論多場景有序充電對公交綠色低碳轉(zhuǎn)型的作用與影響

摘要：公共交通乃城市之 “動脈”，于城市公交車輛漸趨新能源化的現(xiàn)今，對充電樁資源施行集約化一體化管控，達成充電資源的有效運用；依循電池充放電特質(zhì)及行車作業(yè)規(guī)劃，擬定合理的充電策略，乃是確保城市 “動脈” 通暢的關(guān)鍵要素。在當(dāng)下全球氣候變化與環(huán)境保護的大背景中，推進公交綠色低碳轉(zhuǎn)型已成城市可持續(xù)發(fā)展的重要使命。多場景有序充電作為一項創(chuàng)新的技術(shù)與管理模式，正為公交綠色低碳轉(zhuǎn)型注入強勁動力。

關(guān)鍵詞：公共交通，一體化管理，充電策略

1 純電動公交車充電問題及解決之法

伴隨新能源公交車輛規(guī)模迅速擴張，純電動公交車輛的充電面臨充電樁平臺各異、協(xié)議不通以及電池容量、充電速度有別的問題。車輛充電過程缺乏整體有效管控，多采用人工經(jīng)驗編制作業(yè)計劃，車輛充電靠人工開啟充電開關(guān)。人工經(jīng)驗的充電方式難以良好考量車輛排班以及不同車輛、充電樁充電速度的問題，充電樁整體利用效率偏低，無法滿足車輛運營需求；人工經(jīng)驗充電也無法充分顧及分時電價以及電網(wǎng)波谷壓力，車輛大規(guī)模充電時易對電網(wǎng)形成壓力，且致使整體運營成本上揚。

針對純電動公交車的充電問題，天邁新能源充電整體解決方案構(gòu)建統(tǒng)一的標準與協(xié)議，通過接入不同品牌、型號的充電設(shè)施進行統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一核算，實現(xiàn)統(tǒng)管統(tǒng)算，解決企業(yè)充電管理難、充電核算難的問題；依據(jù)實際運營作業(yè)計劃、車輛綜合能耗等信息，對充電進行智能調(diào)度，提供快充快補、慢充補能等多種充電方式，解決車輛何時充電、充多少電的問題，在滿足運營的前提下，降低充電成本，實現(xiàn)充電智能調(diào)度；通過 APP、小程序、IC 卡等方式向公眾提供快速充電服務(wù)，將閑置充電資源提供給社會車輛、出租車使用，以提升設(shè)備利用率，增加企業(yè)效益，實現(xiàn)充電運營。

2 充電設(shè)備集約化管理，提升管理效能

就公交企業(yè)充電樁的建設(shè)而言，多數(shù)企業(yè)面臨廠家眾多、協(xié)議繁雜、平臺不兼容等狀況，缺少統(tǒng)一的平臺對充電設(shè)備進行一站式集約化管理。各平臺、各充電樁之間獨立運作，無法形成有效聯(lián)動，導(dǎo)致管理成本增加、運營難度加大、運維效率降低。由于平臺不統(tǒng)一，對不同公司、不同經(jīng)營活動的費用清算和對賬極為困難，經(jīng)營活動受到極大限制。為進一步提高公交企業(yè)對充電樁資源的管理效率，打破設(shè)備、平臺壁壘勢在必行。企業(yè)可通過構(gòu)建一套完備的充電樁對接協(xié)議，將不同廠家的設(shè)備接入統(tǒng)一的管理平臺進行管理、運營、維護，對充電樁分布、運營狀態(tài)、故障問題實時監(jiān)控，形成一套有效完善的運營監(jiān)控體系，提升企業(yè)對充電樁運營的管理能力。

3. 多場景有序充電的優(yōu)勢

3.1 提升充電效率

多場景有序充電能夠依據(jù)不同的充電需求與場景，智能調(diào)節(jié)充電功率和時間。在公交場站、停車場等固定場所，可利用夜間低谷電價進行大功率快充，滿足公交車的日常運營所需。而在路邊充電樁、商場停車場等臨時場所，可進行小功率慢充，為公交車提供應(yīng)急充電服務(wù)。這種靈活的充電方式可大幅提升充電效率，減少充電時間與成本。

3.2 優(yōu)化電網(wǎng)負荷

公交車的充電需求通常較大，若無序充電，可能會對電網(wǎng)造成較大的負荷壓力。而多場景有序充電可通過智能控制系統(tǒng)，合理安排充電時間和功率，避開高峰時段充電，從而優(yōu)化電網(wǎng)負荷，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性。

3.3 延長電池壽命

合理的充電方式可延長電池的使用壽命。多場景有序充電能夠根據(jù)電池的狀態(tài)和需求，采用恒流、恒壓、涓流等不同的充電模式，避免過充和過放，進而延長電池的使用壽命。此外，多場景有序充電還可對電池進行智能管理和維護，及時察覺并解決電池故障，提升電池的安全性與可靠性。

4. 多場景有序充電在公交綠色低碳轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用

4.1 公交場站充電

公交場站是公交車的主要充電場地。在公交場站建設(shè)大功率快充樁，可滿足公交車的快速充電需求。同時，借助智能控制系統(tǒng)，合理安排公交車的充電時間和順序，避開高峰時段充電，優(yōu)化電網(wǎng)負荷。此外，還可在公交場站建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，為公交車提供綠色能源，進一步降低碳排放。

4.2 路邊充電樁充電

在城市道路兩側(cè)、商場停車場等場所建設(shè)路邊充電樁，可為公交車提供應(yīng)急充電服務(wù)。路邊充電樁通常采用小功率慢充模式，不會對電網(wǎng)造成較大的負荷壓力。同時，通過智能定位系統(tǒng)，公交車司機能便捷地找到附近的充電樁，提高充電的便利性。

4.3 智能公交系統(tǒng)與有序充電的結(jié)合

智能公交系統(tǒng)可實時監(jiān)測公交車的位置、電量、運行狀態(tài)等信息，為多場景有序充電提供數(shù)據(jù)支撐。通過智能公交系統(tǒng)與有序充電的結(jié)合，可實現(xiàn)公交車的智能調(diào)度和充電管理，提升公交運營的效率和可靠性。例如，當(dāng)公交車電量較低時，智能公交系統(tǒng)可自動安排公交車前往最近的充電樁進行充電，避免因電量不足而影響運營。

5 安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

5.1 概述

AcrelCloud - 9000 安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資產(chǎn)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、絕緣低等各類故障進行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G 或 WIFI 等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

5.2 應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標準 modbus - rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過 4G 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB 網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

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

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維 APP，為充電用戶提供充電小程序。

5.4 安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

5.4.1 智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

5.4.2 實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

5.4.3 交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4 故障管理

設(shè)備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)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后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5 統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)施、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

5.4.6 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施，維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

5.4.7 運維 APP

面向運維人員使用，可對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)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(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送。

5.4.8 充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)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。

5.5系統(tǒng)硬件配置

總結(jié)

多場景有序充電作為一項創(chuàng)新的技術(shù)和管理模式，為公交綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了有力支持。在未來的發(fā)展中，需要加強技術(shù)創(chuàng)新、標準制定、資金投入和安全管理等方面的工作，推動多場景有序充電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為城市可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。公交充電資源通過平臺系統(tǒng)實現(xiàn)了有效的動態(tài)調(diào)配，不僅僅滿足公交內(nèi)部車輛的充電需求，通過動態(tài)調(diào)配出的富裕充電資源也能為更多的社會車輛提供服務(wù)，以此提高充電場站的利用效率，增加企業(yè)運營效益

參考文獻：

王中航.多場景有序充電，助力公交綠色低碳轉(zhuǎn)型

[2] 曾雅文．電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版

審核編輯 黃宇