摘 要：针对电动汽车在居民小区无序充电对电网系统产生严重隐患及充电间时过长问题，提出一种采用延迟充 电的电动汽车有序充电控制策略，并在分析国内外电动汽车有序充电的研究现状后，设计了居民小区电动汽车有序充电策略的总体框架。该策略采用延迟充电对电动汽车进行有序充电控制，通过计算电动汽车的充电优先级来 确定用户开始充电的时间以保证离开时电动汽车的荷电状态，很大程度达到用户期望荷电状态。通过算例仿真分析，证明提出的延迟充电策略可在满足用户对电动汽车充电量期望的同时达到削峰填谷的作用。

关键词：电动汽车；有序充电；延迟充电；削峰填谷；储能

1 引言

随着世界经济的快速发展和人类对能源需求的不断增长，能源被大量消耗，产生大量的环境污染。机动车辆已经成为生产生活中的一部分，使用燃油车无疑会增加CO₂的排放。虽然新能源发电被越来越多地引入电网，如光伏发电，风力发电等，但由于二者的功率输出是随机波动的，会对电力系统造成影响，产生电能质量问题。因此，减少燃油车的使用，从燃油动力汽车转向电动汽车是解决汽车造成的环境污染的有效手段。当前电网系统的有基金项目：北京市教委科研计划项目序充电对智能电网的发展起着越来越大的作用。

居民小区具有用车规律性强、可控性强、方便调研等优势，因此将居民小区作为研究对象，针对EV在居民小区充电过程中随机停放且无序充电对电网系统产生的严重隐患及充电间时过长的问题，提出一种采用延迟充电的EV有序充电控制策略。

1.1EV有序充电策略

1.1.1EV有序充电控制架构

EV充电将成为居民区电力需求的重要组成部分，需要从配电网规划原则和负荷分布的影响等方面展开研究。结合概率收费模型和电力消费数据，在标准中定义的不同充电功率下，随机模拟不受控制、限制和价格优化的EV充电产生的影响。将大量EV推迟至用电谷时段进行充电以减小EV充电对小区变压器的冲击，并且考虑到分时电价可减少用户充电费用，提高经济性，保证EV与电网的协调互动发展。EV有序充电控制架构如图1所示。

图1 EV有序充电控制框架

假设该小区的峰谷时段为21：00 至次日 08：00。在不考虑功率限制、仅满足优先级但不具体根据优先级进行有序充电的情况下，对上述控制逻辑进行简单的模拟，结果如图 3 所示，并与即充即走的无序充电模式进行对比 。图3中蓝色为 EV充电时间，红色为 EV 可以进行充电的时间 。 由图3可见：C，G， H，I，J，K，L号 EV 均可在峰谷时进行充电 。但由于没有有序充电策略的帮助，导致原本可以延迟充电的EV在到达小区时就立即开始充电，导致用电高峰时有大量EV接入电网进行充电，给小区的变压器带来很大的负担，甚至会产生安全隐患。

2 安科瑞充电桩收费运营云平台

2.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的汽车充电站、电动自行车充电站以及各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资源管理、电能管理、明细查询等，同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压、欠压、绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝、云闪付扫码充电。

2.2应用场合

适用于住宅小区等物业环境、各类企事业单位、医院、景区、学校、园区等公建、公共停车场、公路充电站、公交枢纽、购物中心、商业综合体、商业广场、地下停车场、高速服务区、公寓写字楼等场合。

2.3系统结构

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

2.4平台功能描述

2.4.1充电服务

充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。

2.4.2首页总览

总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

2.4.3交易结算

充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。

2.4.4故障管理

故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项，为用户管理故障和查询提供方便。

2.4.5统计分析

统计分析支持运营趋势分析、收益统计，方便用户以曲线、能耗分析等分析工具，浏览桩的充电运营态势。

2.4.6运营报告

按用户周期分析汽车、电瓶车充电站、桩运行、交易、充值、充电及报警、故障情况，形成分析报告。

2.4.7APP、小程序移动端支持

通过模糊搜索和地图搜索的功能，可查询可用的电桩和电站等详细信息。扫码充电，在线支付:扫描充电桩二维码，完成支付，微信支付完成后，即可进行充电。

2.4.8资源管理

充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。