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    1. 新視角看“新基建”下的充電樁 ——發展趨勢之智能化

      新視角看“新基建”下的充電樁 ——發展趨勢之智能化

      2022-03-07 17:52:34 55

        

      今年國家重磅發布了“新基建”戰略,充電樁位列七大“新基建”項目之一,同時另外還有四項是與ICT和AI相關產業,包括5G基建、大數據中心、人工智能、工業互聯網??梢姵藗鹘y基礎設施建設以外,智能化與互聯網相關產業仍是國家和社會投資和建設的重點方向。
      隨著信息技術和智能技術在各行業的滲透和應用,新基建下的充電樁產業一方面滿足基本的電動車充電功能,一方面更是作為未來能源互聯網的重要基礎環節,智能化也是其建設和發展的一個重要趨勢。
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      隨著4G、5G為代表的通信技術和大數據、云計算、人工智能等智能技術的不斷發展,并以互聯網為載體滲透到社會的方方面面,助力各行業發展,也推動了物聯網的建設和發展,充電樁作為電動汽車的配套產業,其科技導向性和規?;ㄔO的行業屬性將推動各種新技術的快速應用、結合和發展。

      充電樁在智能化方面的發展主要體現在三個層面,一是功能層面:智能充電;二是管理層面:智能管理與運維;三是能源互聯網層面:智能大數據采集與邊緣計算。

      在智能充電層面
      隨著對電動汽車充電時間要求越來越短,充電功率越來越大,如何保障安全高效的快充需求,充電樁需要不斷提升更加智能化的大功率充電技術和安全檢測與保障技術。 
       
      充電樁智能管控系統與電池BMS一同組成電池的“大腦”,實時檢測電池組電壓、充電電流、溫度、動態內阻等信息,通過采用智能控制算法實施對充電電流脈沖寬度、間歇時間、放電電流脈沖的分段調節,消除充電電池的極化現象,使電池時刻處于較佳的電流接受狀態,提高充電速度和充電效率。
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      同時充電樁不斷提升對電池的傳感和安全監控保護性能,提升過流保護、過壓保護、過熱保護、短路保護、反接保護、漏電保護、絕緣保護等全方位保護功能,并通過4G\5G等通訊技術保持實時數據上傳和終端智能控制,提升充電功率的同時增強智能安全管控性能。所以選擇技術領先,質量優良,性能可靠的主流大品牌充電設備,如科士達樁,將是充電安全的重要保障。

      隨著電動汽車的普及和保有量的快速上升,電動汽車充電對電網的沖擊和影響問題也日益凸顯,特別是同類型的電動汽車往往具有類似的使用習慣和使用時間,如家用電動汽車車主通常晚上6點-8點下班回家后開始充電,形成充電負荷波峰剛好與社區晚間用電高峰重合;而通常早上8點-9點上班后在辦公區域充電,形成的充電負荷波峰剛好與辦公區域用電高峰重合。

      大量電動汽車同時充電產生的負荷波動疊加電網原有的負荷峰谷曲線,對電網造成更大沖擊和影響。所以進行群充群控管理,實行智能化有序充電策略則是充電樁智能化的一個重要方向。
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      充電樁管控系統與電網調度信息系統聯合,一方面進行充電樁側充電大數據計算,一方面進行電網側日常負荷大數據計算,模擬和評估充電負荷曲線和電網日常負荷曲線,協助電網制定相應的移峰平谷電價策略和調度管控策略,同時結合充電車主的使用需求和接入電動汽車的電池狀況,通過優化算法制定智能有序的充電策略,智能動態調節和分配網內充電樁的充電時序和充電功率,在滿足車主充電需求的同時避免充電負荷曲線與電網負荷曲線峰谷疊加,減少對電網的沖擊,進而為電網起到削峰填谷,穩定電網的作用。
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      無序充電情況下充電負荷高峰與電網日常負荷高峰重疊
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      智能有序充電下充電負荷對電網日常負荷曲線削峰填谷穩定電網

       
      智能管理與運維層面
      隨著充電樁建設運營數量的迅速上升,運維管理工作成為提升充電樁可用性,提升用戶使用體驗和粘性,提升運營盈利能力的重要的保障。這也是以往充電樁行業快速發展產生一個問題所在:由于充電樁布局分散,品牌眾多,質量不一,廠家備品備件和售后服務難以保障,運營商的運維管理效率低成本高,出現大量壞樁,造成資產浪費,也影響用戶充電體驗和運營盈利水平。

      由于大多數充電站和充電樁都是無人值守,目前運維工作主要以人工巡檢為主,充電站巡檢人員主要依靠站內配電柜各項監測數據來對充電樁的電氣參數進行人工現場檢測,并采取相應的運維檢修措施。主要巡檢設備包括:配電柜中的高壓設備、低壓設備、無功補償裝置和電力電纜以及充電樁設備等。普遍存在巡檢效率低,檢測維修工作質量依賴人工操作水平等問題,傳統的運維方式已經不能滿足充電樁行業的建設和發展需要,因而高效的智能化管理運維體系將是新的建設與發展的一個重要趨勢。
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      建立手機APP+運維云平臺+智能充電樁設備的模式,將是未來智能運維管理的發展方向,實時而全面地監控充電站的運行參數和動環因素,利用大數據和移動互聯技術,將配電設備和充電設備的電氣參數與信息上傳至云端,實現大數據存儲與運算,對于運行異常立即進行自動應對處理并發出告警,通過大數據智能計算提供參考解決方案,并進行工單派發和管理,將極大提升充電站的運維效率和運行的安全性與可靠性。

      同時對充電站資產進行全生命周期智能化管理,根據采集的充電站運行數據,通過大數據智能計算,提前評估和預判故障風險,制定優化的運維巡檢計劃,根據資產全生命周期價值最大化原則和運營效益最大化原則提供最優的運維方案,對故障提前預防提前維修,維護設備的良好狀態,從被動的應對式運維管理轉變成主動的價值最大化運維管理,通過對系統設備的全生命周期價值進行管理,保障用戶的使用體驗同時實現運營價值最大化。
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      智能管理運維系統架構

      能源互聯網層面
      隨著互聯網和物聯網技術的發展,在能源行業的發展方向將是逐步建設實現能源互聯網。能源互聯網是綜合運用先進的電力電子技術,信息技術和智能管理技術,將各種集中式及分布式能源、儲能系統和各種類型負載互聯起來,形成智能化信息化新型電力網絡,實現能量雙向流動和對等交換與共享的能量網絡。
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      能源互聯網基本組成部分

      能源互聯網是新能源技術和互聯網/物聯網技術相融合的全新能源生態系統。依托能源物理網絡和互聯網/物聯網相融合的開放平臺,進行能源相關產品和服務的平等、靈活的多邊交易,實現能源系統效率最優和能源價值的最大化利用,是能源結構生態化、產能用能一體化、資源配置高效化的全新能源生態系統。
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      能源互聯網典型架構

      電動汽車作為關系著社會生產生活的關鍵設施,不僅是未來社會能源結構中最大的用電單元也是最大的分布式儲能單元,無疑將是未來能源互聯網中最重要的組成部分之一。充電樁是電動汽車與能源互聯網的互聯節點,在完成電能在電動汽車和電網之間雙向流動功能的同時也是電動汽車使用與運行大數據的主要采集節點。

      隨著大數據、云計算和區塊鏈技術的發展,充電樁將是未來能源互聯網的核心終端之一,如同手機終端一樣將成為未來為數不多的,與人們生活緊密結合的,高頻剛需的用戶接口,是未來人們出行、交通運輸和社會能源等核心數據資源的采集匯聚節點和邊緣計算中心,其大數據和云計算價值將越來越重要,將來諸多出行、交通運輸、社會能源等方面的增值服務將有賴于充電樁的大數據支持。
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      能源互聯網的運作模型

      智能化將是充電樁產業發展的一個重要趨勢,其中在智能充電、智能運維管理、能源互聯網大數據智能計算等方面更是期待有更好的發展。未來的能源互聯網結構中充電樁不僅是一個簡單的為電動車充電的電能傳輸裝置,而是一個滿足安全可靠的大功率快速充放電,充電負荷曲線智能優化控制,充放電能量雙向流動,對電網智能友好型的智能控制系統。
      智能化的運維管理也使充電樁的可用性更強,增加運營盈利能力。隨著能源互聯網的發展,充電樁將成為未來出行、交通運輸、社會能源服務的重要大數據采集與計算節點,發揮能源互聯網及大數據和云計算的功能和價值將遠超越其充電的基本功能。
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      科士達作為國內主流充電樁產品及方案提供商,有著雄厚的研發生產能力、齊全的產品系列、豐富的行業經驗,在充電樁智能化方面也走在行業前列,已經研發出一系列智能化充電樁產品同時也在進一步加強產品智能化的研發,未來科士達將有更多智能化充電樁產品提供給客戶,科士達將和行業共同推動充電樁智能化的發展。


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