无序充电与有序充电

伴随双碳背景下电动汽车几何式增长及新型电力系统深入建设，在充换电站运营领域不仅要关注传统常规的运营手段，车网互动相关的能量运营将会成为领域内下一个重量级延伸赛道。因此，本篇以通用充电站为服务对象，针对性输出基于有序充电的场站能力提升解决方案和能量运营构想，内容分为“前言篇”和“方案篇”，欢迎大家切磋探讨！前言篇（一）无序充电规模化对电网安全稳定运行带来威胁根据公安部相关数据统计，2023年上半年新注册登记新能源汽车312.8万辆，同比增长41.6%，创历史新高，同时，新能源汽车新注册登记量占汽车注册登记量的26.6%。新能源汽车渗透率的增长和相关政策的持续出台也推动着电动汽车充电行业的发展。根据中国充电联盟最新数据显示，2023年上半年，充电基础设施增量144.2万台，同比上升18.6%。截止今年6月，全国充电基础设施累计数量665.2万台，同比增长69.8%。电动汽车规模化增长带来的井喷式充电需求将对电网产生较大影响。电动汽车充电负荷较常规负荷来说，具有时空随机性强的特点，伴随电动汽车及其充电网络渗透率的提高，大规模电动汽车的充电负荷将成为电网运行中不可忽视的影响因素一是加重电网高峰压力，拉大峰谷差，带来电网冲击。从电网层面看，未来电动汽车庞大的充电量将对电网造成巨大冲击，调控困难；二是配电容量受限，老旧小区扩容难且电力扩容成本高。从图1表格所引数据可观，以一个配电单元为例，一个630的变压器采用7kW慢充，最多仅能支持90台车（具体容量还需根据小区总体配电情况及公共桩的情况具体计算），无序充电将造成过负荷，一旦规模化之后情况将会更加严重；三是电压偏差和功率因数低，导致电能质量受影响。假定单枪最大功率在180kW左右，受电弓或者未来的大功率液冷设备可以支持500kW以上的大功率充电，那么短时的冲击会带来突出的电网电压问题、谐波问题等。（二）有序充电模式符合新型能源体系战略方针2023年10月，国家能源局发展规划司司长李福龙发表《坚持系统观念加快规划建设新型能源体系》的文章。文章指出，综合各方研究和认识，新能源体系具备至少具有“四新一强”的特征。其中“两新”值得重点说明：一是一次能源形态新，新能源体系将由以绿电为核心的新型电力系统、氢能等新二次能源系统以及化石能源零碳利用系统构成；二是产业体系新，新型能源体系催生新技术、新产业、新模式，也伴随着新一代信息技术和人工智能等领域能源系统的深度融合。有序充电模式正在积极融合和促进产业体系发展创新。2023年6月2号，国家能源局组织电力规划设计总院、水电水利规划设计总院等多家权威机构编制的《新型电力系统发展蓝皮书》（以下简称蓝皮书）正式发布，蓝皮书分析了现有电力系统面临的主要挑战和问题。其中两点值得重点关注，一是多重因素叠加，部分地区电力供应紧张，保障电力供应安全面临突出挑战；二是新能源快速发展，系统调节能力和支撑能力提升面临诸多掣肘，新能源消纳形式依然严峻。伴随着供端波动性和间歇性加剧，以及供需不平衡矛盾的持续紧张，着手从需端解决相关问题已成为产业、学术、企业的基本共识之一，有序充电正是应对电力系统转型挑战的解决方案之一。（三）有序充电是现阶段支撑新型电力系统建设的关键举措从字面意义简单来说，有序充电就是有秩序的充电，即以充电时间和充电功率为控制变量，运用经济或技术措施引导、控制电动汽车充电，实现充电能量的转移，且电动汽车可以可控负荷的形式参与电网调控。方案篇
   安科瑞有序充电系统解决方案
1）预测算法光伏发电功率预测系统通过采集数值天气预报数据、实时环境气象数据、光伏电站实时输出功率数据、光伏组件运行状态等信息，结合相关算法模型，实现短期功率预测（预测光伏电站未来0h-72h的光伏输出功率，时间分辨率为15min）、超短期功率预测（预测未来15min-4h的光伏输出功率，时间分辨率为15min）功能。负荷预测根据历史负荷数据，结合生产计划、天气等因素预测下一个周期的负荷需求，协助安排能源计划和控制策略。系统结合光伏发电预测和负荷预测数据计算充电可用容量，结合充电历史特点对储能进行充放电控制，或调整电动汽车充电功率、价格进行调控，提高系统稳定性的同时降低充电成本。
2）能量管理策略能量管理策略采用基于博弈论的功率协调分配技术，基于在通用设计平台和运行环境上开发能量协调控制策略，实现配网、分布式可再生能源发电、储能装置、充电设施之间能量的互动融合和灵活调配。系统在保障变压器安全运行前提下进行优化调控，有效消除峰谷差、平滑负荷，短时柔性扩容，提高电力设备运行效率、补偿负荷波动。同时在不允许对电网送电的情况下还可以通过调节光伏发电、储能充电、调节充电桩等方式，有效防止逆功率。
3）有序充电有序充电策略主要根据负荷允许容量变化来进行充电许可或充电功率控制，采用先到先充或权限优先等策略，保障电网运行稳定。系统实时监测变压器负荷率，计算变压器剩余容量，结合充电需求和储能系统放电容量对充电进行动态控制，包括：用户权限识别、充电行为统计、充电功率控制、允许/禁止新增充电、调整充电价格等方式来引导用户充电需求，培养用户充电习惯，提高电网对充电的友好度和容纳能力。
4）充电运营管理安科瑞充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术的充电设施管理系统，可以实现对充电桩的监控、调度和管理，提高充电桩的利用率和充电效率，提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过APP或小程序提前预约充电，避免在充电站排队等待的情况，同时也能为充电站提供更准确的充电需求数据，方便后续的调度和管理。平台支持扫码/刷卡充电、寻桩导航、订单管理、充电桩监控、收益分析等功能。
5）硬件