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物聯(lián)網(wǎng)下智能充電樁運行管理平臺的設(shè)計
更新時間:2024-08-12   點擊次數(shù):166次


0前言

新能源汽車滿足了環(huán)境保護的要求,具有較強的生命力,因此生產(chǎn)規(guī)模與使用與日俱增,隨之而來的,是充電基礎(chǔ)設(shè)施相對短缺,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對乏力,充電難的現(xiàn)狀日益顯現(xiàn),現(xiàn)有的普通充電樁及其后臺管理系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)不夠完善,而且功能也不夠健全,不足以保證電動汽車充電站建設(shè)順利進行,因此在現(xiàn)有基礎(chǔ)上完善其結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計一種新型智能充電樁及運行管理平臺,對保障電動汽車行業(yè)的發(fā)展極為重要。

1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述

充電樁主要可以分為立式充電樁和壁掛充電樁。立式充電樁無需靠墻,適用于戶外停車 位或小區(qū)停車位,但是大多數(shù)暴露在外面,風(fēng)吹日曬,防護性不強,需要較強的防水、防潮 、防盜以及抗打擊性能,并且占用面積較大,易出現(xiàn)損壞的狀況。壁掛式充電樁則依靠墻體固定,適用于室內(nèi)和地下停車位,但是安裝過程較為復(fù)雜,成本較高,并且壁掛式充電樁 的主要結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不利于拆卸檢修。在充電樁管理系統(tǒng)方面,現(xiàn)有的充電樁管理系統(tǒng)只針對單一的充電站或一些小型的充電樁項目,再加上相關(guān)技術(shù)并未進入深度實用階段,目前 的技術(shù)應(yīng)用不過是初級水平。

2智能充電樁運行管理平臺的重要性

隨著環(huán)保意識的不斷提高和能源轉(zhuǎn)型的加速推進,新能源汽車的市場比例持續(xù)擴大。然而,充電設(shè)施的不足和管理不善卻成為了制約新能源汽車發(fā)展的瓶頸。智能充電樁運行管理平臺的出現(xiàn),為解決這一問題提供了有效途徑。

一方面,它可以提高充電樁的使用效率。通過實時監(jiān)控充電樁的狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)故障并進行維修,確保充電樁始終處于可用狀態(tài)。同時,用戶可以通過平臺查詢附近的充電樁位置、空閑狀態(tài)等信息,避免了盲目尋找充電樁的時間浪費。另一方面,智能管理平臺有助于優(yōu)化能源分配。根據(jù)不同地區(qū)、不同時間段的充電需求,合理調(diào)度電力資源,提高能源利用效率,降低運營成本。

3物聯(lián)網(wǎng)在智能充電樁運行管理平臺中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能充電樁運行管理平臺的核心支撐。通過傳感器、通信模塊等設(shè)備,將充電樁與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)了充電樁的智能化管理。

3.1實時監(jiān)測
    物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以實時監(jiān)測充電樁的電壓、電流、溫度等參數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,立即發(fā)出警報并通知維護人員。同時,還可以監(jiān)測充電樁的使用情況,包括充電時間、電量消耗等信息,為用戶提供準(zhǔn)確的充電數(shù)據(jù)。

3.2遠程控制
    管理人員可以通過平臺對充電樁進行遠程控制,如開啟、關(guān)閉充電樁,調(diào)整充電功率等。這不僅方便了管理,還可以在緊急情況下及時采取措施,保障用戶的安全。

3.3數(shù)據(jù)分析
    智能充電樁運行管理平臺可以收集大量的充電數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)分析算法對這些數(shù)據(jù)進行挖掘和分析。例如,分析用戶的充電習(xí)慣、預(yù)測充電需求等,為充電樁的布局和運營提供決策依據(jù)。

4安科瑞AcrelCloud-9000充電站運營平臺

4.1平臺概述

安科瑞充電站運營平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù),對充電站配電系統(tǒng)的運行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進行實時監(jiān)控和預(yù)警,為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟運行提供保障,并及時切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生,從而保障人員的生命財產(chǎn)安全,打造“安全、高效、舒適、綠色"的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)"的智慧充電站,提升充電站的社會和經(jīng)濟價值。

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4.2適用場合

可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場等公共建筑;商業(yè)廣場、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū);企業(yè)、住宅小區(qū)等場所。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu),主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺層三個部分組成,詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下:

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現(xiàn)場設(shè)備層:連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器,包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲,并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,完成對現(xiàn)場所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換,可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為,并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災(zāi)探測器、限流式保護器、智能插座可通過全網(wǎng)通4G通訊模組與平臺直接通訊。

電能質(zhì)量分析儀表、煙霧傳感器和測溫裝置通過RS485,攝像頭通過RJ45與智能網(wǎng)關(guān)通訊,再由智能網(wǎng)關(guān)通訊通過4G統(tǒng)一與平臺通訊。

限流式保護器既可以通過4G連接平臺,也可以通過RS485連接網(wǎng)關(guān)。

平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后,客戶可以在任意能聯(lián)網(wǎng)的地方,通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

4.4相關(guān)產(chǎn)品介紹

4.4.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

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產(chǎn)品功能

1)智能監(jiān)測:充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能,如運行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計量與計費以及充電過程的聯(lián)動控制等。

2)智能計量:輸出配置智能電能表,進行充電計量,具備完善的通信功能,可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運營平臺。

3)云平臺:具備連接云平臺的功能,可以實現(xiàn)實時監(jiān)控,財務(wù)報表分析等等。

4)保護功能:具備防雷保護、過載保護、短路保護,漏電保護和接地保護等功能。

5)材質(zhì)可靠:保證長期使用并抵御復(fù)雜天氣環(huán)境。

6)適配車型:滿足國標(biāo)充電接口,適配所有符合GB/T20234.2-2015國標(biāo)的電動汽車,適應(yīng)不同車型的不同功率。

7)資產(chǎn)安全:產(chǎn)品全部由中國平安保險承保,充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。

4.4.2直流充電樁系列

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4.4.3電氣火災(zāi)探測器ARCM300-Z

名稱

圖片

功能

電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置

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三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ),視在電能、四象限電能計算,單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,2路繼電器輸出,2路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣式LCD顯示,1路獨立RS485/Modbus通訊,支持4G/NB等多種無線上傳方案,支持?jǐn)嚯妶缶蟼鞴δ堋?/span>

4.4.4限流式保護器ASCP200

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產(chǎn)品功能:

1)短路保護:保護器實時監(jiān)測用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時,能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;

2)過載保護:當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時間超過動作時間(3~60秒可設(shè))時,保護器啟動限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;

3)表內(nèi)超溫保護:當(dāng)保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時,保護器實施超溫限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;

4)組網(wǎng)通訊:保護器具有1路RS485接口,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

4.5平臺功能

4.5.1首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況,統(tǒng)計充電站的充電數(shù)據(jù)。

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4.5.2實時監(jiān)控

1)充電站監(jiān)控

可以按站點名稱進行篩選,顯示站點詳情、充電槍列表、統(tǒng)計訂單信息、故障記錄,點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監(jiān)控頁面實時監(jiān)測變壓器負荷(搭配ACM300T、ADW300),當(dāng)負荷超過50%時,系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率,降為50%,當(dāng)變壓器負荷超過80%時,系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電,直到負荷下降為止。如圖所示:

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統(tǒng)計當(dāng)前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù);通過卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù);顯示故障列表;如圖所示:

IMG_2642)充電樁監(jiān)控

顯示充電樁充電數(shù)據(jù);顯示各回路的充電狀態(tài);可以對充電中的回路進行手動終止;顯示訂單信息、故障信息;如圖所示:

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3)設(shè)備監(jiān)控

顯示限流式保護器的狀態(tài),包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警,如圖所示:

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4.5.3故障管理

1)故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示:

IMG_2672)故障派發(fā)

故障派發(fā)中記錄了當(dāng)前待派發(fā)的故障信息。如圖所示:

IMG_2683)故障處理

故障處理中記錄了當(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示:

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4.5.4能耗分析

在能耗分析中,可查看規(guī)定時段關(guān)聯(lián)站點和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應(yīng)的能耗趨勢圖。如圖所示:

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4.5.5故障分析

在故障分析中,可查看相關(guān)時間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示:

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4.5.6財務(wù)報表

在財務(wù)報表中,可根據(jù)時間查看關(guān)聯(lián)站點的財務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示:

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4.5.7收益查詢

在收益查詢中,可查看總的收益統(tǒng)計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示:

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5結(jié)語

(1)新型智能充電樁通過改變其結(jié)構(gòu),有效節(jié)約占地面積。通過完善后臺管理系統(tǒng)的功能,不僅可以實現(xiàn)監(jiān)測充電樁運行狀態(tài)的功能,充電樁結(jié)構(gòu)和功能的改進,可以推動電動汽車行業(yè)的發(fā)展,并在一定程度上有利于節(jié)能減排 。

(2)新型智能充電樁運用集成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。采用三級監(jiān)測與管理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對充電樁的智能化管理,保證各區(qū)域要監(jiān)控的充電樁正常運行,采集的數(shù)據(jù)在充電樁的規(guī)劃與建設(shè)方面起決策作用。

參考文獻

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