淺談基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電

安科瑞 劉秋霞

摘要：隨著電動汽車的普及，充電樁的需求日益增長。本文提出了一種基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電方案。通過物聯網技術實現充電樁與電網的智能交互，結合優化算法對充電樁的充電功率進行合理分配，以提高臺區的能源利用效率、降低電網負荷波動，并實現綠色環保的充電目標。實驗結果表明，該方案能夠有效地實現充電樁的有序充電，為電動汽車的發展提供有力支持。

關鍵詞：物聯網；綠色精品臺區；充電樁；有序充電

1引言

隨著全球對環境保護的重視和能源危機的加劇，電動汽車作為一種綠色、環保的交通工具，得到了越來越廣泛的關注和推廣。然而，電動汽車的大規模普及也給電網帶來了巨大的挑戰，如電網負荷波動、能源浪費等問題。為了解決這些問題，實現充電樁的有序充電成為了當前研究的熱點。

物聯網技術的發展為充電樁的有序充電提供了新的思路。通過物聯網技術，充電樁可以與電網實現智能交互，實時監測電網狀態和充電樁的使用情況，從而實現對充電功率的合理分配和控制。同時，結合綠色能源的利用，可以進一步提高臺區的能源利用效率，實現綠色環保的充電目標。

2物聯網在充電樁有序充電中的應用

2.1物聯網架構

基于物聯網的充電樁有序充電系統主要由充電樁、傳感器、通信網絡和管理平臺組成。充電樁通過傳感器實時監測充電狀態和電網參數，并通過通信網絡將數據上傳至管理平臺。管理平臺對數據進行分析和處理，制定合理的充電策略，并通過通信網絡將控制指令下發至充電樁，實現對充電功率的控制。

2.2通信技術

在充電樁有序充電系統中，通信技術起著至關重要的作用。常用的通信技術包括有線通信和無線通信。有線通信主要包括以太網、電力線載波等，具有通信穩定、可靠的優點，但布線成本較高。無線通信主要包括Wi-Fi、藍牙、ZigBee等，具有布線方便、靈活的優點，但通信距離和穩定性相對較差。在實際應用中，可以根據具體情況選擇合適的通信技術。

2.3數據采集與處理

充電樁通過傳感器采集充電狀態、電網參數等數據，并將數據上傳至管理平臺。管理平臺對數據進行分析和處理，提取有用信息，如充電樁的使用情況、電網負荷等。通過對這些信息的分析，可以制定合理的充電策略，實現充電樁的有序充電。

3綠色精品臺區的建設

3.1綠色能源的利用

在綠色精品臺區中，可以充分利用太陽能、風能等綠色能源，為充電樁提供部分電力供應。通過合理的能源管理和調度，可以提高綠色能源的利用效率，降低對傳統電網的依賴，實現綠色環保的充電目標。

3.2儲能系統的應用

儲能系統可以在電網負荷低谷時充電，在電網負荷高峰時放電，從而實現削峰填谷的作用。在綠色精品臺區中，可以配置適當容量的儲能系統，與充電樁協同工作，提高臺區的能源利用效率和穩定性。

3.3智能電網技術的應用

智能電網技術可以實現電網的智能化管理和控制，提高電網的可靠性和穩定性。在綠色精品臺區中，可以應用智能電網技術，如智能電表、智能開關等，實現對充電樁的遠程監控和控制，提高臺區的管理水平和服務質量。

4充電樁有序充電策略

4.1優化算法

為了實現充電樁的有序充電，可以采用優化算法對充電功率進行合理分配。常用的優化算法包括遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法等。這些算法可以根據電網狀態、充電樁使用情況等因素，制定的充電策略，實現充電樁的有序充電。

4.2分時電價策略

分時電價策略是一種通過價格手段引導用戶合理用電的策略。在充電樁有序充電中，可以采用分時電價策略，根據電網負荷情況制定不同時段的電價，引導用戶在電網負荷低谷時充電，在電網負荷高峰時減少充電，從而實現削峰填谷的作用。

4.3需求響應策略

需求響應策略是一種通過用戶參與電網調度實現負荷平衡的策略。在充電樁有序充電中，可以采用需求響應策略，邀請用戶參與電網調度，根據電網需求調整充電功率，從而實現充電樁的有序充電。

5實驗結果與分析

5.1實驗環境

為了驗證基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電方案的有效性，搭建了實驗平臺。實驗平臺包括充電樁、傳感器、通信網絡、管理平臺和電網模擬器等設備。

5.2實驗結果

通過實驗，得到了以下結果：

采用有序充電策略后，電網負荷波動明顯減小，臺區的能源利用效率得到了提高。

綠色能源的利用和儲能系統的應用，進一步降低了對傳統電網的依賴，實現了綠色環保的充電目標。

優化算法和分時電價策略的結合使用，能夠有效地實現充電樁的有序充電，提高了充電效率和用戶滿意度。

5.3結果分析

實驗結果表明，基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電方案是可行的。通過物聯網技術實現充電樁與電網的智能交互，結合優化算法、分時電價策略和需求響應策略等，可以有效地實現充電樁的有序充電，提高臺區的能源利用效率和穩定性，實現綠色環保的充電目標。

6安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

6.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，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、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

6.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

6.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

6.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

6.4.4故障管理

設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

6.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

6.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

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，進行遠程參數設置，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。

6.5系統硬件配置

結論

本文提出了一種基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電方案。通過物聯網技術實現充電樁與電網的智能交互，結合綠色能源的利用、儲能系統的應用和優化算法等，可以有效地實現充電樁的有序充電，提高臺區的能源利用效率和穩定性，實現綠色環保的充電目標。實驗結果表明，該方案是可行的，為電動汽車的發展提供了有力支持。未來，可以進一步研究和完善該方案，提高其性能和可靠性，為實現可持續發展的交通系統做出貢獻。

參考文獻：

[1]陳賢陽 王鵬 程思遠．基于物聯網的綠色精品臺區充電樁有序充電

[2]程杉，王賢寧，馮毅煤.電動汽車充電站有序充電調度的分散式優化

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版