商业广场新能源汽车与可再生能源融合发展的创新路径与未来展望

摘要

在全球气候变化的背景下，实现“3060”双碳目标已成为我国能源转型的重要方向。新能源汽车与可再生能源的协同优化，不仅有助于提升能源利用效率，还能有效降低碳排放，推动绿色发展。本文深入探讨了电动汽车接入电网对电力系统的影响，分析了新能源消纳的主要策略，并从技术、政策和市场角度综述了电动汽车有序充电的现状与挑战。同时，本文提出了未来发展的创新路径，旨在为新能源汽车与可再生能源的高效融合提供新的视角和解决方案。

一、引言

自《巴黎协定》签署以来，全球各国纷纷提出碳中和目标，我国也在2020年明确提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的宏伟目标。在这一背景下，能源结构的优化和绿色低碳转型成为必然趋势。根据《“十四五”现代能源体系规划》，我国一次能源生产结构中，化石能源占比从2012年的88.8%下降到2021年的79.7%，清洁能源消费占比则从14.5%上升到25.5%。尽管化石能源仍占主导地位，但可再生能源的快速发展为实现“双碳”目标提供了重要支撑。

新能源汽车作为应对气候变化、推动绿色发展的重要战略举措，其与可再生能源的协同发展具有重要意义。通过促进“绿电绿用”，不仅能提升可再生能源的应用比例，还能降低新能源汽车用电成本，提高电网的调峰调频能力。因此，深入研究电动汽车有序充电策略，提升新能源消纳水平，已成为当前研究的热点。

二、电动汽车与新能源接入对电网的影响

2.1 电动汽车对电网的影响

2.1.1 负荷特性改变与峰谷差加剧

电动汽车充电行为具有明显的集中性特点，通常在下班后或夜间进行充电。这种集中充电行为加剧了电网的负荷峰谷差，导致电网负荷特性发生显著变化。

2.1.2 电能质量面临挑战

电动汽车充电设备属于非线性负载，充电过程中产生的谐波电流会注入电网，引发电压畸变、三相不平衡等问题，影响电网的电能质量。

2.1.3 配电网容量与线路压力增大

大量电动汽车同时充电会对局部配电网的供电容量构成压力，导致变压器过载、线路载流量超标等问题，甚至可能引发跳闸事故。

2.2 新能源接入对电网的影响

2.2.1 功率平衡与调度难度提升

新能源发电（如风电、光伏发电）具有间歇性和波动性，大规模接入电网后，电网维持功率平衡的难度增加，传统的调度方式难以满足需求。

2.2.2 电能质量波动问题

新能源发电的波动性会导致电网电压波动，谐波问题加剧，影响电网的电能质量。

2.2.3 对电网稳定性的潜在威胁

新能源的分散式接入和大规并网改变了电网的潮流分布和网络结构，给电网的稳定性带来潜在威胁，增加了电网运行控制的复杂性和难度。

三、考虑新能源消纳的电动汽车有序充电策略研究现状

3.1 提升新能源消纳水平的主要方式

3.1.1 储能技术应用

通过配置储能系统（如锂电池储能、液流电池储能），在可再生能源发电过剩时储存电能，在发电不足或用电高峰时段释放电能，起到平滑功率波动、削峰填谷的作用。

3.1.2 需求响应机制

引导电力用户根据电网运行状况和电价信号调整用电行为。例如，通过分时电价策略，鼓励电动汽车用户在低谷电价时段充电，避开电网高峰负荷时段。

3.2 电动汽车有序充电的考虑形式和约束条件

3.2.1 考虑形式

在有序充电策略制定中，通常会考虑电动汽车的充电时间、剩余电量、用户出行需求等因素。例如，借助智能充电管理系统预测用户的下次出行时间，合理安排充电时长和功率。

3.2.2 约束条件

主要约束条件包括电网侧的容量限制、电压约束以及线路载流量限制等。从电网安全稳定运行角度出发，不能因电动汽车充电而使局部电网出现过载、电压越限等问题；同时，也要考虑用户侧的经济成本和使用便捷性。

四、未来发展路径与展望

4.1 技术创新

未来应加大对智能充电技术、储能技术和需求响应机制的研究力度。例如，开发更加智能的充电管理系统，实现电动汽车与电网的实时互动；推广分布式储能技术，提升可再生能源的利用效率。

4.2 政策支持

政府应出台相关政策，鼓励电动汽车与可再生能源的协同发展。例如，制定电动汽车充电基础设施建设规划，提供财政补贴和税收优惠；推动电力市场改革，建立更加灵活的电价机制。

4.3 市场机制

建立和完善电动汽车充电服务市场，鼓励社会资本参与充电基础设施建设；推动电动汽车与可再生能源的融合发展，探索“车-网-储”一体化发展模式。

4.4 国际合作

加强与国际组织和国外企业的合作，引进先进的技术和管理经验；积极参与国际标准的制定，提升我国在新能源汽车和可再生能源领域的影响力。

5.安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

5.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

5.3系统结构

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系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

5.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。

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5.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

5.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

5.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

5.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

5.4.7运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

5.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

5.5系统硬件配置

类型	型号	图片	功能
安科瑞充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9000		安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召，为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW交流充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求，提供电动汽车充电软件解决方案，可以随时随地享受便捷安全的充电服务，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗，充电方式多样化，为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额作为市民购电终端，同时为提高公共充电桩的效率和实用性。
互联网版智能交流桩	AEV-AC007D		额定功率7kW，单相三线制，防护等级IP65，具备防雷 保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。 通讯方：4G/wifi/蓝牙支持刷卡，扫码、免费充电可选配显示屏
互联网版智能直流桩	AEV-DC030D		额定功率30kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远 程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC060S		额定功率60kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC120S		额定功率120kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
10路电瓶车智能充电桩	ACX10A系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电
2路智能插座	ACX2A系列		2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电 ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电 ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电
20路电瓶车智能充电桩	ACX20A系列		20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX20A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX20A-YN：防护等级IP21，支持刷卡，免费充电
落地式电瓶车智能充电桩	ACX10B系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10B-YHW：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电,不带广告屏 ACX10B-YHW-LL：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告
绝缘监测仪	AIM-D100-ES		AIM-D100-ES系列直流绝缘监测仪可以应用在15~1500V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
绝缘监测仪	AIM-D100-T		AIM-D100-T系列直流绝缘监测仪可以应用在10~1000V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
智能边缘计算网关	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。
	扩展模块ANet-485		M485模块：4路光耦隔离RS485
	扩展模块ANet-M4G		M4G模块：支持4G全网通
导轨式单相电表	ADL200		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A； 电能精度：1级 支持Modbus和645协议 证书：MID/CE认证
导轨式电能计量表	ADL400		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 证书：MID/CE认证
无线计量仪表	ADW300		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目） 证书：CPA/CE认证
导轨式直流电表	DJSF1352-RN		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电 证书：MID/CE认证
面板直流电表	PZ72L-DE		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级 证书：CE认证
电气防火限流式保护器	ASCP200-63D		导轨式安装，可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。
开口式电流互感器	AKH-0.66/K		AKH-0.66K系列开口式电流互感器安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
霍尔传感器	AHKC		霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强。
智能剩余电流继电器	ASJ		该系列继电器可与低压断路器或低压接触器等组成组合式的剩余电流动作保护器，主要适用于交流50Hz，额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电线路，防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故，也可用于对人身触电危险提供间接接触保护。

7.结论

考虑新能源消纳的电动汽车有序充电策略研究对于实现我国“3060”双碳目标，推动能源结构优化和绿色发展具有重要意义。本文分析了电动汽车、新能源接入对电网的影响，综述了当前相关策略的研究现状，并详细介绍了安科瑞充电桩收费运营云平台系统在其中的应用与作用，最后对未来发展进行了展望。希望通过各方的共同努力，不断优化相关策略和技术应用，促进新能源汽车与可再生能源的深度协同，助力我国早日实现碳达峰碳中和目标。