安科瑞 陳聰

摘(zhāi)要：麵對愈(yù)發嚴(yán)峻的碳排(pái)放現(xiàn)狀(zhuàng)
，發(fā)展，清潔(jié)的(dí)電(diàn)動汽車是當前社會(huì)減(jiǎn)少(shǎo)對化(huà)石(shí)能(néng)源依(yī)賴，減少空(kōng)氣汙染的關(guān)鍵方(fāng)法。但電動(dòng)汽車作(zuò)為一種(zhǒng)靈活的(dí)隨機負荷
，大規模(mó)地(dì)接入(rù)運(yùn)行(háng)電網(wǎng)充電(diàn)
，會(huì)對電網的(dí)安(ān)全穩定(dìng)產生負麵(miàn)的影響(xiǎng)。本文(wén)為(wéi)解(jiě)決(jué)此(cǐ)問(wèn)題(tí)
，提出了(liǎo)一(yī)種基於(yú)峰穀電價的有序充(chōng)電策略(lüè)
，以(yǐ)此合理引(yǐn)導(dǎo)電動(dòng)汽車用戶(hù)進行(háng)充電
，助力電動(dòng)汽車行(háng)業(yè)和(hé)智能電網的穩(wěn)定發(fā)展(zhǎn)。

關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)：峰穀(gǔ)電(diàn)價(jià)；電動(dòng)汽(qì)車；有(yǒu)序充電；電(diàn)力需求(qiú)側管理(lǐ)

1研(yán)究背(bèi)景(jǐng)

隨(suí)著(zhuó)社會科技(jì)的不斷發展
，人類對各領域的(dí)探(tàn)索不(bù)斷加(jiā)深(shēn)
，能源(yuán)的消(xiāo)耗與(yǔ)需(xū)求也(yě)隨之不斷攀升
，二(èr)氧化碳(tàn)排(pái)放(fàng)量(liáng)的高速增長(cháng)使得(dé)全球(qiú)環境發生(shēng)著令人心(xīn)驚(jīng)的變化(huà)
，工業文(wén)明和(hé)生(shēng)態(tài)文明在工(gōng)業化(huà)發展(zhǎn)的(dí)過(guò)程中激烈碰(pèng)撞。中國作為全(quán)球二氧化碳排放(fàng)量(liáng)的(dí)國(guó)家
，在(zài)溫(wēn)室氣體減(jiǎn)排方麵麵(miàn)臨(lín)著的國際壓力。2021年(nián)10月
，中國國務院(yuàn)印(yìn)發(fā)了(liǎo)《2030年(nián)前碳達峰(fēng)行(háng)動(dòng)方案》
，這(zhè)將深(shēn)刻重塑(sù)我(wǒ)國的(dí)能源結構(gòu)與產(chǎn)業結構(gòu)
，轉變(biàn)社(shè)會(huì)生產(chǎn)方式(shì)與人(rén)民(mín)生活(huó)方式(shì)。

電(diàn)動(dòng)汽車以車(chē)載(zǎi)電池提供(gōng)的電(diàn)源(yuán)為動力
，是集(jí)汽車的新技(jì)術改革(gé)，電(diàn)子(zǐ)科(kē)技發展，新材(cái)料技術(shù)和(hé)電池儲(chǔ)能(néng)技術一體(tǐ)的(dí)高新技術(shù)結(jié)合體
，具(jù)有(yǒu)高能效，低(dī)汙(wū)染(rǎn)，低噪(zào)音的優(yōu)點(diǎn)
，是(shì)能(néng)源需求端清(qīng)潔化的(dí)重要(yào)綠(lǜ)色(sè)消耗設備
，是(shì)全(quán)球應對(duì)溫室(shì)氣體減(jiǎn)排的新一(yī)代清潔交通工具。電動汽(qì)車(chē)的(dí)突出(chū)優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行過(guò)程中(zhōng)不排(pái)放(fàng)汙染環(huán)境的(dí)有(yǒu)害氣體
，且從(cóng)電(diàn)力能源供應端而言(yán)
，也(yě)具有電力(lì)獲得來(lái)源多樣(yàng)性，可控性的(dí)特(tè)點(diǎn)
，能從(cóng)如風(fēng)力，太陽(yáng)能，水勢能，核能(néng)等(děng)多渠(qú)道獲(huò)取電力
，由此大(dà)力轉變(biàn)人類對(duì)石(shí)油(yóu)等能(néng)源的依賴(lài)。同時(shí)
，電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)作(zuò)為(wéi)一種靈活負(fù)載
，可以充(chōng)分(fēn)發揮其(qí)靈(líng)活性的特(tè)點
，引(yǐn)導(dǎo)電(diàn)動汽車用(yòng)戶利用晚間等用電低(dī)穀(gǔ)時(shí)進(jìn)行充(chōng)電行為(wéi)
，以此實現電(diàn)網負(fù)荷(hé)曲綫(xiàn)的(dí)“削峰填(tián)穀”
，提高電(diàn)力(lì)設備的利用(yòng)率
，提升電(diàn)力(lì)係統運(yùn)行(háng)的(dí)經濟(jì)效(xiào)益(yì)。所以
，電動(dòng)汽(qì)車的推廣覆蓋
，普及大眾用戶(hù)是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟社會轉型的(dí)重要方(fāng)式
，也是未來(lái)汽車發展的(dí)重(zhòng)要方向
，這也(yě)受(shòu)到(dào)全球各(gè)國(guó)政府(fǔ)及(jí)*世界(jiè)汽(qì)車(chē)企業的高度(dù)重視(shì)。為加(jiā)快電動汽車行業的發展(zhǎn)
，各國政府均出台了電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)研(yán)究激(jī)勵以及電價(jià)補貼(tiē)的政策
，如美國(guó)2019年宣(xuān)布將(jiāng)拿(ná)出5900萬(wàn)美元(yuán)撥款(kuǎn)
，用於電(diàn)動汽車(chē)車載電(diàn)池，電動發(fā)電(diàn)機等技(jì)術(shù)研究；歐(ōu)洲多國政(zhèng)府不僅在本(běn)國建立(lì)了科(kē)技研(yán)發基金(jīn)
，還聯合多(duō)國加強對電池技(jì)術(shù)的(dí)研(yán)究
，有(yǒu)望在2050年實現(xiàn)電(diàn)動汽車(chē)100%覆(fù)蓋的(dí)目標(biāo)。盡管(guǎn)近幾(jī)年遭遇了疫情的(dí)“黑天(tiān)鵝(é)”事件(jiàn)
，但(dàn)全球(qiú)的電(diàn)動汽(qì)車(chē)市場仍然(rán)保(bǎo)持強勁增長勢頭
，2022年(nián)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車市*份(fèn)*有(yǒu)望攀(pān)升至兩位(wèi)數(shù)。這(zhè)無不意(yì)味著(zhuó)電(diàn)動(dòng)汽車高(gāo)速(sù)發展的時(shí)代(dài)已經來到
，電動汽車大範圍覆(fù)蓋(gài)的時(shí)代(dài)即將來臨。

2.研(yán)究意義

電動(dòng)汽車(chē)是(shì)解(jiě)決(jué)溫室氣體排放(fàng)量問(wèn)題的(dí)重要方法(fǎ)
，但(dàn)同(tóng)時電動(dòng)汽車(chē)也(yě)是不(bù)容(róng)忽(hū)視的(dí)主(zhǔ)動負荷(hé)。近(jìn)10年來(lái)
，隨(suí)著(zhuó)電動汽車(chē)概(gài)念(niàn)深入人心(xīn)
，充電配套設施(shī)日益*
，電動汽(qì)車(chē)覆蓋率不(bù)斷提高
，所增加的(dí)充(chōng)電負(fù)荷也在不斷上升(shēng)。在不(bù)遠的(dí)未來
，電動(dòng)汽車(chē)大(dà)規模覆(fù)蓋的場景下
，因為(wéi)其(qí)充(chōng)電過(guò)程的(dí)隨機性和不(bù)確(què)定(dìng)性(xìng)
，若不(bù)經引導隨意(yì)加入電網(wǎng)進行(háng)充(chōng)電行(háng)為
，必然會帶來(lái)電(diàn)力(lì)負荷的大幅波動(dòng)
，增加電網(wǎng)統籌調(tiáo)度(dù)難(nán)度
，對(duì)電力(lì)係(xì)統(tǒng)建設及電網運行(háng)產(chǎn)生(shēng)嚴重(zhòng)影響
，所以引(yǐn)導電動(dòng)汽(qì)車(chē)有序充電具有(yǒu)重要的研究意義(yì)。

電動汽車作為(wéi)一(yī)種新(xīn)型(xíng)負載
，有其隨機性(xìng)和(hé)靈活性。而由於(yú)電動汽(qì)車充電(diàn)時間(jiān)與人(rén)們(mén)工(gōng)作生(shēng)活作息(xī)時間(jiān)的重合
，其充電(diàn)負(fù)荷(hé)概率會(huì)與(yǔ)現(xiàn)有電網的(dí)基(jī)礎(chǔ)運(yùn)行負(fù)荷疊加形成“峰(fēng)上(shàng)加峰(fēng)”的過(guò)載(zǎi)情(qíng)況(kuàng)
，進(jìn)一步(bù)加(jiā)重電網負荷
，使得(dé)電(diàn)網中(zhōng)的(dí)各(gè)節(jié)點(diǎn)電流上升速(sù)率突增(zēng)
，增(zēng)加重(zhòng)載(zǎi)綫(xiàn)路(lù)和重載(zǎi)變電站運行難度(dù)
，導致電網損(sǔn)耗增加(jiā)
，進(jìn)而將(jiāng)加速電(diàn)網運，配(pèi)，輸電設備的老化(huà)
，對(duì)電(diàn)力係統(tǒng)的安全運行和電力消費者(zhě)的用(yòng)電體驗(yàn)都將(jiāng)造成了(liǎo)的(dí)負麵影響。同時(shí)
，若是(shì)為(wéi)了滿(mǎn)足(zú)用(yòng)電(diàn)尖峰時(shí)刻(kè)的負荷(hé)
，又(yòu)會(huì)對電網增容(róng)提出更高(gāo)要求
，不(bù)利於(yú)電網建(jiàn)設的經濟性(xìng)和發展性(xìng)。

根(gēn)據以上論(lùn)述
，對於電(diàn)動汽車接入(rù)電(diàn)網(wǎng)所引起的(dí)負(fù)荷曲綫(xiàn)峰穀差問題(tí)
，有(yǒu)序(xù)引(yǐn)導(dǎo)用戶充電(diàn)是(shì)研究(jiū)的
，而在這(zhè)其(qí)中利(lì)用峰穀(gǔ)電價的經濟引導是(shì)重要(yào)的可(kě)利用方(fāng)式(shì)。智(zhì)能(néng)電網作(zuò)為現(xiàn)在電力(lì)係統(tǒng)電網建(jiàn)設(shè)的(dí)重(zhòng)要發展方(fāng)向
，通過(guò)對電(diàn)網，充電設(shè)備以及充電(diàn)汽(qì)車用(yòng)戶(hù)三方數據(jù)信(xìn)息的分析(xī)研(yán)判(pàn)
，應(yīng)用基於(yú)峰穀電價(jià)對充(chōng)電用戶的(dí)有序引(yǐn)導策略(lüè)
，從而達(dá)到(dào)對(duì)電網“削峰填穀”的(dí)目(mù)的
，進而(ér)減(jiǎn)小電(diàn)網的運行(háng)損耗(hào)
，增加電(diàn)力(lì)係統運(yùn)行的穩定(dìng)性(xìng)和安全性(xìng)
，使得三(sān)方效益化
，促進電(diàn)動汽車更大(dà)規模(mó)推(tuī)廣應用(yòng)
，推動能(néng)源(yuán)需(xū)求側清潔化(huà)的轉變。

3智能(néng)電網(wǎng)下(xià)的(dí)電動汽車充(chōng)電(diàn)需求側管理(lǐ)

本(běn)章(zhāng)中
，將介紹(shào)電(diàn)動汽(qì)車(chē)在(zài)智能電網中的充電(diàn)構(gòu)架(jià)（感(gǎn)知(zhī)層，網絡層(céng)及應用服(fú)務層）
，在(zài)此基(jī)礎上應用電力需(xū)求(qiú)側管理(lǐ)方(fāng)式
，以電動(dòng)汽車(chē)充電需(xū)求為核心
，峰穀電價為手(shǒu)段(duàn)
，以(yǐ)此(cǐ)得到(dào)智能電網(wǎng)下(xià)的(dí)電動汽車(chē)充電需求側(cè)管(guǎn)理。

和傳統的電(diàn)網不同
，智能電網著(zhuó)力(lì)於信息交互與(yǔ)數(shù)據(jù)聯通
，電動汽(qì)車(chē)在智(zhì)能電(diàn)網(wǎng)中可以獲取(qǔ)更(gēng)多的(dí)電網運(yùn)行(háng)信息(xī)及電價(jià)信(xìn)息
，而電動(dòng)汽(qì)車(chē)的相(xiāng)關數(shù)據(jù)也(yě)將(jiāng)上(shàng)傳(chuán)到電網(wǎng)運(yùn)行(háng)的大數據網絡中。依托(tuō)於(yú)這(zhè)些數(shù)據(jù)和(hé)信息
，一方麵(miàn)有(yǒu)利於(yú)電(diàn)動汽(qì)車用戶獲得更(gēng)好的電力服務
，而另(lìng)一方麵(miàn)也將有助於供(gōng)電網絡的(dí)負(fù)荷(hé)預(yù)測和控(kòng)製。本節(jié)將介紹(shào)電動汽(qì)車在智能電網中(zhōng)的(dí)充電構架
，這也(yě)是電力需求側管理(lǐ)應用(yòng)於電動汽車(chē)充電需(xū)求(qiú)的基礎。在智能(néng)電網(wǎng)中
，電(diàn)動汽車(chē)充電構(gòu)架可(kě)以分(fēn)為3個層(céng)次
，即感(gǎn)知層，網絡(luò)層及(jí)應(yīng)用(yòng)服務層。

3.1感(gǎn)知(zhī)層

電(diàn)動汽(qì)車充(chōng)電構(gòu)架中的第一(yī)層即感知層
，在(zài)這個層級中包括電動汽車（EV）感(gǎn)知係統和充電網絡(luò)感知係(xì)統(tǒng)[34]。在發(fā)生充電行為(wéi)的範(fàn)圍裏(lǐ)裝(zhuāng)設傳(chuán)感(gǎn)器，充(chōng)電汽(qì)車(chē)終端(duān)，掃(sǎo)描儀(yí)器和(hé)無綫射頻識別標簽等數(shù)據收(shōu)集設備。電動(dòng)汽(qì)車感(gǎn)知(zhī)係(xì)統的建立包(bāo)括各種(zhǒng)通(tōng)信(xìn)元件和設備
，並借助傳感器設備記(jì)錄和描(miáo)述(shù)電(diàn)動汽車(chē)充電(diàn)行(háng)為(wéi)中的(dí)各項數據(jù)和信息
，如電(diàn)池信(xìn)息(xī)
，目標識別
，GPS定(dìng)位(wèi)和(hé)汽車(chē)狀態
，所描述和(hé)記(jì)錄的(dí)數據(jù)不(bù)僅將記(jì)錄和(hé)保存在電(diàn)動汽車數據(jù)記錄係(xì)統中
，也將通過信(xìn)息(xī)傳(chuán)輸係(xì)統到達網(wǎng)絡層(céng)。

3.2網絡層

完成(chéng)感(gǎn)知層的信息(xī)采(cǎi)集(jí)和(hé)獲(huò)取後
，智(zhì)能電(diàn)網中的(dí)網絡(luò)層(céng)會通過有綫(xiàn)或者無(wú)綫通信(xìn)的(dí)方式得(dé)到(dào)信息。有綫通訊通常用(yòng)於固(gù)定(dìng)充(chōng)電(diàn)器的(dí)設備(bèi)
，通過(guò)光(guāng)纖網絡
，電動汽車(chē)的充(chōng)電(diàn)服務提(tí)供平(píng)台(tái)可(kě)以獲(huò)得(dé)正在(zài)進行(háng)充(chōng)電汽(qì)車的相關狀(zhuàng)態信(xìn)息
，並(bìng)由此展開(kāi)信(xìn)息的(dí)分(fēn)析和(hé)判(pàn)斷。而(ér)無綫通(tōng)信(xìn)則(zé)將(jiāng)用(yòng)於非(fēi)固定的(dí)電(diàn)動汽(qì)車(chē)上
，即(jí)可能(néng)需要獲取充(chōng)電服(fú)務的(dí)移動(dòng)電動(dòng)汽(qì)車上。有(yǒu)綫和無綫的兩(liǎng)種(zhǒng)通訊(xùn)方式可(kě)以(yǐ)雙渠(qú)道收集電動(dòng)汽(qì)車(chē)的各項數(shù)據(jù)
，尤其是充(chōng)電(diàn)負荷(hé)需求的相關(guān)數(shù)據
，這(zhè)也(yě)使得供(gōng)電(diàn)網絡可(kě)以(yǐ)為(wéi)電動汽車(chē)提供更(gēng)好(hǎo)的(dí)充電服(fú)務信息
，並能在此基礎(chǔ)上(shàng)提供更(gēng)好的(dí)充電服(fú)務(wù)策(cè)略
，達到(dào)電動汽車(chē)用戶，供電(diàn)網(wǎng)絡(luò)運行商(shāng)的共贏。

3.3應用服(fú)務層

網(wǎng)絡層收(shōu)集(jí)和獲取數據信(xìn)息(xī)後
，上(shàng)傳到應用服務層(céng)
，在(zài)本層(céng)展開對(duì)各類(lèi)數據的綜(zōng)合判斷和分析
，由(yóu)應(yīng)用服務(wù)層(céng)作出的優化(huà)充(chōng)電服務(wù)方案(àn)和策(cè)略(lüè)
，是智能(néng)電(diàn)網(wǎng)數(shù)據分析的支撐(chēng)平(píng)台(tái)
，也是智能(néng)電網的核心(xīn)部分(fēn)。應用服務層(céng)對智(zhì)能電網下(xià)的電動(dòng)汽(qì)車充電行為(wéi)進行(háng)全(quán)鏈條(tiáo)狀態分(fēn)析(xī)
，如充(chōng)電(diàn)狀態分析，充電(diàn)費(fèi)用計(jì)算(suàn)，車載電(diàn)池性能信息判斷(duàn)以(yǐ)及與相關充電(diàn)設備的連接信息
，並對整(zhěng)個電(diàn)動(dòng)汽車充電需求服務體係進(jìn)行優(yōu)化(huà)升(shēng)級(jí)和運(yùn)營。

3.4電(diàn)力需求側管理(lǐ)

隨(suí)著(zhuó)電動汽(qì)車(chē)普及率不斷(duàn)上(shàng)升
，越(yuè)來(lái)越(yuè)多(duō)的電(diàn)動汽車(chē)充電(diàn)負(fù)荷(hé)將(jiāng)接入電(diàn)網(wǎng)
，這(zhè)必(bì)將(jiāng)對電(diàn)網(wǎng)產生(shēng)影(yǐng)響(xiǎng)
，而(ér)智能電網(wǎng)中的電動汽車充(chōng)電構架為加(jiā)強充電負荷(hé)的管理(lǐ)提供了基(jī)礎和工(gōng)具
，由此引入電力(lì)需求側管(guǎn)理(lǐ)
，對(duì)電(diàn)動汽(qì)車充電(diàn)負荷進行管(guǎn)理
，以(yǐ)增(zēng)加(jiā)對這種靈活(huó)負荷管理的(dí)可控(kòng)性(xìng)和計(jì)劃(huá)性(xìng)。

電力(lì)需求側(cè)管理(lǐ)
，是(shì)指(zhǐ)采用(yòng)有效(xiào)的(dí)激勵(lì)措施[42]
，從電力的需求(qiú)側引導電力消費(fèi)者改變用電(diàn)習(xí)慣和方式
，由(yóu)此提高電力需(xū)求側的用(yòng)電(diàn)效(xiào)率(shuài)。這種(zhǒng)管理技術是建(jiàn)設(shè)智(zhì)能電(diàn)網的(dí)關鍵基礎(chǔ)技術
，也(yě)是電(diàn)網(wǎng)智(zhì)慧(huì)化(huà)的重要部分。需求側管理(lǐ)的(dí)實(shí)現(xiàn)對(duì)於(yú)智(zhì)能電(diàn)網更好(hǎo)地提(tí)供電力(lì)服務(wù)有著*的作用(yòng)[43]
，也(yě)是未(wèi)來(lái)電網(wǎng)不(bù)斷進化(huà)*的關鍵(jiàn)方(fāng)向。

3.5電力(lì)需(xū)求(qiú)側(cè)管理中的經(jīng)濟(jì)手段(duàn)

3.5.1經(jīng)濟手段分類

電力需求側管理(lǐ)中的經(jīng)濟手段主(zhǔ)要(yào)基(jī)於電價(jià)變(biàn)化的需(xū)求(qiú)響應
，實(shí)施(shī)差異(yì)電價以用電電費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性引(yǐn)導電力(lì)消(xiāo)費者(zhě)調整用(yòng)電(diàn)習(xí)慣。現(xiàn)階段共有三種不同的(dí)電價類別
，分(fēn)別(bié)是：峰穀電(diàn)價(jià)，實(shí)時(shí)電價和尖(jiān)峰電(diàn)價。

（1）峰穀(gǔ)電價(jià)

峰(fēng)穀(gǔ)電(diàn)價也稱為(wéi)峰(fēng)穀(gǔ)分時電價(jià)
，是電力需(xū)求側(cè)管理(lǐ)經濟(jì)手段中重要(yào)措施(shī)之(zhī)一(yī)
，它能有效地反(fǎn)映(yìng)電(diàn)網電(diàn)力提供成本(běn)在不同時(shí)段的(dí)差(chà)別(bié)。峰穀電價中(zhōng)對(duì)應的高峰(fēng)時段電(diàn)價，平(píng)時(shí)段(duàn)電價，低穀(gǔ)時段電(diàn)價
，三者(zhě)價格(gé)依次(cì)降(jiàng)低
，以(yǐ)此(cǐ)引導用(yòng)戶在(zài)高峰(fēng)時段(duàn)減少用電
，在(zài)低穀(gǔ)時段(duàn)鼓勵用電(diàn)。電網運(yùn)營商一般偏好於(yú)峰(fēng)穀電(diàn)價(jià)策略(lüè)
，因為峰穀電(diàn)價(jià)發布之後是(shì)靜(jìng)態恒定(dìng)的
，和(hé)實(shí)時(shí)變化(huà)策略相(xiāng)比運營難度小
，但相比(bǐ)實(shí)時電(diàn)價(jià)反映(yìng)供電運行成本具(jù)有(yǒu)一定(dìng)的滯(zhì)後性。

（2）實時電價

實時(shí)電(diàn)價(jià)是(shì)與電網(wǎng)運行實時(shí)聯(lián)動的(dí)一種(zhǒng)經濟激(jī)勵手段(duàn)
，即是(shì)說電網(wǎng)運(yùn)營者按(àn)照每(měi)小(xiǎo)時浮(fú)動變(biàn)化的電價(jià)向(xiàng)電力消(xiāo)費者收(shōu)取(qǔ)費(fèi)用(yòng)
，以此(cǐ)與電力(lì)市(shì)場(cháng)的實時電力(lì)生產成本相(xiāng)符。而一般情況下
，實時(shí)電價(jià)由電網運(yùn)營者(zhě)事先提供(gōng)給消費(fèi)者
，消費者(zhě)可以靈活(huó)選擇是(shì)否(fǒu)響應(yīng)。

（3）尖(jiān)峰電(diàn)價(jià)

尖峰(fēng)電價是(shì)指在(zài)峰穀電價和實時(shí)電價(jià)的(dí)基(jī)礎上衍生的(dí)一種(zhǒng)電價機製(zhì)[45]
，尖(jiān)峰(fēng)電價(jià)在(zài)峰(fēng)穀電(diàn)價(jià)的(dí)基礎上加入尖(jiān)峰(fēng)費率進(jìn)行調節
，相(xiāng)比實(shí)時電(diàn)價
，尖峰(fēng)電價的(dí)價格風險(xiǎn)小(xiǎo)
，而(ér)和(hé)峰穀(gǔ)電價(jià)相比又有(yǒu)更多(duō)的(dí)靈(líng)活性。

峰穀(gǔ)電價(jià)（TOU）首(shǒu)先(xiān)根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷曲綫情(qíng)況(kuàng)
，將(jiāng)負荷(hé)日運行周期(qī)按(àn)照每(měi)天24小(xiǎo)時(shí)劃(huá)分為(wéi)三個(gè)時段
，分(fēn)別(bié)為峰，平，穀(gǔ)。然後對(duì)不(bù)同的(dí)時(shí)段電力(lì)收(shōu)費製定(dìng)不(bù)同的電(diàn)價
，以此(cǐ)引導用電用戶(hù)合理安排用電時間(jiān)
，改變(biàn)用(yòng)電(diàn)消費(fèi)規律
，在(zài)不(bù)改變(biàn)或者(zhě)少(shǎo)改變電(diàn)網原始(shǐ)結構的(dí)基礎(chǔ)上
，從(cóng)整(zhěng)體(tǐ)上鼓(gǔ)勵用戶共同參(cān)與到電(diàn)網負荷的削峰(fēng)填穀(gǔ)中
，提(tí)高電(diàn)力(lì)係統運行的(dí)安全性和穩定性(xìng)。

在本文(wén)中
，不涉及峰(fēng)穀(gǔ)分(fēn)時電(diàn)價的定(dìng)價(jià)分析
，故進行(háng)簡化處(chǔ)理
，認(rèn)為峰(fēng)穀電(diàn)價在(zài)一個(gè)合理水平內(nèi)
，既不(bù)影(yǐng)響電力生產端參(cān)與者的積(jī)極性(xìng)
，又能吸引(yǐn)電力消費用戶對此(cǐ)政策(cè)進(jìn)行積(jī)極響應(yīng)。

4基於(yú)峰穀電(diàn)價的電動汽車(chē)有序充電(diàn)策略(lüè)

本章將基(jī)於智能(néng)電(diàn)網電(diàn)動汽車充(chōng)電需求側(cè)管(guǎn)理
，在峰穀(gǔ)電(diàn)價(jià)的經(jīng)濟(jì)手(shǒu)段激勵下
，建(jiàn)立電動汽車有序充(chōng)電管(guǎn)理模(mó)型
，並且引入(rù)了充(chōng)電用戶(hù)守約激勵(lì)係(xì)數(shù)的概(gài)念
，以(yǐ)此加強電(diàn)動汽(qì)車用戶對於(yú)峰穀電價的響(xiǎng)應(yīng)程(chéng)度(dù)
，引(yǐn)導(dǎo)電動汽(qì)車用戶(hù)有序開展充電行為
，以此減(jiǎn)小(xiǎo)電網(wǎng)峰(fēng)穀差
，降低電網損(sǔn)耗(hào)
，提高(gāo)係(xì)統運(yùn)行穩定(dìng)性(xìng)。

智能(néng)電(diàn)網(wǎng)下(xià)的電力(lì)需(xū)求(qiú)側管(guǎn)理
，有序(xù)充電策(cè)略由以(yǐ)下(xià)四(sì)個層級(jí)組(zǔ)成：

1）電(diàn)動汽(qì)車；

2）充電(diàn)設備；

3）次級(jí)控(kòng)製；

4）電(diàn)網控(kòng)製。

電(diàn)動汽車用(yòng)戶進(jìn)行(háng)充電服務(wù)時(shí)
，將充電(diàn)涉(shè)及(jí)到的(dí)相關信息經過有綫連接傳遞(dì)到(dào)充(chōng)電(diàn)設備（充電樁(zhuāng)或(huò)充電站(zhàn)通(tōng)信設(shè)施）
，而充(chōng)電(diàn)設備同(tóng)樣(yàng)也和(hé)電(diàn)動(dòng)汽車發(fā)生雙(shuāng)向信息傳(chuán)遞
，發(fā)送(sòng)控製信號(hào)到電動汽車(chē)。同(tóng)時(shí)
，充(chōng)電(diàn)設備將采集(jí)到的電(diàn)動汽(qì)車充電信息(xī)及(jí)充電設(shè)備(bèi)信息發送(sòng)到次(cì)級控(kòng)製(zhì)
，接(jiē)受次級(jí)控製的(dí)管理
，並(bìng)將管(guǎn)理(lǐ)信息(xī)層層下(xià)發至電動汽(qì)車(chē)。次級(jí)控製收(shōu)集本區域內所(suǒ)有的(dí)充電(diàn)信息
，上傳到電(diàn)網控製(zhì)
，電(diàn)網(wǎng)控(kòng)製(zhì)對數據進行處(chǔ)理(lǐ)
，進(jìn)行電網穩定(dìng)運(yùn)行和(hé)負(fù)荷(hé)控(kòng)製的(dí)策略(lüè)製定
，對(duì)次級(jí)控製(zhì)進(jìn)行負(fù)荷(hé)管理指導(dǎo)並下達充電計(jì)劃安排
，以此(cǐ)達到平滑負荷(hé)曲綫
，減(jiǎn)低(dī)網損的(dí)目(mù)的。

4.2電(diàn)動汽(qì)車(chē)有(yǒu)序充電控(kòng)製模(mó)型

智(zhì)能電網(wǎng)下(xià)
，供電企業可以收集和分析(xī)電動汽(qì)車信息[57]
，並接收電動汽車(chē)用戶(hù)的(dí)充(chōng)電(diàn)需(xū)求(qiú)信(xìn)息(xī)
，在(zài)每個(gè)時段更(gēng)新數據
，檢測(cè)有(yǒu)多少電動汽車用(yòng)戶提出用(yòng)電需(xū)求
，並由此規劃(huá)充電負荷
，若充電負荷(hé)對(duì)電(diàn)網(wǎng)負荷小(xiǎo)於一定影響(xiǎng)
，則執行上一時(shí)段(duàn)充電(diàn)調度安排(pái)。，由(yóu)此
，采用雞群優(yōu)化算法尋求(qiú)電動汽車(chē)有序(xù)充電(diàn)策(cè)略：

先隨(suí)機生(shēng)成(chéng)雞群N
，雞群(qún)中的所有(yǒu)個(gè)體設(shè)定(dìng)為在階段求解完(wán)成(chéng)之後確定的時(shí)間區(qū)域內的(dí)連(lián)續時間(jiān)段
，且該時(shí)間(jiān)段能滿(mǎn)足電(diàn)動汽(qì)車充(chōng)電用(yòng)戶的充(chōng)電需求；以電(diàn)網(wǎng)負荷峰穀差為適應(yīng)值(zhí)函(hán)數
，以(yǐ)適(shì)應值函(hán)數(shù)結果(guǒ)將雞(jī)群(qún)N劃分為幾個(gè)組(zǔ)
，雞群(qún)個體(tǐ)根據各自的位(wèi)置更(gēng)新(xīn)策略不斷(duàn)調整位(wèi)置
，以不斷(duàn)靠近(jìn)食物位置(zhì)
，得(dé)到(dào)個體(tǐ)的(dí)位置和適應值。

5安科(kē)瑞充(chōng)電(diàn)樁收費(fèi)運營雲平(píng)台助力(lì)有序充(chōng)電開(kāi)展(zhǎn)

5.1概述(shù)

AcrelCloud-9000安科(kē)瑞充(chōng)電(diàn)柱收(shōu)費運(yùn)營雲平(píng)台(tái)係(xì)統(tǒng)通過(guò)物聯網(wǎng)技術(shù)對接入(rù)係(xì)統的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及(jí)各(gè)個(gè)充電(diàn)整法行(háng)不(bù)間(jiān)斷(duàn)地數(shù)據(jù)采(cǎi)集和監(jiān)控
，實時(shí)監(jiān)控(kòng)充電樁運(yùn)行狀態(tài)
，進行(háng)充電服務，支(zhī)付管理
，交易結(jié)算(suàn)
，資要管理，電能管理
，明(míng)細(xì)查詢(xún)等(děng)。同(tóng)時對充電機過溫(wēn)保(bǎo)護，漏電，充(chōng)電機(jī)輸入(rù)/輸出(chū)過(guò)壓
，欠壓
，絕緣低各類故障進行預警(jǐng)；充電樁支(zhī)持(chí)以太網，4G或WIFI等(děng)方式接(jiē)入互(hù)聯網(wǎng)
，用戶(hù)通(tōng)過(guò)微(wēi)信(xìn)，支付(fù)寶
，雲(yún)閃(shǎn)付掃碼充(chōng)電(diàn)。

5.2應用場所(suǒ)

適(shì)用(yòng)於民(mín)用(yòng)建築(zhù)，一(yī)般(bān)工業建築，居住(zhù)小(xiǎo)區(qū)，實業(yè)單(dān)位，商業綜合體，學校，園區等充電樁模式的充(chōng)電(diàn)基(jī)礎設施設計。

5.3係統(tǒng)結(jié)構

係統分(fēn)為(wéi)四(sì)層(céng)：

1）即(jí)數(shù)據(jù)采集層，網(wǎng)絡(luò)傳(chuán)輸層(céng)，數(shù)據層(céng)和(hé)客戶端層。

2）數(shù)據采(cǎi)集(jí)層：包(bāo)括電瓶車智能(néng)充電(diàn)樁通(tōng)訊協議為標準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電(diàn)樁用於采集充(chōng)電(diàn)回(huí)路的電力(lì)參數
，並進(jìn)行電(diàn)能計量(liáng)和保(bǎo)護。

3）網絡傳(chuán)輸(shū)層：通(tōng)過4G網絡將(jiāng)數據(jù)上傳(chuán)至(zhì)搭建(jiàn)好的數據庫(kù)服(fú)務器。

4）數據層：包(bāo)含應(yīng)用(yòng)服(fú)務(wù)器和數據(jù)服(fú)務器
，應(yīng)用(yòng)服務(wù)器部署數據采集服(fú)務，WEB網站
，數據服務器部署實時數據庫，歷(lì)史數(shù)據庫(kù)，基礎數據庫。

5）應(yīng)客戶端層：係統管理員(yuán)可在瀏覽器中(zhōng)訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁(zhuāng)收費平(píng)台。終端充電(diàn)用(yòng)戶通(tōng)過(guò)刷卡(qiǎ)掃碼的方式(shì)啟動充(chōng)電。

小區(qū)充電平(píng)台(tái)功(gōng)能(néng)主(zhǔ)要涵蓋充電(diàn)設(shè)施智(zhì)能化大屏，實(shí)時監控，交(jiāo)易(yì)管理，故(gù)障管(guǎn)理(lǐ)，統計分析，基礎數據(jù)管理等(děng)功能(néng)
，同時為運維人員(yuán)提供(gōng)運(yùn)維APP
，充電用戶提(tí)供充電小程(chéng)序(xù)。

5.4安科(kē)瑞充電(diàn)樁(zhuāng)雲平台(tái)係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

5.4.1智(zhì)能化(huà)大屏

智能化(huà)大屏展(zhǎn)示(shì)站(zhàn)點(diǎn)分布情況(kuàng)
，對設(shè)備(bèi)狀(zhuàng)態，設(shè)備(bèi)使(shǐ)用(yòng)率，充電次數(shù)，充(chōng)電時長(cháng)，充電(diàn)金(jīn)額(é)，充電度數(shù)，充(chōng)電樁(zhuāng)故障(zhàng)等(děng)進(jìn)行(háng)統(tǒng)計(jì)顯(xiǎn)示(shì)
，同(tóng)時(shí)可(kě)查看(kàn)每(měi)個站點的站(zhàn)點信息，充電樁列(liè)表，充(chōng)電記錄，收(shōu)益(yì)，能耗，故障記錄(lù)等。統(tǒng)一管理(lǐ)小區充電(diàn)樁
，查看設(shè)備(bèi)使用率(shuài)
，合理分(fēn)配資源。

5.4.2實時(shí)監控

實(shí)時監(jiān)視充(chōng)電設(shè)施(shī)運(yùn)行狀況
，主要包括充電樁運(yùn)行狀(zhuàng)態，回(huí)路(lù)狀態(tài)，充(chōng)電過(guò)程(chéng)中的充電(diàn)電量，充(chōng)電電壓電(diàn)流
，充(chōng)電樁告警(jǐng)信(xìn)息等(děng)。

5.4.3交易管理

平台(tái)管理(lǐ)人員(yuán)可管(guǎn)理充電用戶賬(zhàng)戶
，對(duì)其進行(háng)賬戶進行充值，退(tuì)款，凍(dòng)結，注銷(xiāo)等操作
，可(kě)查看小區用戶每(měi)日的(dí)充電交(jiāo)易(yì)詳細信息。

5.4.4故(gù)障管理

設備自動上報(bào)故(gù)障信(xìn)息(xī)
，平(píng)台管理(lǐ)人員可(kě)通過平(píng)台(tái)查看故(gù)障(zhàng)信息並(bìng)進行派(pài)發(fā)處(chǔ)理
，同時(shí)運維(wéi)人員(yuán)可通(tōng)過(guò)運維APP收取故障(zhàng)推(tuī)送(sòng)
，運(yùn)維(wéi)人員在(zài)運維工作完成後將結(jié)果(guǒ)上(shàng)報。充電用(yòng)戶(hù)也可通(tōng)過充(chōng)電小(xiǎo)程序反(fǎn)饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計分析(xī)

通過係統(tǒng)平台(tái)
，從(cóng)充電站點(diǎn)，充電設(shè)施(shī)，，充電(diàn)時間，充電方式等(děng)不同(tóng)角(jiǎo)度
，查詢(xún)充電(diàn)交(jiāo)易(yì)統計信(xìn)息(xī)，能耗(hào)統計信(xìn)息(xī)等(děng)。

5.4.6基礎數(shù)據(jù)管(guǎn)理

在係統平台(tái)建立運營商(shāng)戶(hù)
，運營商(shāng)可建(jiàn)立(lì)和管理其運(yùn)營所需站點和充電設施
，維(wéi)護充(chōng)電(diàn)設施信息，價格策(cè)略(lüè)，折扣，優惠(huì)活(huó)動
，同(tóng)時可管(guǎn)理(lǐ)在(zài)綫卡(qiǎ)用戶充值，凍(dòng)結和(hé)解綁(bǎng)。

5.4.7運維APP

麵(miàn)向運維(wéi)人員(yuán)使用
，可(kě)以對(duì)站點和充電(diàn)樁(zhuāng)進行管理，能(néng)夠進(jìn)行(háng)故障閉(bì)環(huán)處理(lǐ)，查詢流(liú)量卡使(shǐ)用(yòng)情(qíng)況(kuàng)，查詢充(chōng)電\充(chōng)值(zhí)情(qíng)況(kuàng)
，進行遠程參數設(shè)置(zhì)
，同時(shí)可接(jiē)收故障推(tuī)送(sòng)

5.4.8充(chōng)電(diàn)小程序

麵(miàn)向充(chōng)電(diàn)用戶使用
，可查(chá)看附(fù)近空閒設備(bèi)
，主要包含(hán)掃碼充電(diàn)，賬戶充(chōng)值
，充電(diàn)卡(qiǎ)綁定(dìng)，交易查詢(xún)，故障申(shēn)訴(sù)等(děng)功能。

5.5係(xì)統硬(yìng)件(jiàn)配(pèi)置

6總(zǒng)結

麵對(duì)越(yuè)加(jiā)嚴(yán)峻的(dí)碳排(pái)放(fàng)現(xiàn)狀(zhuàng)
，我(wǒ)國大力(lì)倡(chàng)導能(néng)源清潔化(huà)
，電動(dòng)汽(qì)車將是(shì)未來(lái)新能源汽(qì)車(chē)的(dí)主要發(fā)展(zhǎn)方向(xiàng)和(hé)推(tuī)廣產(chǎn)品
，其普(pǔ)及(jí)和發(fā)展(zhǎn)已成(chéng)為未來(lái)的必然趨(qū)勢(shì)。但(dàn)電(diàn)動(dòng)汽車作(zuò)為一種(zhǒng)靈(líng)活的隨(suí)機(jī)負荷(hé)
，大規模地(dì)接入運行(háng)電網(wǎng)充電(diàn)
，對(duì)電網的安(ān)全(quán)穩定(dìng)和(hé)電力需求(qiú)側管(guǎn)理(lǐ)提(tí)出了新的(dí)挑(tiāo)戰。首先(xiān)介紹(shào)了電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)的(dí)發展背(bèi)景
，在電(diàn)網(wǎng)充電設備和電動汽車(chē)越加(jiā)緊(jǐn)密聯(lián)係(xì)下研究電動汽車(chē)有序(xù)充電控製管理(lǐ)的(dí)意義。接著(zhuó)分(fēn)析了智能(néng)電網(wǎng)下電(diàn)動(dòng)汽車的(dí)充電(diàn)構架(jià)
，即(jí)感(gǎn)知(zhī)層，網絡(luò)層，應用(yòng)服務(wù)層。在此(cǐ)基礎上(shàng)
，對(duì)智能電(diàn)網(wǎng)下的電(diàn)力(lì)需求側管理進行(háng)了概(gài)念介紹(shào)和意義(yì)闡述
，並對電力(lì)需求側管理(lǐ)的四個主(zhǔ)要手(shǒu)段進行(háng)了(liǎo)分析(xī)
，由(yóu)此引(yǐn)入(rù)了峰(fēng)穀電價的(dí)經濟(jì)手(shǒu)段(duàn)對電動(dòng)汽車(chē)的(dí)充(chōng)電(diàn)行為(wéi)進(jìn)行(háng)引(yǐn)導。同時引入了麵(miàn)向(xiàng)電力消費者的(dí)守約激(jī)勵係數(shù)
，加大(dà)經濟手段的吸(xī)引力和價(jià)格(gé)杠杆作用(yòng)
，從而增加了(liǎo)電動汽車充(chōng)電負荷的(dí)可(kě)預計性和可控性(xìng)
，以(yǐ)此(cǐ)得到(dào)了雙重約束條件下的(dí)電(diàn)動汽(qì)車(chē)有序充(chōng)電(diàn)策(cè)略(lüè)。

參(cān)考(kǎo)文獻：

1. 李琴.基於(yú)峰(fēng)穀電(diàn)價的電(diàn)動(dòng)汽車(chē)有序充電策略(lüè)

[2] 張(zhāng)晨(chén)曦.電(diàn)動汽(qì)車入(rù)網技術及(jí)社會綜(zōng)合(hé)效益研究(jiū)

[3] 安(ān)科瑞(ruì)企(qǐ)業微電(diàn)網(wǎng)設(shè)計與應用(yòng)手(shǒu)冊.2022.05版(bǎn)