淺聊多場景有序充電，對公交綠色低碳轉型帶來的影響

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著全球對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的關注度不斷提高，公交領域的綠色低碳轉型成為重要發(fā)展方向。多場景有序充電作為一種創(chuàng)新的充電管理模式，對于公交綠色低碳轉型具有多方面的重要影響。本文深入探討了多場景有序充電的內涵及特點，分析了其在公交領域應用時對能源利用效率提升、電網負荷調節(jié)、電池壽命延長以及公交運營成本降低等方面帶來的積極影響，同時也指出了實施過程中可能面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應的應對策略，旨在為推動公交綠色低碳轉型提供有益的參考。

1. 靈活性：能夠適應不同場景下電動公交車的充電需求，無論是夜間集中充電還是日間運營間隙充電，都可進行針對性的充電計劃制定。

2. 智能化：依靠先進的通信技術和智能控制系統，實時監(jiān)測電網狀態(tài)、車輛電池狀態(tài)等信息，自動調整充電策略，確保充電過程的高效與安全。

3. 協調性：注重與電網的協調互動，通過合理安排充電時間和功率，避免大量電動公交車同時充電對電網造成的沖擊，實現電網負荷的平滑調節(jié)。

1. 優(yōu)化充電時間：通過分析公交運營時間表和電網低谷時段，將電動公交車的充電安排在電網負荷較低的時間段，如夜間谷電時段。此時電價相對較低，且電網供電充足，可充分利用低價電能為車輛充電，減少能源成本的同時提高了能源的整體利用效率。

2. 精準控制充電功率：根據電池的剩余電量、充電狀態(tài)以及車輛下次運營時間等因素，智能調整充電功率。避免了過度充電和快速充電對電池造成的能量損失，確保電能能夠最大限度地轉化為車輛行駛的有效動力，進一步提升能源利用效率。

1. 削峰填谷：在公交運營高峰時段，大量電動公交車集中在停車場或樞紐等待充電，如果無序充電，可能會導致電網負荷峰值過高。而多場景有序充電可以將部分充電任務分散到電網負荷低谷時段，起到削峰填谷的作用，減輕電網在高峰時段的供電壓力，提高電網的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 響應電網需求：在電網出現緊急情況，如電力供應緊張時，有序充電系統可以根據電網的調控指令，及時調整電動公交車的充電策略，如暫停充電或降低充電功率，實現電動公交車與電網的靈活互動，保障電網的安全運行。

1. 避免過充過放：多場景有序充電能夠實時監(jiān)測電池狀態(tài)，嚴格控制充電和放電的限度。避免電池長時間處于過充或過放狀態(tài)，這兩種情況都會對電池的性能和壽命造成嚴重損害。通過合理的充電管理，可有效延長電池的使用壽命，降低電池更換成本。

2. 控制充電速率：根據電池的類型和健康狀況，有序充電系統可以選擇合適的充電速率。對于新電池，可以采用相對較快的充電速率以提高充電效率；而對于老化電池，則適當降低充電速率，減少電池內部的化學反應壓力，從而延長電池的使用壽命。

1. 節(jié)約能源成本：如前文所述，利用電網低谷時段充電可享受較低的電價，大幅降低了電動公交車的充電費用。以一個擁有大量電動公交車的城市為例，通過有序充電每年可節(jié)約可觀的能源成本。

2. 減少電池更換成本：延長電池壽命意味著減少了電池更換的頻率，電池作為電動公交車的重要部件，其更換成本較高。多場景有序充電通過科學的充電管理有效保護電池，從而降低了公交運營企業(yè)在電池更換方面的支出。

1. 技術兼容性：不同品牌和型號的電動公交車以及充電站設備可能存在技術標準不一致的情況，這會影響多場景有序充電系統的兼容性和通用性，導致充電管理出現困難。

2. 數據安全與隱私：有序充電過程涉及大量車輛和電網的相關數據，如電池狀態(tài)數據、電網負荷數據等。這些數據的安全和隱私保護至關重要，一旦泄露可能會帶來嚴重后果。

3. 運營管理協調：需要協調公交運營企業(yè)、充電站運營商、電網企業(yè)等多個主體之間的關系，確保各方在充電時間、充電功率等方面達成共識，實現有序充電的有效實施。

1. 制定統一標準：相關部門應加快制定電動公交車及充電站設備的統一技術標準，促進不同品牌和型號產品之間的兼容性，為多場景有序充電系統的廣泛應用奠定基礎。

2. 加強數據管理：建立完善的數據安全防護體系，采用加密技術、訪問控制等手段保護數據的安全和隱私。同時，規(guī)范數據的采集、傳輸和使用流程，確保數據的合法合規(guī)。

3. 建立協同機制：由政府牽頭，組織公交運營企業(yè)、充電站運營商、電網企業(yè)等相關主體建立定期溝通和協同工作機制，明確各方的責任和義務，共同制定充電計劃和策略，解決運營管理協調過程中出現的問題。

五、安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

（一）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(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。

（二）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設施設計。

（三）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(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監(jiān)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。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、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(qū)充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設施運行狀況，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。

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(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

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(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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

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.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(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

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，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

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。

（五）系統硬件配置

參考文獻：

[1]王中航.多場景有序充電，助力公交綠色低碳轉型

[2] 曾雅文．電動汽車充電基礎設施規(guī)劃

[3] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版

作者介紹：

張繼冬，任職安科瑞電氣股份有限公司。