淺談新能源電動汽車充電站建設與運營模式分析

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電動汽車是當前新能源汽車中重要的組成部分，具有廣闊的發(fā)展前景，能夠?qū)崿F(xiàn)“以電代油”，與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，電動汽車在噪音及廢氣排放量方面相對較少，具有節(jié)能環(huán)保的顯著特點。而電動汽車充電站則是為電動汽車提供能量補給的重要設施，能促進電動汽車行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。闡述了電動汽車充電站，并探討了其施工建設應遵循的原則，在此基礎上，分別探討了具體的建設方式及運營模式，旨在推進我國電動汽車充電站的健康發(fā)展。

關鍵詞：電動汽車充電站；建設方式；運營模式

0前言

汽車是影響能源問題和環(huán)境問題的重要因素，隨著現(xiàn)代能源危機的日益惡化，人們的環(huán)保意識和節(jié)約意識日益增強，社會各界對于新能源汽車的發(fā)展越來越重視。電動汽車作為新能源汽車重要的組成部分，符合能源安全的要求，同時還能推進我國智能電網(wǎng)的發(fā)展。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從2016年開始，我國逐漸成為全球的電動汽車市場，引ling電動汽車行業(yè)的發(fā)展。而科學合理地開展電動汽車充電站的建設，并采用適宜的運營模式，對于電動汽車的發(fā)展具有至關重要的作用。

1電動汽車充電站概述

電動汽車充電站就是對電動汽車充電，為其安全運行提供能量的設施。一般來說，電動汽車充電站主要的結構是電動汽車及非車載充電器的三個或者三個以上的交流充電堆。其基本功能是充電并計量，同時進行全面、動態(tài)的監(jiān)控，此外還可細化為電池功能檢測。因此，電動汽車充電站可以為電動汽車提供充電及電池更換的服務，同時還能夠?qū)Τ潆娺^程中的充電器及動力電池進行全面的監(jiān)視。在電動汽車充電站中，一般設有四個系統(tǒng)，分別是：充電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)以及充電站監(jiān)控系統(tǒng)。

2電動汽車充電站施工應遵循的原則

電動汽車充電站不僅要為電動汽車提供電能，同時還要對整個充電站進行全面、動態(tài)的監(jiān)控，因此，在建設的過程中，需要進行車道、監(jiān)控室、供電設施以及監(jiān)控室等基礎設施的建設。這就要求在進行電動汽車充電站建設的過程中，設計和建設人員充分考慮到待充電車輛的進出及停車充電行為，在設計并建設電動汽車充電站時，與城市整體規(guī)劃相結合，選擇合適的施工場地。一般來說，施工場地的選擇符合消防安全以及環(huán)保的要求，在場地周邊擁有完善的消防、防洪、排水以及公共交通等公共設施，同時，施工場所還不能處于繁忙的交通路段以及城市主干道的交叉口。而地點則是靠近城市道路，且較為寬闊的地方，此外，該施工地點還應該不具有潛在危險性，沒有灰塵及腐蝕性氣體。在進行電動汽車充電站建設時，還需要科學合理地設計充電站的防洪排水能夠，設置足夠的防洪防澇設施?？茖W設計電源的進出走廊，并合理設計進出充電站的道路。

3電動汽車充電站具體的建設方式

3.1電動汽車充電站建設的規(guī)模和級別

在進行電動汽車充電站的建設時，其建設的規(guī)模和級別大致可分為四個等級，分別是：一級充電站、二級充電站、三級充電站和四級充電站，其具體的級別劃分見表1。

3.2電動汽車充電站的監(jiān)控后臺建設

電動汽車充電站的監(jiān)控后臺建設也是十分重要的內(nèi)容。一般來說，電動汽車充電站的監(jiān)控后臺主要是由兩臺工作站以及一臺服務器所構成的。其工作任務主要是對充電站的配電系統(tǒng)、充電機數(shù)據(jù)進行全面、實時的收集、整理和存儲，同時對配電系統(tǒng)及充電機運行的情況進行全面的監(jiān)控管理。在具體建設的過程中，使用單位需要根據(jù)自身實際的使用需要，科學確定服務器及監(jiān)控工作站的數(shù)量，并確保該監(jiān)控系統(tǒng)中所有的計算機設備都采用以太網(wǎng)進行連接，同時還要具備配電站監(jiān)控SCADA的功能一級智能負荷調(diào)控等更高級的應用功能。

3.3電動汽車充電站的配電系統(tǒng)監(jiān)控建設

電動汽車充電站的配電系統(tǒng)監(jiān)控建設也是施工建設的重要內(nèi)容。一般來說，配電系統(tǒng)監(jiān)控建設的內(nèi)容主要是用于測控及保護，即對充電站的配電系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控及保護管理。在實際應用中，使用單位可以利用充電站的后臺系統(tǒng)及通信管理機，實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的雙向交換，同時還可以借助相應的儀器設備對配電系統(tǒng)的電壓電流、重要開關及其位置進行測控，實現(xiàn)遠距離遙控管理。

3.4電動汽車充電站的安防監(jiān)控系統(tǒng)建設

電動汽車充電站的安防監(jiān)控系統(tǒng)也是建設的重要內(nèi)容，其主要是由電動汽車充電站的門禁及周界安全所組成的。一般來說，充電站內(nèi)部的視頻監(jiān)控設備都需要安裝在安防系統(tǒng)當中在具體的建設中，安防監(jiān)控系統(tǒng)主要包括紅外報警裝置、攝像機以及監(jiān)控屏柜等設施的建設，而在應用的過程中，使用單位可以借助通信管理機，準確獲取該充電站內(nèi)部的充電機及配電系統(tǒng)監(jiān)控的告警信息，從而為視頻聯(lián)動監(jiān)控管理工作提供準確、可靠的數(shù)據(jù)。

4電動汽車充電站的運營模式分析

目前，我國各地電動汽車充電站的運營模式大致可分為四種，分別是獨立運營模式、電子公司運營模式、專業(yè)運營公司運營模式以及三方運營機構運營模式。

4.1獨立運營模式

獨立運營模式是當前我國電動汽車充電站常見的運營模式，這種運營模式是以電網(wǎng)公司的資產(chǎn)管理模式作為依據(jù)，應用區(qū)域運行維護的方式，根據(jù)區(qū)域進行計費的一種運營模式。在實際運營中，這種運營模式雖然應用范圍較廣，但也存在著一定的弊端，具體表現(xiàn)為：①需要組建具有專業(yè)功能的充電站運行維護隊伍，這樣一來，就會導致各人力資源被嚴重占用，導致其主要業(yè)務受到一定的影響；②在運營管理的過程中，因為涉及到電費收取以及充電服務費等費用問題，會對各地現(xiàn)行的信息系統(tǒng)、收費體系以及人員等造成一定的影響和沖擊，從而促使積極轉(zhuǎn)型，構建新型的組織結構，從而更積極地參與到市場的競爭當中，實現(xiàn)服務費的靈活定價，提高服務的質(zhì)量。

4.2電子公司運營模式

電子公司運營模式也是當前電動汽車充電站常見的運營模式，這種運營模式是由當?shù)氐碾娮庸矩撠煶潆娬镜倪\營和管理工作，負責對電動汽車提供充電和更換電池等服務，并進行相應費用的收取，同時還要向當?shù)氐闹Ц峨娰M以及協(xié)議中的承包費用等。采用電子公司運營模式，主要具有如下的優(yōu)勢：通過電網(wǎng)公司構建電動汽車充電站的基礎設施、運營監(jiān)控平臺以及服務管理平臺。在管理模式逐漸成熟后，交給子公司進行運營管理，在子公司運行管理的同時，還可根據(jù)實際的需求情況，開展電動汽車租賃等相關的服務，從而不斷擴展自身的規(guī)模。但這種運營模式也存在著一定的不足，因為電子公司在業(yè)務方面較為復雜，很難對充電站進行專業(yè)化的管理。而且，在當前電動汽車充電站運營的過程中，因為各地電動汽車數(shù)量不同，部分電動汽車數(shù)量較少的地區(qū)，在短時間內(nèi)很難實現(xiàn)扭虧為盈，獲得較高的利潤。因此，這種運營模式很容易導致子公司出現(xiàn)資金周轉(zhuǎn)不靈的問題。

4.3專業(yè)運營公司運營模式

專業(yè)運營公司運營模式也是當前一種較為常見的模式，這種運營模式是指電網(wǎng)公司另外構建電動汽車的運營公司，由新建公司進行電動汽車的租賃、充電站建設、監(jiān)控、服務以及運營等相關的事宜。這種運營模式因為采用了專業(yè)機構進行負責，能更好地對充電設施進行協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對充電設施的集中管理，從而提升了電動汽車充電服務的專業(yè)化，提高了服務的質(zhì)量。

4.4三方機構運行模式

三方機構運營也是當前電動汽車充電站常見的運行模式，這種運營模式是電網(wǎng)公司委托市場中具有專業(yè)資質(zhì)的三方組織來負責充電站的運營和管理工作。隨著發(fā)展，目前我國各地逐漸涌現(xiàn)出很多電動汽車充電站運營公司，特別是充電樁生產(chǎn)企業(yè)，由這些企業(yè)衍生出來的運營公司，在專業(yè)領域方面具備十分豐富的工作經(jīng)驗，但在實際運營中，三方運營機構在充電站發(fā)展方面可能會與電網(wǎng)公司的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃產(chǎn)生一定的沖突。

5安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

5.1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。

5.2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。

5.3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。

5.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

5.4.1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。

5.4.2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。

5.4.3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。

5.4.4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。

5.4.5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。

5.4.6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。

5.4.7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

5.4.8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。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結束語

電動汽車具有零pai放和零wu染的顯著特點，日益成為汽車市場上的寵兒，受到人們的廣泛關注，具有十分廣闊的發(fā)展前景。而電動汽車充電站作為電動汽車推廣中不ke或缺的重要設施，其建設和運營模式選擇，對于電動汽車的發(fā)展具有十分深遠的影響。探討了電動汽車充電站的建設和運營模式，希望能對推進我國電動汽車行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展提供參考。

參考文獻

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應用手冊2020.06版.

作者介紹：
任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。