城市智能电网与电动汽车充电站的应用研究

城市智能电网与电动汽车充电站的应用研究

孙峰骏

丹东黄海汽车有限责任公司，辽宁 丹东市 118000

摘要：随着现代电动汽车行业的持续快速发展，其充电站与智能电网的衔接与融合问题备受业内关注，有必要采取科学合理的方法与策略，全面优化提升彼此关联成效。基于此，本文首先介绍了智能电网与电动汽车充电站的基本内容，分析了电动汽车充电站的主动控制与管理问题，并结合相关实践经验，分别从二次回收电池储能站等多个角度与方面，探讨了电动汽车在智能电网中的新技术，阐述了个人对此的几点浅见。

关键词：城市智能电网；电动汽车；充电站；应用路径

引言：

当今社会，能源结构调整节奏加快，催动着电动汽车充电站设计的技术优化创新。当前形势下，有必要立足电动汽车充电实际需求，密切结合城市智能电网的现实特点，灵活运用多样化的方法策略，全面促进电动汽车行业高效稳定发展。

1智能电网与电动汽车充电站简述

在现代电动汽车行业的发展推动下，充电站设计与建设迎来了崭新发展局面，对智能电网的整体布局与实际效能等提出了更高要求，使传统固化的电网运行模式面临着挑战与考验。近年来，国家相关部门高度重视基于智能电网的电动汽车充电站布局建设，在优化智能电网负荷状态，探索分布式能源接入系统等方面制定并实施了系列性的行业标准与技术规范，在提升智能电网实际效能效率方面取得了令人瞩目的现实成就，实现了先进技术的价值转化利用。同时，广大汽车生产制造单位同样在优化充电设施与汽车模块构造等方面进行了卓有成效的研究与探索，大大提高了与城市智能电网的衔接匹配程度，为新时期电动汽车行业的高速发展注入了新鲜活动与动力，开辟了行业发展新局面[1]。尽管如此，受限于城市智能电网控制管理主客观条件，当前电动汽车充电站构造实践中依旧存在诸多短板，相关技术方法的针对性尚有较大提升空间，充电站对智能电网电能质量的影响不容忽视，需要给予高度重视。

2电动汽车充电站的主动控制与管理分析

2.1顶层——智能电网协调控制系统

在电动汽车充电站控制系统构造中，智能电网协调控制系统的基础性作用极为明显，可对充电站的整体运行状态进行能量优化和全局管控，完成对电压、电流、功率智能电网系统数据信息的统筹分析处理。本系统构造可根据主动控制策略的基本理念，将控制指令依次向中间层、底层和用户层传递，有效调节电动汽车充电站在实际运行中的负荷状态。通过发挥智能电网协调控制系统的衔接作用，电动汽车充电站的主动控制与管理优势将更为显著，优化化解电网负荷波动等不良问题。

2.2中间层——充电站级控制系统

在接收到顶层系统发出的指令信息后，电动汽车充电站级控制系统将作出响应，更具指令信息完成与之相对应的操作。在此过程中，需要充分发挥集中协调法的有效控制作用，根据电动汽车充电站运行参数及电池信息等作出智能判断，协调优化控制电动汽车充电状态，合理调整其充电电流和充电时间等，以取得最优化的充电效果，实现与智能电网运行状态的衔接匹配。根据智能电网的负荷高峰与低谷时点，充电站级控制系统可按相关控制策略，结合电池荷电状态，分别发出强制指令和协议指令等。

2.3底层——本地控制系统

在基于智能电网的电动汽车充电站系统中，本地控制系统可细化分为车载电池管理系统和智能双向充电桩控制系统等模块。该两种不同类型的系统构造模块，在执行规范、运行过程以及预期效果等方面存在显著差异，应根据电动汽车充电站的实际指令，对充电电流和功率等参数进行优化调节，并将动态化与连续性的充电信息向用户层反馈。现代控制技术的快速发展与实践运用，为本地控制系统的稳定高效运行提供了更为丰富的技术手段，使得传统技术条件下难以完成的控制任务更具实现可能[2]。

2.4用户层——信息接收响应系统

用户层是完成用户信息交互的过程，也是用户指令得以反馈处理的关键载体。智能电网具有显著的信息识别性能，可使用户信息接受过程更具实效性与针对性，自动实现对无效信息的滤除与屏蔽。在信息接收响应系统中，用户可将移动智能终端作为控制工具，在人机交互页面的衔接下，获取电费价格、充电时间、充电功率等信息，并实现本地控制层与用户层之间的高效关联，为用户选择充电方式提供建议，以提高供电可靠性，确保电动汽车充电过程的总体运行状态。

3电动汽车在智能电网中的新技术探讨

3.1电动汽车二次回收电池储能站

在电动汽车行业宏观发展导向驱动下，充电电池二次回收及处理将面临崭新局面，对相应的处理技术方法将产生较高需求，这可通过建立电动汽车二次回收电池储能站等方式完成相关任务。在二次回收电池储能站技术方法应用中，可实现分布式电源和可控符合的双重调控，使其与智能电网之间有序配合，形成完善而系统的技术方法，对退役电池组进行回收利用，提高系统性的经济效益。在此过程中，应建立健全二次回收电池储能站的技术标准与行业规范体系，为储能站筛选标准的明确提供基础性依据，有序强化对充电电池电力电子双向变换器的研究。

3.2电动汽车参与电网调度的虚拟发电技术

在现代电力技术与汽车技术的推动下，虚拟发电技术得以问世并在实践应用领域取得显著效果，充分体现出“聚合”思想的现实优势。在电动汽车参与过程中，需配置先进的信息通信及软件技术，将相对分散的充电数据信息进行集中统筹管控，以呈现出虚拟发电技术的整体功能和效果，并对智能电网的运行参数进行类比与测算。在电动汽车行业发展进程中，充电电池可作为虚拟电厂的关键载体要素，更加密切与智能电网之间的衔接交互[3]。

3.3电动汽车V2G和需求侧响应技术

V2G技术即电动汽车与电网互动技术，可将电动汽车作为移动储能单元对电网能量进行交换。在需求侧响应技术中，需要建立基于智能电网、电动汽车、用户等因素的控制策略体系，针对不同指令信息完成不同响应任务。该技术方法的具体实施流程为：在充电站系统完成初始化任务后，对电动汽车的数据信息进行全面收集与统计，接收电动汽车放电监控中心分配的充放电计划，根据车辆参与充放电标准筛选可用车辆，然后按照车辆选择算法选择车辆，确定充放电功率，最后发出放电指令。上述流程的执行需要对放电电流限值、充电电流限值以及相应的约束条件予以细化处理。

4结语

综上所述，受传统固化技术条件的影响，当前智能电网背景下的电动汽车充电站实践运用依旧存在诸多薄弱环节，不利于实现更高质量的实践效果。因此，技术人员应立足实际，充分遵循与把握电动汽车充电站的相关技术方法，充分整合智能电网的相关资源要素，有序引入信息化的汽车充电技术方法，构建完善可靠的技术屏障体系，为全面优化提升电动汽车充电站配置与建设工作高质量发展贡献力量。

参考文献

[1]茆美琴，陈强，丁勇，等.基于模块化多电平换流器的电动汽车集群与智能电网集成系统参数优化设计[J].电工技术学报，2020，33（16）：3802-3810.

[2]蔡晖，黄俊辉，王海潜，等.大规模电动汽车智能充电站对电力系统小干扰稳定性的影响[J].中国电机工程学报，2019（16）：2561-2573.

[3]薛金明，李鹏，刘哲，等.智能电网中电动汽车充电站对电网电能质量影响及治理措施[C].//中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十七届学术年会论文集.2019：1-4.