淺聊用戶行為的V2G模式下電動汽車有序充電控制負荷預測研究

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著電動汽車的普及和 V2G（Vehicle-to-Grid）技術的發(fā)展，對電動汽車有序充電控制及負荷預測的研究變得至關重要。本文深入探討了考慮用戶行為的 V2G 模式下電動汽車有序充電控制的負荷預測問題。通過分析用戶行為對充電需求的影響，結合先進的預測方法，為實現(xiàn)高效的電動汽車有序充電和電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供理論支持和實踐指導。

1. 基于出行鏈的負荷預測
   出行鏈是指用戶在一定時間內的出行活動序列。通過分析用戶的出行鏈，可以預測電動汽車的充電需求。例如，根據(jù)用戶的上下班出行鏈，可以確定電動汽車在工作日的充電時間和充電地點。

2. 基于用戶分類的負荷預測
   根據(jù)用戶的出行行為、充電偏好等特征，將用戶進行分類。針對不同類型的用戶，建立相應的負荷預測模型。這樣可以提高負荷預測的準確性，更好地滿足不同用戶的需求。

3. 基于機器學習的負荷預測
   機器學習方法如神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機等具有強大的非線性擬合能力，可以有效地處理復雜的用戶行為和負荷數(shù)據(jù)。通過對大量歷史數(shù)據(jù)的學習，建立電動汽車負荷預測模型，提高預測的精度和可靠性。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(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、支付管理，交易結算，資要管理、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，絕緣低各類故障進行預警；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。

（二）應用場所

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、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎設施設計。

（三）系統(tǒng)結構

系統(tǒng)分為四層：

（1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、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)絡傳輸層：通過4G網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。

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

（5）應客戶端層：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、基礎數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

1.智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、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，查看設備使用率，合理分配資源。

2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設施運行狀況，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。

3.交易管理

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

4.故障管理

設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設施、、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。

6.基礎數(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施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

7.運維APP

面向運維人員使用，可以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)設置，同時可接收故障推送

8.充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，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。

9.系統(tǒng)硬件配置

然而，目前的研究還存在一些不足之處。例如，用戶行為的復雜性和不確定性使得負荷預測仍然存在一定的誤差；V2G 技術的推廣和應用還面臨著一些技術和政策上的障礙。未來的研究需要進一步深入分析用戶行為，完善負荷預測方法和有序充電控制策略，加強 V2G 技術的研發(fā)和應用，推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻:

[1]薛靜云,張銀環(huán).基于用戶行為的V2G模式下電動汽車等有序充放電控制策略研究

[2]彭晶,黃虹,劉福潮,基于V2G技術的電動汽車有序充放電策略研究

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

作者介紹：
張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。