淺談基於大數據的多目標優化電動汽車有序充電係統研究

hth下载地址 陳聰

摘要：在能源短缺與(yu) 環境汙染問題日益嚴(yan) 峻的當下，其對我國汽車產(chan) 業(ye) 的可持續發展構成了嚴(yan) 重製約。在此背景下，電動汽車憑借其環保、節能等優(you) 勢應運而生。然而，當前我國眾(zhong) 多新能源電動汽車普遍采用無序充電方式，在用電高峰時段借助配電網充電時，會(hui) 顯著增大配電網總負荷的峰穀差值。若缺乏對車輛充電行為(wei) 的有效引導與(yu) 管控，極易致使局域變壓器超負荷運行，進而對配電網的經濟、安全運行產(chan) 生嚴(yan) 重的負麵影響。鑒於(yu) 此，深入開展基於(yu) 大數據多目標優(you) 化的有序充電係統研究顯得尤為(wei) 必要且緊迫。本文聚焦於(yu) 此，旨在探索構建更為(wei) 科學、高效的有序充電係統，以助力解決(jue) 電動汽車充電與(yu) 配電網協調運行的難題。

關(guan) 鍵詞：電動汽車；大數據；多目標優(you) 化；有序充電係統

一、引言

隨著現代電網的不斷發展以及電動汽車保有量的快速增長，如何實現電動汽車充電行為(wei) 與(yu) 電網運行的和諧共生成為(wei) 了亟待解決(jue) 的關(guan) 鍵問題。電動汽車有序充電控製，本質上是依據電網的實際運行形態，通常將實現*大化傳(chuan) 輸電動汽車電能為(wei) 導向，在滿足全部用戶充電需求的基礎上，保障小區配電網能夠穩定、高效地運轉，進而推動電動汽車產(chan) 業(ye) 與(yu) 電網係統的協同發展。在此過程中，hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台作為(wei) 重要的支撐工具，為(wei) 有序充電係統的高效運營提供了諸多關(guan) 鍵功能和優(you) 勢。

二、背景

（一）現實困境與(yu) 研究必要性

在當今社會(hui) ，盡管科技進步與(yu) 時代發展帶來了諸多便利，但能源安全、環境汙染等問題依然突出，成為(wei) 了製約經濟可持續發展的重要因素。我國汽車產(chan) 業(ye) 在過去幾十年間經曆了迅猛發展，汽車作為(wei) 人們(men) 日常出行的關(guan) 鍵交通工具，其保有量的持續攀升在為(wei) 人們(men) 生活帶來便捷的同時，也帶來了嚴(yan) 重的環境問題。據2015年統計數據顯示，我國石油總銷量高達5.43億(yi) 噸，其中淨進口量達3.28億(yi) 噸，對外依存度突破60%，且預計到2022年，汽車消耗石油量在我國石油總消耗量中的占比將進一步提高至57%。這一係列數據表明，我國汽車產(chan) 業(ye) 麵臨(lin) 著因汽車保有量快速增長以及原油對外依存度過高所引發的能源供應緊張問題，能源形勢愈發嚴(yan) 峻。

與(yu) 此同時，新能源電動汽車產(chan) 業(ye) 蓬勃發展，但無序充電現象卻十分普遍。在用電高峰時段，大量電動汽車無序接入配電網充電，會(hui) 致使配電網總負荷峰穀差值急劇增大。若不能對車輛充電行為(wei) 進行有效規範和引導，局域變壓器超負荷運轉的風險將大大增加，這無疑會(hui) 對配電網的健康穩定運行造成嚴(yan) 重破壞。例如，當電動汽車滲透率達到20%時，其在配電站充電過程中便會(hui) 給配電網帶來*高的負荷壓力。因此，深入探究新能源電動汽車接入電網後的有序充電措施，對於(yu) 保障電網安全穩定運行、推動電動汽車產(chan) 業(ye) 健康發展具有重要的現實意義(yi) 。

（二）國內(nei) 外發展現狀分析

有序充電作為(wei) 一種科學的充電管理方式，旨在在滿足用戶車輛充電需求的前提下，運用經濟或技術手段合理控製車輛充電時間和功率，以此縮小配電網的峰穀差值，使負荷曲線趨於(yu) 平穩，為(wei) 電網的可靠穩定運行築牢基礎。與(yu) 之相對的無序充電，則呈現出隨機接入、隨時充電的特點，雖然能讓用戶根據自身時間靈活安排充電，不受外界過多因素幹擾，但卻給電網運行帶來了諸多挑戰。

在電動汽車充電控製方式方麵，主要分為(wei) 直接充電負荷控製與(yu) 間接充電負荷控製兩(liang) 種。直接充電負荷控製是通過實時監測電網基本負荷量以及新能源電動汽車的充電需求，對充電樁的中斷與(yu) 啟動進行準確控製，以此直接幹預充電行為(wei) ，實現對配電網負荷的調節。間接充電負荷控製則側(ce) 重於(yu) 依靠充電站經營者製定分時充電價(jia) 格策略，引導用戶依據自身車輛充電需求以及分時電價(jia) 情況，自主合理地安排充電時間。經營者借助電價(jia) 製度這一經濟杠杆，激勵用戶主動轉變充電行為(wei) ，以響應有序充電要求，通常采用擬定附加費用、峰穀電價(jia) 等具體(ti) 方法來引導和調整用戶的充電決(jue) 策。

值得一提的是，新能源電動汽車不僅(jin) 具備從(cong) 電網吸收電能的功能，在特定條件下還能夠向電網傳(chuan) 輸電能，實現車網互動，這為(wei) 有序充電係統的優(you) 化提供了新的思路和可能性。例如，在電網負荷低穀時段，電動汽車可通過合理的控製策略存儲(chu) 多餘(yu) 電能；而在電網負荷高峰時段，又能將存儲(chu) 的電能反饋給電網，輔助電網進行負荷調節，提高能源利用效率。然而，要實現這一理想狀態，需要構建一套更為(wei) 完善、基於(yu) 大數據多目標優(you) 化的有序充電係統，充分挖掘和整合各類信息，以實現對電動汽車充電行為(wei) 的準確調控。在此過程中，hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台憑借其功能特性，正逐漸成為(wei) 有序充電係統運營管理的得力助手。

三、有序充電係統的構建與(yu) 優(you) 化

（一）有序充電係統的構建

有序充電係統的構建需要考慮多個(ge) 因素，包括電動汽車的充電需求、電網負荷情況、充電設施的類型和數量等。基於(yu) 大數據的多目標優(you) 化方法可以為(wei) 有序充電係統的構建提供有力的支持。通過收集和分析大量的電動汽車充電數據和電網負荷數據，可以構建出更加準確的有序充電模型。同時，還可以考慮多個(ge) 優(you) 化目標，如*大化能源利用效率等，以實現更加優(you) 化的有序充電策略。

在構建有序充電係統時，可以與(yu) hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台進行無縫對接。通過該平台的數據采集和監控功能，可以實時獲取充電樁的運行狀態和充電數據。同時，該平台還可以提供充電策略的製定和優(you) 化功能，幫助實現更加高效、穩定、經濟的有序充電係統。

（二）有序充電係統的優(you) 化

在有序充電係統的優(you) 化過程中，需要考慮多個(ge) 優(you) 化目標和約束條件。其中，優(you) 化目標可以包括最小化用戶充電成本等。約束條件可以包括電動汽車的充電需求、電網負荷限製、充電設施的類型和數量等。

基於(yu) 大數據的多目標優(you) 化方法可以在滿足約束條件的前提下，尋找*優(you) 的有序充電策略。通過不斷調整和優(you) 化充電策略，可以實現更加高效、穩定、經濟的有序充電係統。同時，可以與(yu) hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台進行實時數據交互和策略調整，確保有序充電係統的持續優(you) 化和改進。

四、hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台助力有序充電開展

4.1概述

AcrelCloud-9000hth下载地址充電柱收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的電動電動自行車充電站以及各個(ge) 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，雲(yun) 閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用於(yu) 民用建築、一般工業(ye) 建築、居住小區、實業(ye) 單位、商業(ye) 綜合體(ti) 、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3係統結構

係統分為(wei) 四層：

1）即數據采集層、網絡傳(chuan) 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(wei) 標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用於(yu) 采集充電回路的電力參數，並進行電能計量和保護。

3）網絡傳(chuan) 輸層：通過4G網絡將數據上傳(chuan) 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、曆史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：係統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平台。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平台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(wei) 運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4hth下载地址充電樁雲(yun) 平台係統功能

4.4.1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(ge) 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。

4.4.2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。

4.4.3交易管理

平台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。

4.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平台管理人員可通過平台查看故障信息並進行派發處理，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後將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

4.4.5統計分析

通過係統平台，從(cong) 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。

4.4.6基礎數據管理

在係統平台建立運營商戶，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(jia) 格策略、折扣、優(you) 惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

4.4.7運維APP

麵向運維人員使用，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

4.4.8充電小程序

麵向充電用戶使用，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。

4.5係統硬件配置

五、結論與(yu) 展望

本研究針對電動汽車無序充電行為(wei) 對電網帶來的挑戰，提出了基於(yu) 大數據的多目標優(you) 化電動汽車有序充電係統方案，並結合hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台進行了深入探討。通過收集和分析大量的電動汽車充電數據和電網負荷數據，構建出更加準確的有序充電模型，並考慮多個(ge) 優(you) 化目標和約束條件，實現了更加高效、穩定、經濟的有序充電策略。

未來，隨著電動汽車數量的不斷增加和充電技術的不斷發展，有序充電係統將成為(wei) 電動汽車充電領域的重要發展方向之一。我們(men) 將繼續深入研究有序充電係統的優(you) 化方法和應用實踐，並結合hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台等技術平台，為(wei) 電動汽車產(chan) 業(ye) 的健康發展提供有力的支持。同時，我們(men) 也將積極探索與(yu) 其他領域的合作機會(hui) ，推動電動汽車產(chan) 業(ye) 與(yu) 其他產(chan) 業(ye) 的融合發展，共同構建更加綠色、低碳、可持續的未來。

參考文獻：

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