随着我国新能源汽车的普及,电动汽车用户的社区充电需求也在迅速增长。传统的无序充电方式,不仅容易导致电网负荷高峰,还可能影响居民的正常用电。因此,如何有效调节、管理电动汽车车主的充电需求,成了一个亟需解决的问题。
基于此,有序充电应运而生,为城市的电网管理带来了颠覆性的改变,也使新能源汽车车主的绿色出行生活变得更有序、更智慧、更高效。
充换电头条(微信公众号:chd2005s)对有序充电的应用场景、如何实现、优点、影响因素、目前现状、代表企业等进行了梳理和总结,帮助大家进一步了解有序充电。
来源:华为数字能源
什么是有序充电
有序充电?是指在满足?电动汽车充电需求的前提下,通过经济或技术措施引导、控制电动汽车进行充电,对电网负荷曲线进行削峰填谷,减少发电装机容量建设,保证电动汽车与电网的协同发展。
因此,有序充电是基于智能充电技术的一种充电方式,它的核心是通过智能化手段,以电网的负荷状况、充电需求、电价等因素为依据,对充电桩进行优化调度。
有序充电的使用场景
从使用场景来说,公共场站、工业园区、高速公路等场景对充电时间要求很高,大部分以大功率快速充电为主;而居民小区、单位停车场等场景,用户对充电时长要求相对较低,充电时间较为灵活,将成为有序充电的主要应用场景。
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有序充电的优点
有序充电能够优化电网负荷,实现削峰填谷,既能有效减轻电网高峰时段的供电压力,减少电网负荷波动,又能在满足用户正常生产和生活需求的同时,实现电力负荷的平稳过渡,提高电力系统的稳定性和安全性。
相比传统充电桩固定的输出功率,有序充电桩的输出功率可以在一定范围内灵活调整,能够适应不同需求,实现能源的高效管理。
怎样实现有序充电
实现有序充电,主要有以下几个方面:
1、硬件改造
车辆唤醒???/strong>:确保所有充电车辆都安装有唤醒???,这是实现有序充电的前提条件。
通讯接口及协议:充电桩需要具备能够传达控制信息的通讯接口和协议,可能需要对硬件进行改造以支持更高效的通讯。
能量路由器:通过能量路由器实现本地及云平台的负载管理功能及远程开断能力。
2、调度运行策略
台区优化充电:根据固定分时电价运行策略,通过远程控制电表对充电桩进行开断控制,以经济成本最小为目标。
台区优化智能充电:在固定分时电价模式基础上,通过运营价格引导用户选择合适的时段,使充电进程平稳化。
全网优化智能充电:涉及电网的安全稳定运行和新能源消纳,需要更复杂的优化算法来确保电力系统的经济安全。
3、平台建设
智能服务平台:建立高效、智能的充电场站服务平台,提供从规划、管理到运营的全生命周期支持,提高充电服务效率和质量。
4、 政策支持与技术成熟
政策扶持:国家和地方政府应继续出台支持智能有序充电技术和车网互动的政策文件。技术成熟:随着技术的进步,如电动汽车电池技术的改进和充电技术的进步,有序充电将更加高效和经济。
通过上述步骤,可以实现对电动汽车充电的有序管理,优化电网负荷,提高电网的安全性和效率,同时也为电动汽车用户带来经济效益。
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影响智能有序充电的因素
1、电网负荷特性
不同地区的电网负荷特性不同,智能有序充电需要根据电网的实际负荷情况进行优化。例如,上海市夏季电力最高负荷节节攀升,电力供需偏紧,部分中心城区、热点区域高峰供电紧张,对车网互动灵活性的需求巨大。
2、电价政策
各地的电价政策对智能有序充电的实施有重要影响。上海市实行分时电价政策,峰谷电价价差较大,这在很大程度上激励了电动汽车参与提供电网灵活性。
3、充电基础设施布局
充电基础设施的布局需要与电网规划相协调。上海市在《上海市充(换)电设施“十四五”发展规划》中明确了充电基础设施的建设目标和布局,要求在2025年全市充电基础设施应该满足125万辆新能源电动汽车的充电需求。
4、充电设施的智能化水平
智能有序充电需要充电设施具备较高的智能化水平,能够实现与电网的实时互动。上海市推动电动汽车基础设施互联互通,提升充电设施的智能化水平和协同控制能力。
5、用户行为和需求
不同地区的用户充电行为和需求不同,智能有序充电需要考虑用户的充电习惯和需求。上海市的电动汽车车主充电时段趋于集中,若叠加到电网峰荷时段,将对电网的安全运行产生影响。
6、政策支持和激励机制
政策支持和激励机制对智能有序充电的推广至关重要。上海市通过政策文件,落实分时电价政策、持续开展电力需求响应工作,为车网互动的落地提供了条件。
7、技术标准和规范
统一的技术标准和规范是智能有序充电实施的基础。上海市发布了《电动汽车智能充电桩智能充电及互动响应技术要求》,规定了电动汽车智能充电桩智能充电及互动响应的适用场景、通用要求、智能充电要求、互动响应要求及平台交互要求。
8、安全和可靠性
智能有序充电需要确保充电过程的安全性和可靠性。上海市在车网互动实践中,验证了公共、居民等各类充换电设施的响应能力,并且能获得可观的收益。
9、经济性分析
经济性是智能有序充电能否大规模推广的关键因素。上海市的车网互动经济性分析显示,公共、居民等各类充换电基础设施具有响应能力,并且能获得可观的收益。
有序充电与无序充电的区别
有序充电与无序充电的主要区别在于是否对电动汽车的充电行为进行管理和调控,以实现更加合理和高效的电力使用。以下是它们之间的具体区别:
1、充电管理
有序充电:通过技术手段和经济措施,引导和控制电动汽车在最适合的时间段进行充电。这通常涉及使用智能充电控制系统,根据电网负荷和电价波动来优化充电时间和功率。
无序充电:电动汽车的充电时间完全由车主自行决定,没有统一的管理策略,可能导致电网负荷高峰时电力资源的浪费或电网的不稳定。
2、电网影响
有序充电:可以帮助减轻电网的负荷峰顶,通过在电力需求较低的时段安排充电,减少电力系统的压力,增强电网的稳定性和可靠性。
无序充电:可能在电网需求高峰时增加电力负荷,加剧电网的负担,可能导致更高的发电成本和电网设施的投资。
3、经济效益
有序充电:通过在电价低谷时段充电,可以帮助用户节约充电成本。此外,它还可以提高电网设备的利用率,从长远来看,有助于降低整体的电力供应成本。
无序充电:可能使用户在特定时段内支付更高的电费,因为用户在电网负荷高峰时段充电,这些时段的电价通常较高。
4、技术应用
有序充电:依赖于先进的物联网技术和智能电网策略,如充电桩的自动调整、用户充电计划的预约和调整等。
无序充电:不需要特殊的技术干预,充电行为完全依赖于用户的个人选择。
总结来说,有序充电通过技术手段实现电动汽车充电的精细化管理,有利于平衡电网负荷,提高电力系统的稳定性和经济性。而无序充电则缺乏统一的管理,可能对电网运行和经济成本产生不利影响。
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有序充电研究现状
1、在国内研究现状
在国内,随着电动汽车的快速发展,相关研究也在不断深入。目前,国内学者和企业主要从以下几个方面进行研究:
电网优化方面:研究如何通过有序充电控制策略,降低电动汽车充电对电网的影响,提高电网的稳定性和可靠性。例如,通过分时电价、功率调节等手段,引导用户在电网负荷较低时段充电,平滑负荷曲线。
用户需求满足方面:关注用户的充电时间、充电电量等需求,研究如何提供更加便捷、的充电服务。例如,建设更多的快充站和慢充站,满足不同用户的充电需求;通过智能充电管理系统,为用户提供个性化的充电方案。
充电设施规划方面:考虑未来电动汽车的发展趋势,合理规划充电设施的布局和数量。例如,根据区域内电动汽车的保有量、充电需求等因素,进行充电桩的布局和规划,提高充电桩的利用率。
然而,国内研究也存在一些问题,如:
技术标准不统一:目前国内充电设施的技术标准还不够统一,不同厂家的充电设备兼容性较差,影响了充电设施的互联互通和有序充电控制策略的实施。
用户参与度不高:虽然分时电价等政策可以引导用户有序充电,但目前用户的参与度还不高,部分用户对有序充电的认识不足,缺乏主动参与的积极性。
协同管理难度大:充电设施有序充电涉及到电网、用户、充电设施运营商等多个主体,协同管理难度较大。目前,各主体之间的信息共享和协调机制还不够完善,影响了有序充电控制策略的效果。
2、在国外研究进展
目前,国外在多目标优化约束下充电设施有序充电控制策略方面取得了一些先进经验和研究成果。例如,一些国家通过智能电网技术和先进的充电管理系统,实现了对电动汽车充电的有效控制和优化。他们利用大数据分析和预测模型,实时监测电网负荷和电动汽车充电需求,动态调整充电功率和时间,以达到优化电网运行、降低充电成本和提高充电设施利用效率的目的。此外,国外还在研究新型的充电技术和设备,如无线充电、快速充电等,以满足不同用户的需求。
车网互动首先布局有序充电
近两年,国家及地方高频次出台了支持提升充电设施车网互动水平、加强有序充电能力的政策文件,电网企业也在积极探索新能源汽车与电网互动的具体实践。整个车网间互动从最开始不考虑对电网影响的无序充电方式,发展到交通网和电力网的深度融合,将经历若干阶段。综合考虑政策配套、用户习惯、技术现状、产业生态等因素,在至少近3年内,有序充电(V1G)是最具商业化可落地性的方案,场站改造方案也以此作为实施目标。方案从保障电网安全视角出发,以硬件设备改造、调控运行策略、信息化平台为抓手,提出有序充电场站建设方案,打通配电网、充电桩、车辆、动力电池的数据连接和业务边界,使场站具备开展有序充电业务的基础能力。
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有序充电研究现状
1、在国内研究现状
在国内,随着电动汽车的快速发展,相关研究也在不断深入。目前,国内学者和企业主要从以下几个方面进行研究:
电网优化方面:研究如何通过有序充电控制策略,降低电动汽车充电对电网的影响,提高电网的稳定性和可靠性。例如,通过分时电价、功率调节等手段,引导用户在电网负荷较低时段充电,平滑负荷曲线。
用户需求满足方面:关注用户的充电时间、充电电量等需求,研究如何提供更加便捷、的充电服务。例如,建设更多的快充站和慢充站,满足不同用户的充电需求;通过智能充电管理系统,为用户提供个性化的充电方案。
充电设施规划方面:考虑未来电动汽车的发展趋势,合理规划充电设施的布局和数量。例如,根据区域内电动汽车的保有量、充电需求等因素,进行充电桩的布局和规划,提高充电桩的利用率。
然而,国内研究也存在一些问题,如:
技术标准不统一:目前国内充电设施的技术标准还不够统一,不同厂家的充电设备兼容性较差,影响了充电设施的互联互通和有序充电控制策略的实施。
用户参与度不高:虽然分时电价等政策可以引导用户有序充电,但目前用户的参与度还不高,部分用户对有序充电的认识不足,缺乏主动参与的积极性。
协同管理难度大:充电设施有序充电涉及到电网、用户、充电设施运营商等多个主体,协同管理难度较大。目前,各主体之间的信息共享和协调机制还不够完善,影响了有序充电控制策略的效果。
2、在国外研究进展
目前,国外在多目标优化约束下充电设施有序充电控制策略方面取得了一些先进经验和研究成果。例如,一些国家通过智能电网技术和先进的充电管理系统,实现了对电动汽车充电的有效控制和优化。他们利用大数据分析和预测模型,实时监测电网负荷和电动汽车充电需求,动态调整充电功率和时间,以达到优化电网运行、降低充电成本和提高充电设施利用效率的目的。此外,国外还在研究新型的充电技术和设备,如无线充电、快速充电等,以满足不同用户的需求。
5、研发企业
恒电聚能
全国独创汽车有序充电控制系统,单个控制箱支持最多12辆车同时充电,实现充电计量一体化、远程监控、多重?;ぐ踩煽?。
工泰电器
已研发生产安全智能有序充电桩,可为居住小区提供专业的智能有序充电技术及整体解决方案,其关键技术在于充电桩与电网交互技术、有序充电策略、智能管理系统等。
卡泰驰
公司海尔集团旗下的汽车产业互联网平台,布局充电技术、智能座舱、家车互联等业务。其集控式智慧有序充电桩群,颠覆现有的社区充电桩“无序建设、孤岛和电力报装不断增高”的建设模式??梢允迪钟行蚪ㄉ?,统一管理,集中控制。
中恒电气
国内最早从事新能源汽车充电桩研发、生产的企业之一,也是国内充电桩设备主流厂家之一,主要产品包含交流有序充电桩、直流快充 / 超充桩、光储充一体化解决方案等。
贵安配售电
国家高新技术企业,是贵州省内唯一一家拥有国家 CNAS 检测实验室认证资格及其能力证书的企业。其自主研发产品涉及交直流充电系列、配充一体化等多达 40 余款,并实现量产,还首创了离线充电、白名单充电、充电控制技术等多项行业前沿技术。
驴充充
集智能充电桩研发、生产、销售、运营于一体的国家高新技术企业,数字云平台现有用户数超 4900 万,覆盖全国近 18 万个小区,在电瓶车充电桩细分市场有较高占有率,也在积极开展电动汽车有序充电桩业务。
安科瑞
2003 年成立,2012 年在深圳创业板上市,是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术服务企业,有有序充电、高效运营的充电桩解决方案。
参考资料:重庆捷充帕克公源、朗新硏究院、上海国际建筑业主与物业管理展、安科瑞节能控制事业部等
来源:充换电头条