NEV의 빠른 인기 상승과 함께 EV 사용자들의 커뮤니티 기반 충전 수요가 급증하고 있습니다. 전통적인 무질서한 충전 방식은 피크 시간대에 전력망 과부하의 위험을 초래할 뿐만 아니라 주거용 전기 공급을 방해합니다. 따라서 질서 있는 충전 개념이 등장하여 전력망 관리에 혁신을 가져오고 NEV 충전의 효율성, 지능성 및 조직성을 향상시키고 있습니다.

질서 있는 충전은 경제적 또는 기술적 수단을 통해 전기차 충전을 안내하고 제어하는 관행을 의미합니다. 그 목표는 전기차 충전 수요를 충족시키면서 동시에 전력망 부하 곡선의 "피크를 낮추고 골짜기를 채우는" 것입니다. 이를 통해 추가적인 발전 용량의 필요성을 줄이고, 전기차 산업과 전력망 간의 조화로운 발전을 보장합니다.

따라서, 정렬된 충전은 전력망 부하, 충전 수요 및 전기 요금과 같은 요소를 고려하여 충전 기지의 일정을 최적화하는 지능형 충전 접근 방식입니다.

응용 측면에서 공공 충전소, 산업 단지, 고속도로 및 기타 시나리오는 사용의 시간 민감성으로 인해 일반적으로 빠르고 고출력 충전을 요구합니다. 반면, 주거 지역과 직장 주차장은 충전 시간에 더 많은 유연성을 제공합니다. 이러한 후자의 시나리오는 사용자들이 일반적으로 덜 긴급한 충전 요구를 가지고 있기 때문에 질서 있는 충전을 구현하기에 이상적입니다.

그리드 부하 최적화: 질서 있는 충전은 전력망 부하를 최적화하고, 피크 부하 절감 및 저점 충전을 실현할 수 있으며, 전력망의 피크 시간 동안 전력 공급 압력을 효과적으로 줄이고 전력망 부하의 변동성을 줄일 뿐만 아니라 사용자들의 정상적인 생산 및 생활 요구를 충족시키고, 전력 부하의 원활한 전환을 실현하며 전력 시스템의 안정성과 보안을 향상시킬 수 있습니다.

효율적인 에너지 관리: 전통적인 충전기와 비교할 때, 순차 충전기의 출력 전력은 특정 범위 내에서 유연하게 조정될 수 있습니다. 이러한 적응성은 다양한 충전 요구에 맞춰 보다 효율적인 에너지 활용을 가능하게 합니다.

하드웨어 변환

차량 웨이크업 모듈: 모든 충전 차량이 웨이크업 모듈을 갖추도록 보장하는 것은 질서 있는 충전을 위한 전제 조건입니다.

통신 인터페이스 및 프로토콜: 충전 기기는 제어 정보를 전송할 수 있는 통신 인터페이스 및 프로토콜을 갖추어야 합니다. 하드웨어는 보다 효율적인 데이터 교환을 지원하기 위해 수정이 필요할 수 있습니다.

에너지 라우터: 에너지 라우터는 부하 관리 기능과 원격 차단 기능을 가능하게 하여 로컬 플랫폼과 클라우드 기반 플랫폼 간의 통신을 촉진합니다.

최적 충전 지역: 고정된 시간 - 사용 전기 요금 모델 하에, 충전 기기는 전기 계량기를 통해 원격으로 제어되어 경제적 비용을 최소화합니다.

스테이션 최적화를 위한 지능형 충전: 운영 가격을 조정함으로써 사용자는 비혼잡 충전 시간을 선택하도록 유도되어 안정적인 충전 프로세스를 보장합니다.

네트워크 최적화를 위한 지능형 충전: 이 접근 방식은 전력 시스템의 그리드 안정성, 신재생 에너지 소비 및 경제적 실행 가능성을 균형 있게 조정하기 위해 정교한 최적화 알고리즘을 필요로 합니다.

플랫폼 구축

지능형 서비스 플랫폼: 충전소를 위한 지능형 서비스 플랫폼을 구축하면 계획 및 관리에서 일상 운영에 이르기까지 엔드 투 엔드 지원을 제공하여 충전 서비스의 전반적인 품질과 효율성을 향상시킵니다.

정책 지원 및 기술 성숙도

정책 지원: 국가 및 지방 정부는 지능적이고 질서 있는 충전을 촉진하고 차량-그리드(V2G) 상호작용을 지원하는 정책을 계속해서 발표해야 합니다.

성숙한 기술: 배터리 기술 및 전기차 충전 기술의 발전과 같은 기술의 발전으로 인해, 체계적인 충전이 더 효율적이고 경제적일 것입니다.

지능적이고 질서 있는 충전에 영향을 미치는 요인

전력망 부하 특성은 지역에 따라 다릅니다: 예를 들어, 중국 상하이에서는 여름철에 피크 전력 수요가 크게 증가하여 전력 공급에 부담을 줍니다. 따라서 차량-망 상호작용의 유연성에 대한 수요가 큽니다.

전기 요금 정책: 다양한 지역의 전기 요금 정책은 지능적이고 질서 있는 충전의 실행에 중요한 영향을 미칩니다. 상하이의 시간대별 전기 요금제는 상당한 피크 - 밸리 가격 차이를 가지고 있어 전기차 소유자들이 전력망 균형 활동에 참여하도록 효과적으로 유도합니다.

충전 인프라의 배치: 충전 인프라의 배치는 전력망 계획과 조정되어야 합니다. "상하이 전기차(교체) 시설의 제10차 5개년 개발 계획"에서 상하이는 충전 인프라의 건설 목표와 배치를 정의하였으며, 2025년까지 도시의 충전 인프라가 125만 대의 새로운 에너지 전기차 수요를 충족해야 한다고 요구하고 있습니다.

충전 시설의 지능 수준: 지능적이고 질서 있는 충전을 위해서는 충전 시설이 높은 지능 수준을 갖추고 전력망과 실시간 상호작용을 실현해야 합니다. 상하이는 전기차 인프라의 상호 연결을 촉진하고 충전 시설의 지능 수준 및 협력 제어 능력을 향상시킵니다.

사용자 행동 및 요구 사항 다양한 지역의 사용자들은 서로 다른 충전 행동과 요구 사항을 가지고 있습니다. 지능적이고 질서 있는 충전은 사용자의 충전 습관과 요구 사항을 고려해야 합니다. 상하이의 전기차 소유자들은 충전 기간이 집중되는 경향이 있습니다. 만약 이것이 전력망의 피크 부하 기간과 겹친다면, 전력망의 안전한 운영에 영향을 미칠 것입니다.

정책 지원 및 인센티브 메커니즘: 정책 지원 및 인센티브 메커니즘은 지능적이고 질서 있는 충전을 촉진하는 데 매우 중요합니다. 정책 문서를 통해 상하이는 시간대별 전기 요금 정책을 시행하고 지속적으로 전력 수요에 대한 대응을 수행하여 차량과 네트워크 간의 상호 작용을 위한 조건을 제공했습니다.

기술 표준 및 사양: 통일된 기술 표준 및 사양은 지능적이고 질서 있는 충전의 구현을 위한 기초입니다. 예를 들어, 중국 상하이는 전기차(EV)를 위한 지능형 충전 기둥의 지능형 충전 및 상호 작용 응답에 대한 기술 요구 사항을 발표하였으며, 이는 전기차를 위한 지능형 충전 기둥의 지능형 충전 및 상호 작용 응답에 대한 적용 가능한 시나리오, 일반 요구 사항, 지능형 충전 요구 사항, 상호 작용 응답 요구 사항 및 플랫폼 상호 작용 요구 사항을 규정하였습니다.

안전성과 신뢰성 지능적이고 질서 있는 충전은 충전 과정의 안전성과 신뢰성을 보장해야 합니다. 상하이에서의 차량-네트워크 상호작용 실습에서 공공 및 주민과 같은 다양한 충전 및 교체 시설의 반응성이 검증되었으며, 상당한 이익을 얻을 수 있습니다.

경제 분석: 경제는 지능적이고 질서 있는 충전의 대규모 촉진을 위한 핵심 요소입니다. 상하이의 차량-망 상호작용에 대한 경제 분석은 공공 및 주민과 같은 다양한 충전 및 교체 인프라가 대응할 수 있는 능력을 가지고 있으며 상당한 이익을 얻을 수 있음을 보여줍니다.

정상 충전과 비정상 충전의 차이

정상적인 충전과 비정상적인 충전의 주요 차이점은 EV의 충전 행동이 보다 합리적이고 효율적인 전력 사용을 달성하기 위해 관리되고 규제되는지 여부에 있습니다. 다음은 이들 간의 구체적인 차이점입니다:

충전 관리

질서 있는 충전: 기술적 수단과 경제적 조치를 통해 전기차(EV)가 가장 적합한 시간에 충전하도록 안내하고 제어합니다. 이는 일반적으로 지능형 충전 제어 시스템을 사용하여 전력망 부하 및 전기 요금 변동에 따라 충전 시간과 전력을 최적화하는 것을 포함합니다.

무질서한 충전: 전기차의 충전 시간은 완전히 소유자에 의해 결정되며, 통일된 관리 전략이 없기 때문에 전력 자원의 낭비나 피크 부하 시 전력망의 불안정성을 초래할 수 있습니다.

전력망 영향

순차적 충전: 전력 수요가 낮은 기간 동안 충전을 배치함으로써 전력망의 부하 피크를 줄이고, 전력 시스템의 압력을 감소시키며, 전력망의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

무질서한 충전: 피크 부하 수요를 악화시킬 수 있으며, 이는 전력망에 대한 부담을 증가시키고 전력 생산 비용 및 인프라 투자 상승을 초래할 수 있습니다.

경제적 이점

정기적인 충전: 저전력 요금 기간 동안 충전함으로써 사용자는 충전 비용을 절약할 수 있습니다. 또한, 전력망 장비의 활용률을 개선할 수 있으며, 이는 장기적으로 전체 전력 공급 비용을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.

무질서한 충전: 사용자는 일반적으로 가격이 상승하는 피크 시간대에 충전함으로써 더 높은 전기 요금을 발생시킬 수 있습니다.

기술 응용

정돈된 충전: 이는 고급 IoT 기술과 스마트 그리드 전략에 의존하며, 자동 충전 기지 조정, 사용자 충전 계획의 예약 및 조정 등을 포함합니다.

무질서한 충전: 전문 기술 개입이 필요하지 않으며, 충전 결정은 전적으로 사용자 주도입니다.

주문형 충전의 연구 현황

중국의 연구

중국에서는 전기차(EV)의 빠른 발전과 함께 관련 연구도 심화되고 있습니다. 현재의 노력은 다음에 집중되고 있습니다:

가격 기반 부하 관리: 전기 요금 인센티브를 사용하여 낮은 그리드 부하 기간 동안 충전을 장려하고, 이를 통해 부하 곡선을 완화합니다.

사용자 중심 서비스: 시간 및 전력 선호도와 같은 사용자 충전 요구 사항을 우선시합니다. 여기에는 빠른 충전소와 느린 충전소의 네트워크를 확장하고 지능형 관리 시스템을 통해 개인화된 충전 솔루션을 제공하는 것이 포함됩니다.

인프라 계획: EV의 미래 개발 추세를 고려하여 충전 시설의 배치 및 용량을 합리적으로 계획합니다. 예를 들어, 지역 내 EV 수, 충전 수요 및 기타 요소에 따라 충전 기둥의 배치 및 계획을 수행하여 충전 기둥의 활용률을 향상시킵니다. 그러나 일관되지 않은 기술 표준, 낮은 사용자 참여, 여러 이해관계자 간의 복잡한 협력 관리와 같은 도전 과제가 여전히 존재합니다.

해외 연구 진행 상황

현재 외국에서는 다목적 최적화 제약 조건 하에서 충전 시설의 순차적 충전 제어 전략에 대한 일부 고급 경험과 연구 결과를 얻었습니다. 일부 국가는 스마트 그리드 기술과 고급 충전 관리 시스템을 통해 전기차 충전의 효과적인 제어 및 최적화를 실현하였으며, 빅 데이터 분석 및 예측 모델을 사용하여 충전 매개변수를 동적으로 조정하고 있습니다. 또한, 진행 중인 연구는 다양한 사용자 요구를 충족하기 위해 무선 및 고속 충전과 같은 혁신적인 충전 기술 개발에 초점을 맞추고 있습니다.

차량 - 그리드 상호작용 및 질서 있는 충전

최근 몇 년 동안, 국가 및 지방 정부는 충전 인프라에서 차량-그리드 상호작용 능력을 향상시키기 위한 수많은 정책을 발표했습니다. 전력망 기업들도 NEV와 전력망 간의 상호작용에 대한 구체적인 실천을 적극적으로 탐색하고 있습니다.

전체 차량 네트워크 간의 상호작용은 처음에 전력망에 미치는 영향을 고려하지 않는 무질서한 충전 모드에서 교통망과 전력망의 깊은 통합으로 여러 단계를 거칠 것입니다. 지원 정책, 사용자 습관, 기술 상태, 산업 생태계 등의 요소를 고려할 때, 최소 3년 이내에 질서 있는 충전(V1G)이 가장 상업적으로 실행 가능한 방안이며, 충전소 재구성 방안도 이를 구현 목표로 삼고 있습니다.

전력망의 안전성을 보장하는 관점에서, 이 계획은 하드웨어 장비의 변환, 규제 및 운영 전략, 정보 플랫폼에 중점을 두고 질서 있는 충전소의 건설 계획을 제안합니다. 배전망, 충전기, 차량 및 배터리를 통합함으로써, 이러한 충전소는 효과적으로 질서 있는 충전 작업을 수행할 수 있도록 장비를 갖추고 있습니다.

질서 있는 충전기

정리된 충전 기둥을 정의합니다. 이는 전통적인 7kW AC 충전 기둥의 고정 출력 전력과 다릅니다. 정리된 충전 기둥의 출력 전력은 1.3kW에서 7kW까지 다양합니다. 전체 프로젝트는 국가 전력망의 스마트 에너지 시스템을 주 기지로 삼습니다. 전력망이 수정되지 않고 지역 주민의 정상적인 전력 소비에 영향을 미치지 않는 조건 하에 "선착순 충전 및 예약 충전" 원칙에 따라 정리된 충전 계획이 수립됩니다. 정리된 충전 기둥의 "영리함"은 지역 사회의 전력 부하가 너무 클 경우, 충전 기둥이 주 기지의 제어 전략에 따라 충전 시간 순서를 조정하거나 자동으로 출력 전력을 줄여 주민들의 정상적인 생활 전력 소비를 우선적으로 보장한다는 점에 있습니다. 동시에 충전 기둥은 스마트 충전 전략에 따라 저전력 요금 기간 동안 독립적으로 충전할 수 있어 충전 비용을 줄이고 소유자의 대기 시간을 절약할 수 있습니다.

일반 충전기와의 차이점: 정돈된 충전기는 사용자의 필요에 따라 전기차의 충전 시간을 할당하는 대기 메커니즘을 특징으로 하여 충전 중 차량의 대기 시간을 줄이고 충전 효율성을 향상시킵니다. 일반 충전기는 이 메커니즘이 부족하여 발생할 수 있는 혼잡 문제는 소유자가 스스로 해결해야 합니다.

사용자 친화적인 기능: 정돈된 충전 기둥은 대기 중인 차량 수와 충전 기둥 가용성과 같은 실시간 정보를 제공하여 사용자가 충전을 보다 효과적으로 계획할 수 있도록 합니다.

일반 충전기 한계: 일반 충전기에는 대기 시스템이 없어 대기 시간이 길어지고 예측할 수 없는 충전 일정이 발생하여 사용자가 개인적인 판단이나 외부의 도움에 의존해야 합니다.