(jié)合Monte-Carlo模擬，采用改進粒子群算法(improved particle swarmoptimization, IPS0)求解問題，并引入動態(tài)慣性因子w。
式(12) 中：Wmax、Wmin為慣性因子的較大、較小值，一般Wmax=0.9,Wmin =0.4,t、Tmax分別為當(dāng)前迭代次數(shù)與設(shè)置的較大迭代次數(shù)。 使用IPSO進行優(yōu)化求解時，將第i輛電動汽車在t時段的充電功率變量xit作為粒子的位置坐標(biāo),粒子維數(shù)為NxT。
圖2有序充電方式算法流程圖
本文研究24小時進行數(shù)學(xué)優(yōu)化，采用Madab仿真求解，其算法流程圖如圖2所示。
4仿真算例
4.1 住宅小區(qū)配電網(wǎng)
以山東省某市住宅小區(qū)為例，其設(shè)備參數(shù):一臺配電變壓器容量為800kVA,額定功率因數(shù)0.95,較大允許負載率0.9,變比10/0.4kV,三相線路2.8km,單相電纜1.2km,480家住宅用戶，低壓配電網(wǎng)電壓在額定電壓220/380V允許的+10%-10%范圍內(nèi)波動。經(jīng)調(diào)査了解,住宅小區(qū)內(nèi)電動汽車保有量48輛,有長城C30EV、比亞迪e5、北汽EX360等電動汽車品牌，電池容量大致在25kWh~80kWh,計劃近期購買或更換電動汽車有72戶。如果要對該住宅小區(qū)統(tǒng)一安裝充電樁，計劃安裝60臺功率7kW交流充電樁，車樁比約2 ：1。
4.2 電動汽車無序充電方式
電動汽車無序充電，電動汽車用戶不受充電價格影響，隨機接入充電樁啟動充電,16 : 00-20 : 00時間段充電負荷出現(xiàn)高峰期。住宅用戶由于下班回家，電視、廚房等用電設(shè)備開啟，在18 : 00-22 : 00時間段，普通電力負荷出現(xiàn)負荷高峰期。計入住宅小區(qū)電動汽車用戶充電負荷，總負荷曲線在18 : 00-20 : 00時間段內(nèi)出現(xiàn)“峰峰疊加”現(xiàn)象，較高負荷達到866kW,超出較大允許負荷684kW約27%( 圖3)。
圖3無序充電方式下的負荷變化曲線
在考慮接入48輛電動汽車的前提下，引入懲罰因子對超出小區(qū)配變?nèi)萘肯拗朴枰约邮召M用，利用IPSO求解目標(biāo)函數(shù)，用戶充電費用10931元。住宅小區(qū)配電變壓器已超載,無法滿足小區(qū)繼續(xù)新增電動汽車充電需求。在該時間段內(nèi)變壓器出現(xiàn)過載現(xiàn)象，線路過熱，可能影響變壓器等設(shè)備過載、線路跳閘,嚴重影響整個住宅小區(qū)正常用電。由此可見，無序充電方式既不安全，又不經(jīng)濟。
4.3 分時電價響應(yīng)的有序充電方式
有90%電動汽車用戶響應(yīng)分時電價下的有序充電方式，其中30%電動汽車用戶選擇在下班后平時段(21 : 00-23 : 00)接入充電樁充電,60%電動汽車用戶選擇在下班后谷時段(23 : 00-7 : 00)接入充電樁充電，剩余10%電動汽車仍選擇在下班后隨機接入充電樁充電(表1)。
表1分時段充電價格表
在21 : 00之后充電負荷開始增加,23 : 00之后再次出現(xiàn)陡增趨勢;22 : 00總負荷出現(xiàn)較大峰值605kW,在小區(qū)配電變壓器安全運行容量范圍內(nèi)(圖4)。求解目標(biāo)函數(shù)，用戶充電費用2217元,與無序充電方式相比較,充電費用節(jié)省80%。
圖4分時電價響應(yīng)的有序充電方式負荷變化曲線
隨機抽取第3輛電動汽車用戶為例，分析計算該用戶充電費用。該用戶電動汽車品牌是北汽EX360,電池容量48kWh,充電起始荷電狀態(tài)SOC為28%, 用戶需求是充滿電,SOC達到100%根據(jù)用戶需求，按照恒功率7kW交流充電樁充電，北汽EX360充滿電需5小時(表2)。
表2不同充電方式下的充電費用明細
在無序充電方式下,該用戶17 : 30下班到住宅小區(qū)接入充電樁充電，在峰時段(17 : 30-21 : 00)充電3.5h,在平時段(21 : 00-22 : 30)充電1.5h0北汽EX360單次充滿電，需花費用戶44.83元。 用戶響應(yīng)分時電價下的有序充電方式,分別為響應(yīng)平時段有序充電和響應(yīng)谷時段有序充電。響應(yīng)平時段有序充電，用戶下班后沒有接入充電樁充電而是在21 : 00接入充電。在平時段(21 : 00-23 : 00)充電2h,在谷時段(23 : 00-次日2 : 00)充電3h。同理計算，北汽EX360單次充滿電,需花費用戶41.71元,充電費用節(jié)省7%。響應(yīng)谷時段有序充電，用戶下班后沒有接入充電樁充電，而是在23 : 00接入充電。在谷時段(23 : 00-次日4 : 00)充電5h。同理計算,北汽EX360單次充滿電，需花費用戶37.54元,充電費用節(jié)省16%。
4.4 動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)的有序充電方式
考慮48輛電動汽車充電負荷響應(yīng)有序充電，在充電電價分時段的基礎(chǔ)上,90%用戶響應(yīng)充電服務(wù)價有序充電方式。住宅小區(qū)電動汽車用戶結(jié)合自身出行需求，由充電管理系統(tǒng)控制充電樁電流大小，盡量選擇在充電價格較低時間段充電。充電負荷主要集中在充電電價谷時段(23 : 00-6 : 00)、充電服務(wù)價低時段(13 : 00-15 : 30)充電(圖1)。夜間，普通電力負荷雖然在22：00之后急劇下降，但充電價格也同時下降，吸引電動汽車用戶積極參與充電服務(wù)價下的有序充電方式。白天，充電電價在平時間段(11 : 30-16 : 00)較低,充電服務(wù)價在13 : 00-15 : 30時間段較低，相互疊加，共同作用，影響充電價格在13 : 00-15 : 30時間段較低，電動汽車充電負荷增加約100kWo與此同時，普通電力負荷在10 : 00-13 : 00時間段迎來負荷“小高峰”，再次疊加,形成總負荷在時間段11 : 30-13 : 00時間段形成“小高峰”，較大負荷400kW,仍在小區(qū)配電變壓器安全運行容量范圍內(nèi)。求解目標(biāo)函數(shù)，用戶充電費用1334元，與無序充電方式相比較，充電費用節(jié)省 88%(圖 5)。
圖5小區(qū)內(nèi)48輛電動汽車響應(yīng)動態(tài)服務(wù)價有序充電方式的負荷變化曲線
計入小區(qū)用戶計劃的72輛電動汽車后，仿真模擬120輛電動汽車充電負荷響應(yīng)充電服務(wù)價下的有序充電，總負荷曲線更趨于平緩(圖6)。
圖6小區(qū)內(nèi)120輛電動汽車響應(yīng)動態(tài)服務(wù)價有序充電方式的負荷變化曲線
48輛電動汽車、120輛電動汽車充電負荷分別響應(yīng)充電服務(wù)價下的有序充電與無序充電方式相比較負荷波動性(表3)。
與分時電價下的有序充電方式相比,動態(tài)服務(wù)價的有序充電方式更能為用戶有效節(jié)省充電費用。 而且從小區(qū)配電變壓器負荷波動性角度看，通過響應(yīng)普通電力負荷曲線制定的動態(tài)充電服務(wù)價，對電動汽車用戶參與有序充電更具有吸引性。在同一小區(qū)配電變壓器，更多的電動汽車充電負荷接入，不僅不超變壓器負載,而且總負荷曲線波動性趨于平緩,“移峰填谷”作用更為明顯。
5有序充電方式應(yīng)用
在本文描述的基于分時電價、動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)的兩種有序充電方式基礎(chǔ)上，提出住宅小區(qū)停車位安裝充電樁響應(yīng)有序充電建設(shè)方案，用于指導(dǎo)實際商業(yè)應(yīng)用。
5.1 住宅小區(qū)公共停車位充電樁建設(shè)方案
對于老舊小區(qū)，可能不存在物業(yè)公司等管理部門,公共停車位歸業(yè)委會或居委會所有;對于新建小區(qū)，一般公共停車位由物業(yè)公司負責(zé)管理。無論老舊小區(qū)還是新建小區(qū)，均可以由第三方建設(shè)運營企業(yè)建設(shè)有序充電樁,響應(yīng)動態(tài)分時充電價格激勵，停車位經(jīng)營管理單位(業(yè)委會或居委會、物業(yè)公司)參與收益分配,增加積極性。
5.2 住宅小區(qū)個人停車位充電樁建設(shè)方案
住宅小區(qū)業(yè)主在個人停車位安裝隨車配建的充電樁，可以通過程序升級等技術(shù)改造,申請加入動態(tài)分時充電價格響應(yīng)有序充電，利用業(yè)主一般白天上班、停車位閑置時間，將個人停車位及停車位上的充電樁共享，為其他電動汽車提供停車服務(wù)和充電服務(wù),通過個人停車位共享獲得收益o個人通過停車位共享能夠滿足其他車輛停放、 充電，獲得收益或抵扣個人充電費;停車場經(jīng)營管理單位通過合作能從充電客戶獲取停車費、從第三方建設(shè)運營企業(yè)獲取充電設(shè)施固定租金收入或服務(wù)費分成收益。住宅小區(qū)不僅解決了充電難問題，還解決了停車難問題，停車場經(jīng)營管理單位獲取了“停車費+固定租金(或服務(wù)費分成)”收入,電動汽車用戶能用低成本充滿電，第三方建設(shè)運營企業(yè)提高了充電設(shè)施使用率，實現(xiàn)了多方合作、互利共贏局面。
6 安科瑞充電樁收費運營云平臺
6.1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(wù)、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(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。
6.2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。
6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.3.1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)中心層和客戶端層。
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(wù)器。
4)數(shù)據(jù)中心層：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。
6.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
6.4.1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。
6.4.2.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。
6.4.3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。
6.4.4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。
6.4.5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。
6.4.6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。
6.4.7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
6.4.8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。
7結(jié)語
在考慮住宅小區(qū)充電樁難安裝的背景下，本文根據(jù)電動汽車用戶出行習(xí)慣、充電特點和住宅小區(qū)配電變壓器容量限制因素，提出利用改進粒子群算法建立以用戶充電費用較低為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。通過仿真分析，得到以下結(jié)論:與無序充電方式相比， 兩種有序充電方式都能節(jié)省充電費用，負荷波動性趨于平緩；與分時電價響應(yīng)的有序充電方式相比,通過小區(qū)配網(wǎng)負荷曲線制定的動態(tài)服務(wù)價響應(yīng)有序充電方式更能夠平抑負荷曲線，提升小區(qū)配網(wǎng)設(shè)施利
用率與安全性，且對電動汽車用戶吸引度高,能夠積極響應(yīng)。規(guī)模化電動汽車應(yīng)用后，響應(yīng)動態(tài)分時電價的有序充電方式的用戶比例越高,“移峰填谷”作用越明顯。
參考文獻
[1]李海斌，李正明，居民小區(qū)電動汽車有序充電策略研究[J].自動化與儀表,2021, 36(07) ：11-15, 57.
[2]肖白,朱珈汛，姜卓，等.考慮車輛充電調(diào)度機制的電動公交車充電站規(guī)劃[J] •電力自動化設(shè)備,2022,42(01): 148-155.
[3]蘇海鋒，梁志瑞•基于峰谷電價的家用電動汽車居民小區(qū)有序充電控制方法[J].電力自動化設(shè)備,2015, 35(06) ：17-22.
[4]歐名勇，陳仲偉,譚玉東，等.基于峰谷分時電價引導(dǎo)下的電動汽車充電負荷優(yōu)化[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報,2020,35(05) ：54-59.
[5]于浩明，牟欣瑋，劉杰，楊詰，林芳，吳長龍,林英俊,住宅小區(qū)動態(tài)分時充電價格響應(yīng)的電動汽車有序充電策略.
[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.
