浅谈基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电

安科瑞 刘秋霞

摘要：随着电动汽车的普及，充电桩的需求日益增长。本文提出了一种基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电方案。通过物联网技术实现充电桩与电网的智能交互，结合优化算法对充电桩的充电功率进行合理分配，以提高台区的能源利用效率、降低电网负荷波动，并实现绿色环保的充电目标。实验结果表明，该方案能够有效地实现充电桩的有序充电，为电动汽车的发展提供有力支持。

关键词：物联网；绿色精品台区；充电桩；有序充电

1引言

随着全球对环境保护的重视和能源危机的加剧，电动汽车作为一种绿色、环保的交通工具，得到了越来越广泛的关注和推广。然而，电动汽车的大规模普及也给电网带来了巨大的挑战，如电网负荷波动、能源浪费等问题。为了解决这些问题，实现充电桩的有序充电成为了当前研究的热点。

物联网技术的发展为充电桩的有序充电提供了新的思路。通过物联网技术，充电桩可以与电网实现智能交互，实时监测电网状态和充电桩的使用情况，从而实现对充电功率的合理分配和控制。同时，结合绿色能源的利用，可以进一步提高台区的能源利用效率，实现绿色环保的充电目标。

2物联网在充电桩有序充电中的应用

2.1物联网架构

基于物联网的充电桩有序充电系统主要由充电桩、传感器、通信网络和管理平台组成。充电桩通过传感器实时监测充电状态和电网参数，并通过通信网络将数据上传至管理平台。管理平台对数据进行分析和处理，制定合理的充电策略，并通过通信网络将控制指令下发至充电桩，实现对充电功率的控制。

2.2通信技术

在充电桩有序充电系统中，通信技术起着至关重要的作用。常用的通信技术包括有线通信和无线通信。有线通信主要包括以太网、电力线载波等，具有通信稳定、可靠的优点，但布线成本较高。无线通信主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，具有布线方便、灵活的优点，但通信距离和稳定性相对较差。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的通信技术。

2.3数据采集与处理

充电桩通过传感器采集充电状态、电网参数等数据，并将数据上传至管理平台。管理平台对数据进行分析和处理，提取有用信息，如充电桩的使用情况、电网负荷等。通过对这些信息的分析，可以制定合理的充电策略，实现充电桩的有序充电。

3绿色精品台区的建设

3.1绿色能源的利用

在绿色精品台区中，可以充分利用太阳能、风能等绿色能源，为充电桩提供部分电力供应。通过合理的能源管理和调度，可以提高绿色能源的利用效率，降低对传统电网的依赖，实现绿色环保的充电目标。

3.2储能系统的应用

储能系统可以在电网负荷低谷时充电，在电网负荷高峰时放电，从而实现削峰填谷的作用。在绿色精品台区中，可以配置适当容量的储能系统，与充电桩协同工作，提高台区的能源利用效率和稳定性。

3.3智能电网技术的应用

智能电网技术可以实现电网的智能化管理和控制，提高电网的可靠性和稳定性。在绿色精品台区中，可以应用智能电网技术，如智能电表、智能开关等，实现对充电桩的远程监控和控制，提高台区的管理水平和服务质量。

4充电桩有序充电策略

4.1优化算法

为了实现充电桩的有序充电，可以采用优化算法对充电功率进行合理分配。常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。这些算法可以根据电网状态、充电桩使用情况等因素，制定的充电策略，实现充电桩的有序充电。

4.2分时电价策略

分时电价策略是一种通过价格手段引导用户合理用电的策略。在充电桩有序充电中，可以采用分时电价策略，根据电网负荷情况制定不同时段的电价，引导用户在电网负荷低谷时充电，在电网负荷高峰时减少充电，从而实现削峰填谷的作用。

4.3需求响应策略

需求响应策略是一种通过用户参与电网调度实现负荷平衡的策略。在充电桩有序充电中，可以采用需求响应策略，邀请用户参与电网调度，根据电网需求调整充电功率，从而实现充电桩的有序充电。

5实验结果与分析

5.1实验环境

为了验证基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电方案的有效性，搭建了实验平台。实验平台包括充电桩、传感器、通信网络、管理平台和电网模拟器等设备。

5.2实验结果

通过实验，得到了以下结果：

采用有序充电策略后，电网负荷波动明显减小，台区的能源利用效率得到了提高。

绿色能源的利用和储能系统的应用，进一步降低了对传统电网的依赖，实现了绿色环保的充电目标。

优化算法和分时电价策略的结合使用，能够有效地实现充电桩的有序充电，提高了充电效率和用户满意度。

5.3结果分析

实验结果表明，基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电方案是可行的。通过物联网技术实现充电桩与电网的智能交互，结合优化算法、分时电价策略和需求响应策略等，可以有效地实现充电桩的有序充电，提高台区的能源利用效率和稳定性，实现绿色环保的充电目标。

6安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

6.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法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，资要管理、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。

6.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

6.3系统结构

系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

6.4安科瑞充电桩云平台系统功能

6.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

6.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。

6.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

6.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

6.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

6.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

6.4.7运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

6.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

6.5系统硬件配置

结论

本文提出了一种基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电方案。通过物联网技术实现充电桩与电网的智能交互，结合绿色能源的利用、储能系统的应用和优化算法等，可以有效地实现充电桩的有序充电，提高台区的能源利用效率和稳定性，实现绿色环保的充电目标。实验结果表明，该方案是可行的，为电动汽车的发展提供了有力支持。未来，可以进一步研究和完善该方案，提高其性能和可靠性，为实现可持续发展的交通系统做出贡献。

参考文献：

[1]陈贤阳 王鹏 程思远．基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电

[2]程杉，王贤宁，冯毅煤.电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版