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摘要：在能源短缺與環境污染的現狀下，電動汽車憑借節能減排優勢迅速發展。然而，其規模化接入給電力系統帶來挑戰，如充電資源與需求時空分布不均、夜間離網導致負荷低谷等問題。本文探討個性化快充導航及源荷協同有序充電策略，分析其對解決上述問題、提升用戶體驗和保障電力系統穩定運行的意義，還闡述了電動汽車的負荷特性、接入影響及減少影響的措施，并介紹了相關系統構成和應用實例，旨在為電動汽車充電問題提供理論與實踐參考，推動產業可持續發展。

關鍵詞：電動汽車；個性化充電導航；動態隊列間的互作用；深度調峰；需求響應

引言

能源是人類社會發展的基石，隨著經濟增長和生活水平提升，能源需求持續攀升。當前，全球能源消耗以化石能源為主，但化石能源在生產、運輸和使用過程中引發諸多環境問題，如石油泄漏事故造成生態破壞，燃燒產生有害物質危害健康并導致氣候變暖、酸雨等。在此背景下，發展清潔能源和能源替代技術成為解決環境問題的關鍵，電動汽車應運而生。

1電動汽車產業的發展現狀

19 世紀末，首輛實用電動汽車亮相，憑借結構簡單和成本優勢，在隨后十幾年發展迅猛。但進入 20 世紀，隨著內燃機技術進步，電動汽車發展受阻。直至 20 世紀后期，受石油危機導致的能源短缺以及環境惡化促使各國出臺環保法規政策的雙重影響，電動汽車產業再度興起。

2.個性化快充導航及源荷協同有序充電策略研究意義

（1）緩解充電擁堵
隨著電動汽車普及，充電需求劇增，而充電設施布局和數量不足，高峰時段充電資源與需求時空分布失衡，引發充電擁堵，給用戶帶來不便。個性化快充導航及源荷協同有序充電策略能夠依據用戶需求和充電設施實時狀態，制定合理充電方案，提高充電效率，緩解高峰擁堵，提升用戶出行體驗。

（2）保障電力系統穩定
夜間大量電動汽車同時充電，會使電網負荷激增，而其充電完成后離網動作的 “一致性” 又會造成負荷低谷，迫使火電機組進入不經濟的深度調峰運行狀態。該策略可引導用戶合理安排充電時間，避免離網 “一致性”，減輕火電機組壓力，保障電力系統安全穩定運行。

3.電動汽車接入對電力系統的影響

3.1電動汽車負荷特性

充電方式多樣

家用充電樁：車主購買新能源汽車后，可安裝家用充電樁，操作便捷。先設置充電時間等參數，將車輛熄火斷電后插入電槍，通過手機 APP 啟動充電，充電完成后解鎖拔出電槍。

公共充電樁：對于無法安裝家用樁的用戶，公共充電樁是常用選擇。停車熄火后，掃碼或刷卡支付電費解鎖充電樁，連接車輛充電口，充電中可觀察電流電壓，電費用完或電量充滿自動斷電，最后解鎖取下槍頭歸位。

換電站：部分汽車公司設立換電站，如北汽、蔚來等，但目前多專車專用，換電設備配套要求高、成本大，推廣受限，且車主擔心換上舊電池。

旅行鏈影響充電需求
車主出行規律，包括出行方式、用車習慣等因素，使得電動汽車充電需求在時間和空間上具有隨機性。一般白天充電需求高，尤其是早晚高峰，而換電需求可能集中在夜間或清晨，以降低運輸成本。

充電需求分布不均
城市人口密集區充電需求集中，而邊緣或郊區相對較低，呈現出空間分布不均的特征。

4.如何減少電動汽車接入對電力系統的影響

（一）優化充電策略
通過個性化快充導航及源荷協同有序充電策略，引導用戶合理選擇充電時間和地點，避免充電負荷集中。例如，鼓勵用戶在低谷時段充電，根據電網負荷和火電機組運行狀態實時調整充電功率，提高充電效率和電網穩定性。

（二）加強電網建設
為適應高滲透率電動汽車接入，需加強電網建設與改造，提升電網容量和靈活性，增強接納能力和穩定性。如建設智能電網，實現智能化管理與控制，提高運行效率和可靠性。

（三）推廣可再生能源發電
可再生能源發電清潔可再生，可減少對火電機組依賴。推廣太陽能、風能等發電，增加清潔能源供應，降低火電機組出力壓力。同時，利用電動汽車儲能特性，促進可再生能源消納和存儲，提高利用效率。

5.個性化快充導航策略系統構成

個性化快速充電導航系統主要由車輛、充電站和電網組成。車輛配備電池管理系統，能監測電池狀態并與導航系統交互，為用戶提供充電建議。充電站包含充電設備、監控和計費系統，負責為車輛充電、監測充電狀態和計算費用。電網通過變電站和輸電線路為充電站供電，保障充電過程。

6.源荷協同有序充電策略概述

在規模化電動汽車接入背景下，源荷協同有序充電策略至關重要。該策略旨在協調電源側發電能力和負荷側充電需求，通過合理調度與控制，實現兩者平衡，保障電力系統安全穩定運行。

7安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

7.1概述

AcrelCloud - 9000 安科瑞充電樁收費運營云平臺利用物聯網技術，對電動自行車充電站和充電樁進行數據采集與監控，實現充電服務、支付管理、交易結算等功能，同時對充電樁故障進行預警。充電樁支持多種接入方式，用戶可通過多種支付方式掃碼充電。

7.2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。

7.3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。

7.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

7.4.1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。

7.4.2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。

7.4.3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。

7.4.4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。

7.4.5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。

7.4.6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。

7.4.7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

7.4.8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。

7.5系統硬件配置

類型	型號	圖片	功能
安科瑞充電樁收費運營云平臺	AcrelCloud-9000		安科瑞響應節能環保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、安全的充電服務。實現對動力電池快速、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。
互聯網版智能交流樁	AEV-AC007D		額定功率7kW，單相三線制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏
互聯網版智能直流樁	AEV-DC030D		額定功率30kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯網版智能直流樁	AEV-DC060S		額定功率60kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯網版智能直流樁	AEV-DC120S		額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電
10路電瓶車智能充電樁	ACX10A系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電
2路智能插座	ACX2A系列		2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電
20路電瓶車智能充電樁	ACX20A系列		20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電
落地式電瓶車智能充電樁	ACX10B系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告
絕緣監測儀	AIM-D100-ES		AIM-D100-ES系列直流絕緣監測儀可以應用在15~1500V的直流系統中，用于在線監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時，發出預警或報警信號。
絕緣監測儀	AIM-D100-T		AIM-D100-T系列直流絕緣監測儀可以應用在10~1000V的直流系統中，用于在線監測直流不接地系統正負極對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時，發出預警或報警信號。
智能邊緣計算網關	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。
	擴展模塊ANet-485		M485模塊：4路光耦隔離RS485
	擴展模塊ANet-M4G		M4G模塊：支持4G全網通
導軌式單相電表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協議 證書：MID/CE認證
導軌式電能計量表	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID/CE認證
無線計量儀表	ADW300		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目） 證書：CPA/CE認證
導軌式直流電表	DJSF1352-RN		直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證
面板直流電表	PZ72L-DE		直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證
電氣防火限流式保護器	ASCP200-63D		導軌式安裝，可實現短路限流滅弧保護、過載限流保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。
開口式電流互感器	AKH-0.66/K		AKH-0.66K系列開口式電流互感器安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。
霍爾傳感器	AHKC		霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復雜信號的隔離轉換，通過霍爾效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受，響應時間快，電流測量范圍寬精度高，過載能力強，線性好，抗干擾能力強。
智能剩余電流繼電器	ASJ		該系列繼電器可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式的剩余電流動作保護器，主要適用于交流50Hz，額定電壓為400V及以下的TT或TN系統配電線路，防止接地故障電流引起的設備和電氣火災事故，也可用于對人身觸電危險提供間接接觸保護。

總結

本文圍繞規模化電動汽車接入下的個性化快充導航及源荷協同有序充電策略展開研究。闡述研究背景、電動汽車發展歷程、充電策略意義、對電力系統影響及解決措施，介紹相關系統構成和應用實例。雖為解決電動汽車充電問題提供理論和實踐指導，但實際應用中還需考慮技術成本、用戶接受度等因素，未來應進一步探索更智能高效的充電導航和有序充電策略，推動電動汽車產業可持續發展。

參考文獻：

[1]季陳林.規模化電動汽車接入下的個性化快充導航及 源荷協同有序充電策略研究

[2]陳新琪，李鵬，胡文堂，等. 電動汽車充電站對電網諧波的影響分析

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版

審核編輯 黃宇