泛在电力物联网下电动汽车充电桩的运营管理创新

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月7期   作者: 武鸿斌 常安 蔡智高 任新伟 刘国辉
[导读] 电动汽车销量的增长,增加了充电服务的压力,同时也倒逼了充电服务的智能化发展,尤其对于电动汽车充电桩的运营管理提出了更高的要求
        武鸿斌 常安 蔡智高 任新伟 刘国辉
        河南九域腾龙信息工程有限公司,河南省郑州市
        摘要:电动汽车销量的增长,增加了充电服务的压力,同时也倒逼了充电服务的智能化发展,尤其对于电动汽车充电桩的运营管理提出了更高的要求。根据当前电力物联网的泛在和互联特性,必须进一步推动充电桩运营管理工作的智能化改革。本文分析了泛在电力物联网下电动汽车充电桩的运营管理以及创新方式。
        关键词:电力物联网;电动汽车;充电站;运营管理创新
        1.电动汽车充电服务需求分析
        1.1充电设施布局与优化
        我国当前的充电设施可以分为两大类,主要为快速充电桩和慢速充电桩。两者的充电时长不同,在充电桩进行设置时,不仅要保障充电桩的数量,也要充分考虑到广大用户的诉求,保障充电设施能够服务广大群众。因此,在设置充电桩时,需要契合城市的交通规划,在整个城市的布局供换上设置充电桩,并且应当考虑到未来发展的建设,提供优化的空间。为了进一步提高充电桩的利用效率,在进行初步选址之后,需要根据实际的需要对选址进行合理化评价,并根据相关的调查数据对充电桩的数量及分布地址进行再次确认和调整[1]。
        1.2多类充电桩的统一接入
        自2014年电动汽车充换设施市场开放以来,数百家企业在该领域展开竞争。目前电动汽车充电桩存在厂商不同、充电桩品牌少、充电桩的版本不同等等问题会导致充电桩无法接入平台。所以,需要在保障充电桩数量的基础上提高通信能力,适应当前通信技术快速发展背景下的信息交互需求,从而使得不同系统的手机都能够实现与充电桩之间的通信。
        1.3充电桩地理定位和导航
        由于电池寿命的限制,电动汽车在夜间需要在固定的位置补充电能,行驶过程中也需要根据消耗的电能寻找附近的充电桩。目前在城市中的充电桩分布点很广泛,所以车主需要确定汽车的位置,检查充电桩的位置、类型、状态和其他信息,确定到达充电设施的最佳路径。充电桩信息的充分共享,能够使用户能够快速找到充电桩。
        2当前电动汽车充电运营管理的具体情况
        由于多数公共充电站为无人值守,并且大多数是自助充电。在这样的情况下,很多司机没有严格规范自己行为,充电站停车不规范,充电枪充电后不复位,充电站乱扔杂物;较为严重的是在充电站排便,故意损坏桩身外观(雕刻、划线、涂抹、修改等),不正常使用导致充电枪损坏;此外,充电桩由于故意破坏桩导致不能使用,充电桩的显示屏受到故意损坏,导致检修和维护人员加大了工作量,这不仅增加了设备维护成本,还需要负担额外的清洁工作[2]。
        3.电动汽车充电运营模式创新
        3.1混合运营模式
        通过对充电桩以往运营模式的分析,本文提出了一种与汽车厂商和充电桩厂商进行合作销售的方案。电动汽车和充电桩在市场售卖的角度而言是互补品。所以如果两者在进行互补销售之后,便可以突破“1 + 1> 2”的效果。主要可以表现为两者的捆绑售卖可以比单独售卖增加相应的利润额。因此,在这样的运行模式之下,如果居民购买电动汽车,则汽车的相关制造商可以帮助居民所在的小区设置充电桩。如果居民上电动车生产厂家进行支付,也进一步带动了充电桩设备厂家的销售,可以实现两者的互利双赢。
        3.2共享运营模式
        共享经济的发展使得当前的经济和商业发展模式进一步变革。这是在以陌生人关系为基础上的商品使用权临时转让的一种体现。在居民小区内设置充电桩也同样具有共享经济的特征。充电桩作为一种共享经济中闲置的资源,能够在居民中实现临时使用权的转让。
        通过在线下单可以充分利用充电桩,使其他居民可以共享该资源,给充电桩的所有者带来相应的利益。共享充电桩的运行模式是对所有充电桩的空闲时间进行整合,不仅提高了充电桩的使用效率,也给居民带来了方便。


        在实现充电桩共享中,最重要的是共享平台的建设。
        共享经济的到来,使得需求侧和供给侧联系得更加紧密。可以进一步实现充电桩资源的合理配置。在未来,随着电动汽车的普及,设置共享充电桩已经成为了大势所趋,电力公司应当结合居民的实际用电需要,采集相应区域内的用电信息,并对终端用户的用电数据进行详细的分析。对用户用电实现监测,调整和管理等等工作。根据居民的实际用电需要,建立电力信息采集系统。为未来的充电桩共享操作系统的设置,提供相应的数据参考。
        4.泛在电力物联网下电动汽车充电运营管理的改革举措
        4.1基于峰谷分时电价政策的引导性充电策略
        (1)除充电桩负荷外,对电动汽车负荷进行整体分析,得到用户负荷曲线和峰谷时段。(2)如果未进行电网改造,放主要的用电区域内应当设置电力负荷。在可承载负荷之下的曲线,便是充电桩的可用电能。(3)可以根据监测区域内的电能消耗曲线,将全电24小时分为三个时段,分别为高峰时段、正常用电时段和低峰用电时段。不同的时段内,电动汽车若想进行充电,则应当根据当天的相关电能负荷率进行付费。
        4.2电动汽车老旧电池储能装置的综合利用
        (1)技术方面。
        1)充放电系统:既能在耗电量高峰时放电,又能在耗电量低谷时充电。充放电与区域电力负荷有关;同时,设备还需要记录储能装置的充放电情况。2)通信系统:与电力信息系统建立实时通信系统,与电力信息系统实时传输信息。用电信息系统检测区域电力负荷,峰值时向双向充放电装置发送放电指令,低位时向双向充放电装置发送充电指令,而双向充放电装置将充放电信息发送到功耗信息系统。3)充放电控制策略:实际调度算法一般以负荷曲线方差最小和负荷峰值最小作为电网侧充电策略的控制目标。4)电池损耗分析:频繁地充放电会对电池本身造成很大的危害,还会导致电量的过度损耗[3]。
        (2)市场方面。
        电动汽车中的旧电池储能装置会抬高电网由于调频和错峰而造成还会提升相应的管理效率。所以为了对相应的效益和成本进行综合分析,提高使用效益,降低成本。进行运行管理时,将旧电池放在一起虽然会形成储能装置,但是也会形成安全隐患。所以必须要采取相关的安全措施。同时,应当将旧电池有序排放。
        储能设备的放电一般为电网提供频率和调峰服务,为电网带来实际效益。因此,可以获得相应的利益。因此储能设备的放电价格一定要高于充电价格,利用差价可以获得利润。
        4.3保障充电安全
        实时监测充电桩的预警装置,保护充电。在直流桩的充电过程中,如果BMS数据超出了相应的范围,或者造成了死机,会触发保护装置终止充电。如果充电桩的温度过高或过低,也会触发安全装置,并会通过短信发送预警信息。通过该充电桩的监测,可以采用访问授权或身份认证等应用程序对其进行非法访问的阻止,或通过主机防火墙等技术保障主机安全。
        5.结语
        总而言之,泛在电力物联网能够适应共享经济时代的发展,同时也更好地解决了电动汽车充电桩的运行和维修的后续工作,不仅能够提升相应的运维效率,也能够进一步降低运维成本。实现了充电桩的泛在覆盖,实现对充电数据的全面共享。泛在物联网能够连接充电桩以及电动汽车的供给侧以及需求端,发挥物联网的优势,实现终端覆盖、全数据渗透、全业务渗透,形成共建、治理、共赢的全方位服务生态系统。电动汽车公司应积极适应时代发展的变化,使得运营管理继续向标准化、信息化、柔性方向发展。
        6.参考文献
        [1]王秀杰,陈轶嵩,徐建全.我国新能源汽车产业化发展问题及对策研究[J].科技管理研究,2012(11):29-35
        [2]寇凌峰,刘自发,周欢.区域电动汽车充电站规划的模型与算法[J].现代电力,2010(04):44-48
        [3]陈良亮,张浩,倪峰,等.电动汽车能源供给设施建设现状与发展探讨[J].电力系统自动化,2011(14):11-17


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