Mit dem rasanten Anstieg der Beliebtheit von NEVs ist die Nachfrage nach gemeinschaftlichem Laden von EV-Nutzern gestiegen. Die traditionelle unordentliche Lademethode birgt nicht nur das Risiko, das Stromnetz während der Spitzenzeiten zu überlasten, sondern stört auch die Stromversorgung in Wohngebieten. Daher ist das Konzept des ordnungsgemäßen Ladens entstanden, das das Netzmanagement revolutioniert und die Effizienz, Intelligenz und Organisation des NEV-Ladens verbessert.

Ordnungsgemäßes Laden bezieht sich auf die Praxis, das Laden von Elektrofahrzeugen durch wirtschaftliche oder technologische Mittel zu steuern und zu kontrollieren. Ziel ist es, die Ladeanforderungen von Elektrofahrzeugen zu erfüllen und gleichzeitig die Lastkurve des Stromnetzes zu "glätten" und "auszugleichen". Dadurch wird der Bedarf an zusätzlicher Erzeugungskapazität verringert, was eine harmonische Entwicklung zwischen der Elektrofahrzeugindustrie und dem Stromnetz sicherstellt.

Daher ist das geordnete Laden ein intelligenter Ladeansatz, der die Planung der Ladestationen optimiert und Faktoren wie Netzlast, Ladebedarf und Strompreise berücksichtigt.

In Bezug auf die Anwendung erfordern öffentliche Ladestationen, Industrieparks, Autobahnen und andere Szenarien typischerweise schnelles, leistungsstarkes Laden aufgrund der zeitkritischen Natur der Nutzung. Im Gegensatz dazu bieten Wohngebiete und Parkplätze am Arbeitsplatz mehr Flexibilität in der Ladezeit. Diese letzteren Szenarien sind ideal für die Umsetzung von geordnetem Laden, da die Benutzer im Allgemeinen weniger dringende Ladeanforderungen haben.

Netzlastoptimierung: Ordentliches Laden kann die Netzlast optimieren, Spitzenlastabflachung und Talfüllung realisieren, nicht nur den Druck auf die Stromversorgung während der Spitzenzeiten des Stromnetzes effektiv reduzieren und die Schwankungen der Netzlast verringern, sondern auch die normalen Produktions- und Lebensbedürfnisse der Nutzer erfüllen, einen reibungslosen Übergang der Stromlast ermöglichen und die Stabilität und Sicherheit des Stromsystems verbessern.

Effizientes Energiemanagement: Im Vergleich zur festen Ausgangsleistung traditioneller Ladestationen kann die Ausgangsleistung geordneter Ladestationen innerhalb eines bestimmten Bereichs flexibel angepasst werden. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht eine effizientere Energienutzung und erfüllt unterschiedliche Ladebedürfnisse.

Hardware-Transformation

Fahrzeug-Wachmodul: Sicherstellen, dass alle ladenden Fahrzeuge mit Wachmodulen ausgestattet sind, was eine Voraussetzung für ein geordnetes Laden ist.

Kommunikationsschnittstelle und Protokoll: Ladestationen müssen mit Kommunikationsschnittstellen und Protokollen ausgestattet sein, die in der Lage sind, Steuerinformationen zu übertragen. Die Hardware muss möglicherweise modifiziert werden, um einen effizienteren Datenaustausch zu unterstützen.

Energie-Router: Energie-Router ermöglichen Lastmanagement-Funktionen und Fernunterbrechungsfähigkeiten und erleichtern die Kommunikation zwischen lokalen und cloudbasierten Plattformen.

Optimales Laden im Stationsbereich: Unter einem festen Zeitnutzungsstrompreismodell werden die Ladestationen über Stromzähler fernsteuerbar, um die wirtschaftlichen Kosten zu minimieren.

Intelligentes Laden zur Optimierung von Stationen: Durch die Anpassung der Betriebspreise werden die Nutzer incentiviert, Ladezeiten außerhalb der Spitzenzeiten zu wählen, um einen stabilen Ladevorgang zu gewährleisten.

Intelligentes Laden zur Netzwerkoptimierung: Dieser Ansatz erfordert ausgeklügelte Optimierungsalgorithmen, um die Netzstabilität, den Verbrauch erneuerbarer Energien und die wirtschaftliche Tragfähigkeit des Stromsystems in Einklang zu bringen.

Plattformbau

Intelligente Serviceplattform: Die Einrichtung intelligenter Serviceplattformen für Ladestationen bietet End-to-End-Unterstützung, von der Planung und Verwaltung bis hin zu den täglichen Abläufen, wodurch die Gesamtqualität und Effizienz der Ladeleistungen verbessert wird.

Politikunterstützung und Technologiereife

Politikunterstützung: Regierungen auf nationaler und lokaler Ebene sollten weiterhin Richtlinien erlassen, die intelligentes und geordnetes Laden sowie die Interaktion zwischen Fahrzeug und Netz (V2G) fördern.

Reife Technologie: Mit den Fortschritten in der Technologie, wie der Verbesserung der Batterietechnologie und der EV-Ladetechnologie, wird das geordnete Laden effizienter und wirtschaftlicher sein.

Faktoren, die intelligentes und geordnetes Laden beeinflussen

Die Lastmerkmale des Stromnetzes variieren je nach Region: Zum Beispiel gibt es in Shanghai, China, im Sommer einen signifikanten Anstieg der Spitzenstromnachfrage, was die Stromversorgung belastet. Daher besteht eine große Nachfrage nach der Flexibilität der Interaktion zwischen Fahrzeug und Netzwerk.

Strompreispolitik: Die Strompreispolitik in verschiedenen Regionen hat einen wichtigen Einfluss auf die Umsetzung von intelligentem und geordnetem Laden. Die zeitabhängige Strompreisgestaltung in Shanghai, mit ihren erheblichen Preisunterschieden zwischen Spitzen- und Niedriglastzeiten, ermutigt die Besitzer von Elektrofahrzeugen effektiv, an Aktivitäten zur Netzstabilisierung teilzunehmen.

Layout der Ladeinfrastruktur: Die Anordnung der Ladeinfrastruktur muss mit der Planung des Stromnetzes koordiniert werden. Im "Zehnten Fünfjahresentwicklungsplan für Lade- (Ersatz-) Einrichtungen in Shanghai" hat Shanghai das Bauziel und die Anordnung der Ladeinfrastruktur festgelegt und verlangt, dass die Ladeinfrastruktur der Stadt die Nachfrage von 1,25 Millionen neuen Energie-EVs im Jahr 2025 erfüllen sollte.

Intelligentes Niveau der Ladeeinrichtungen: Intelligentes und geordnetes Laden erfordert, dass Ladeeinrichtungen ein hohes Maß an Intelligenz aufweisen und eine Echtzeitinteraktion mit dem Stromnetz ermöglichen. Shanghai fördert die Vernetzung der EV-Infrastruktur und verbessert das intelligente Niveau sowie die kollaborative Steuerungsfähigkeit der Ladeeinrichtungen.

Benutzerverhalten und -anforderungen Benutzer in verschiedenen Regionen haben unterschiedliche Ladeverhalten und -anforderungen. Intelligentes und geordnetes Laden muss die Ladegewohnheiten und -anforderungen der Benutzer berücksichtigen. Die Ladezeiten von EV-Besitzern in Shanghai tendieren dazu, konzentriert zu sein. Wenn dies mit der Spitzenlastzeit des Stromnetzes überlagert wird, hat es Auswirkungen auf den sicheren Betrieb des Stromnetzes.

Politikunterstützung und Anreizmechanismus: Politikunterstützung und Anreizmechanismen sind sehr wichtig für die Förderung des intelligenten und geordneten Ladens. Durch politische Dokumente hat Shanghai die zeitabhängige Strompreispolitik umgesetzt und kontinuierlich auf die Stromnachfrage reagiert, was die Bedingungen für die Interaktion zwischen Fahrzeugen und Netzwerken geschaffen hat.

Technische Standards und Spezifikationen: Die einheitlichen technischen Standards und Spezifikationen sind die Grundlage für die Umsetzung des intelligenten und geordneten Ladens. Zum Beispiel hat Shanghai, China, die Technischen Anforderungen für intelligentes Laden und interaktive Reaktionen von intelligenten Ladestationen für Elektrofahrzeuge veröffentlicht, die die anwendbaren Szenarien, allgemeinen Anforderungen, Anforderungen an intelligentes Laden, Anforderungen an interaktive Reaktionen und Anforderungen an die Plattforminteraktion für intelligentes Laden und interaktive Reaktionen von intelligenten Ladestationen für Elektrofahrzeuge festlegten.

Sicherheit und Zuverlässigkeit Intelligentes und geordnetes Laden muss die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Ladevorgangs gewährleisten. In der Praxis der Fahrzeug-Netzwerk-Interaktion in Shanghai wurde die Reaktionsfähigkeit verschiedener Lade- und Austauschmöglichkeiten wie öffentlicher und privater Einrichtungen überprüft, und es können erhebliche Vorteile erzielt werden.

Wirtschaftsanalyse: Die Wirtschaft ist der Schlüsselfaktor für die großflächige Förderung des intelligenten und geordneten Ladens. Die wirtschaftliche Analyse der Fahrzeug-Netz-Interaktion in Shanghai zeigt, dass alle Arten von Lade- und Austausch-Infrastrukturen, wie öffentliche und private, die Fähigkeit zur Reaktion haben und erhebliche Vorteile erzielen können.

Unterschiede zwischen ordnungsgemäßem und unordnungsgemäßem Laden

Der Hauptunterschied zwischen geordnetem Laden und ungeordnetem Laden liegt darin, ob das Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen (EVs) verwaltet und reguliert wird, um eine vernünftigere und effizientere Nutzung der Energie zu erreichen. Die folgenden Punkte sind die spezifischen Unterschiede zwischen ihnen:

Ladeverwaltung

Ordnungsgemäßes Laden: Durch technische Mittel und wirtschaftliche Maßnahmen Elektrofahrzeuge (EVs) anleiten und steuern, um zu den geeignetsten Zeiten zu laden. Dies beinhaltet in der Regel die Verwendung eines intelligenten Ladesystems, um Ladezeiten und -leistung entsprechend der Netzlast und den Schwankungen der Strompreise zu optimieren.

Unordentliches Laden: Die Ladezeit von Elektrofahrzeugen wird vollständig von den Eigentümern selbst bestimmt, und es gibt keine einheitliche Managementstrategie, was zu einer Verschwendung von Stromressourcen oder zur Instabilität des Stromnetzes während der Spitzenlast führen kann.

Einfluss des Stromnetzes

Ordnungsgemäßes Laden: Es kann helfen, den Lastgipfel des Stromnetzes zu reduzieren, den Druck auf das Stromsystem zu verringern und die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes zu erhöhen, indem das Laden während der Zeiten mit geringer Stromnachfrage organisiert wird.

Unordentliches Laden: Kann die Spitzenlastanforderungen verschärfen, die Belastung des Netzes erhöhen und möglicherweise die Kosten für die Stromerzeugung und Investitionen in die Infrastruktur in die Höhe treiben.

Wirtschaftliche Vorteile

Ordnungsgemäßes Laden: Durch das Laden während der Niedrigstrompreiszeiten können die Nutzer die Lade Kosten sparen. Darüber hinaus kann es auch die Auslastung der Stromnetzgeräte verbessern, was langfristig dazu beitragen wird, die Gesamtkosten der Stromversorgung zu senken.

Unordentliches Laden: Benutzer können höhere Stromrechnungen verursachen, indem sie während der Spitzenzeiten laden, wenn die Preise typischerweise erhöht sind.

Technologieanwendung

Ordnungsgemäßes Laden: Es hängt von fortschrittlicher IoT-Technologie und einer intelligenten Netzstrategie ab, wie z. B. der automatischen Anpassung von Ladestationen, der Reservierung und Anpassung der Ladepläne der Benutzer usw.

Unordentliches Laden: Erfordert keine spezialisierte technische Intervention, da die Ladeentscheidungen rein benutzergetrieben sind.

Forschungsstand des geordneten Ladens

Forschung in China

In China, mit der schnellen Entwicklung von Elektrofahrzeugen vertieft sich auch die damit verbundene Forschung. Aktuelle Bemühungen konzentrieren sich auf:

Preisbasierte Lastensteuerung: Nutzung von Strompreisanreizen, um das Laden während Zeiten mit geringer Netzlast zu fördern und somit die Lastkurve zu glätten.

Benutzerzentrierte Dienstleistungen: Priorisierung der Ladebedürfnisse der Benutzer, wie Zeit- und Leistungspräferenzen. Dazu gehört die Erweiterung des Netzwerks von Schnell- und Normalladestationen sowie die Bereitstellung personalisierter Ladelösungen durch intelligente Managementsysteme.

Infrastrukturplanung: Angesichts des zukünftigen Entwicklungstrends von Elektrofahrzeugen (EVs) die Anordnung und Kapazität von Ladeeinrichtungen rational planen. Beispielsweise wird die Anordnung und Planung von Ladestationen basierend auf der Anzahl der EVs in der Region, der Ladeanforderungen und anderen Faktoren durchgeführt, um die Auslastung der Ladestationen zu verbessern. Es bleiben jedoch Herausforderungen bestehen, wie inkonsistente technische Standards, geringe Benutzerbeteiligung und komplexes kollaboratives Management zwischen mehreren Beteiligten.

Forschungsfortschritt im Ausland

Derzeit haben ausländische Länder einige fortschrittliche Erfahrungen und Forschungsergebnisse in der ordnungsgemäßen Ladesteuerungsstrategie von Ladeeinrichtungen unter multi-objektiven Optimierungsbeschränkungen gewonnen. Einige Länder haben durch Smart-Grid-Technologie und fortschrittliche Ladeverwaltungssysteme eine effektive Kontrolle und Optimierung des EV-Ladens realisiert, indem sie Big-Data-Analysen und Prognosemodelle nutzen, um die Ladeparameter dynamisch anzupassen. Darüber hinaus konzentriert sich die laufende Forschung auf die Entwicklung innovativer Ladetechnologien, wie z.B. drahtloses und schnelles Laden, um den unterschiedlichen Benutzerbedürfnissen gerecht zu werden.

Fahrzeug - zu - Netz Interaktion und geordnete Ladung

In den letzten Jahren haben nationale und lokale Regierungen zahlreiche Richtlinien erlassen, um die Interaktionsfähigkeiten von Fahrzeugen mit dem Stromnetz in der Ladeinfrastruktur zu verbessern. Energieversorgungsunternehmen erkunden ebenfalls aktiv die spezifische Praxis der Interaktion zwischen NEVs und dem Stromnetz.

Die Interaktion zwischen dem gesamten Fahrzeugnetz wird mehrere Phasen durchlaufen, von dem ungeordneten Lademodus, der zu Beginn die Auswirkungen auf das Stromnetz nicht berücksichtigt, bis hin zur tiefen Integration des Verkehrsnetzes und des Stromnetzes. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie unterstützenden Richtlinien, Gewohnheiten der Nutzer, technischem Status, industrieller Ökologie und so weiter ist in mindestens drei Jahren das geordnete Laden (V1G) das kommerziell machbarste Konzept, und das Stationsumbaukonzept verfolgt ebenfalls dieses Implementierungsziel.

Aus der Perspektive der Gewährleistung der Sicherheit des Stromnetzes schlägt das Schema den Bauplan für geordnete Ladestationen vor, wobei der Schwerpunkt auf der Umrüstung der Hardware-Ausrüstung, der Regelung und der Betriebsstrategie sowie der Informationsplattform liegt. Durch die Integration von Verteilungsnetzen, Ladestationen, Fahrzeugen und Batterien sind diese Stationen in der Lage, geordnete Ladevorgänge effektiv durchzuführen.

Ordnungsgemäßer Ladepunkt

Definieren Sie die geordnete Ladestation, die sich von der festen Ausgangsleistung der traditionellen AC-Ladestation von 7 kW unterscheidet. Die Ausgangsleistung der geordneten Ladestation reicht von 1,3 kW bis 7 kW. Das gesamte Projekt nimmt das intelligente Energiesystem des Staatsnetzes als Hauptstation. Unter der Bedingung, dass das Stromnetz nicht verändert wird und der normale Stromverbrauch der Bewohner in der Gemeinschaft nicht beeinträchtigt wird, wird ein geordneter Ladeplan gemäß dem Prinzip "Wer zuerst kommt, mahlt zuerst, und reserviertes Laden" formuliert. Die "Intelligenz" der geordneten Ladestation liegt darin, dass, sobald die Stromlast der Gemeinschaft zu hoch ist, die Ladestation die Ladezeitfolge anpasst oder automatisch die Ausgangsleistung gemäß der Kontrollstrategie der Hauptstation reduziert, um vorrangig den normalen Stromverbrauch der Bewohner zu gewährleisten. Gleichzeitig kann die Ladestation auch während der Niedrigstrompreiszeiten gemäß der intelligenten Ladestrategie unabhängig geladen werden, was die LadeKosten senkt und die Wartezeit für den Eigentümer verkürzt.

Unterschiede zu gewöhnlichen Ladestationen: Ordentliche Ladestationen verfügen über einen Wartemechanismus, der die Ladezeit für Elektrofahrzeuge entsprechend den Bedürfnissen der Nutzer zuweist, die Wartezeit der Fahrzeuge während des Ladevorgangs reduziert und die Ladeeffizienz verbessert. Gewöhnliche Ladestationen haben diesen Mechanismus nicht, und das mögliche Stauproblem muss vom Eigentümer selbst gelöst werden.

Benutzerfreundliche Funktionen: Ordentliche Ladestationen bieten Echtzeitinformationen, wie die Anzahl der wartenden Fahrzeuge und die Verfügbarkeit der Ladestationen, sodass die Benutzer ihr Laden effektiver planen können.

Einschränkungen von gewöhnlichen Ladestationen: Das Fehlen eines Warteschlangensystems in gewöhnlichen Ladestationen führt zu längeren Wartezeiten und unvorhersehbaren Ladezeiten, wodurch die Benutzer auf persönliche Einschätzungen oder externe Hilfe angewiesen sind.