電動汽車充電樁與智能電網的互動機制研究

摘要：根據我國汽車工業協會公布的數據來看，2023 年我國電動汽車銷量達到949.5 萬輛，同比增長24.6%，表明我國電動汽車市場行情火熱，未來我國電動汽車的市場占有率將越來越大。而基于實際情況來看，電動汽車的使用過程中，充電樁是重要的配套設施，現階段市場上的充電樁數量與布局等仍待完善，且缺乏與電網的有機互聯，在一定層面上阻礙到了電動汽車行業的發展。對此，本文重點對電動汽車充電樁與智能電網的互動機制建設進行了研究，以期為行業的發展提供幫助。

關鍵詞：電動汽車；充電樁；智能電網；互動機制

引言

為了更好地推動電動汽車行業發展，積極進行充電樁與智能電網的互動建設具有重要意義，具體的互動是指通過信息通信技術將充電樁與電網進行互聯互通，進而實現充電樁閑置信息的實時顯示、智能控制、智能調度。這種互動機制的實現將使電動汽車的充電更加智能化、高效化，節能化，促進清潔能源的利用和智能電網的進步。但如何構建這種互動機制，避免有關問題的發生，切實促使其具有高效性，需要給予針對性的方法，因此對于該領域的研究具有積極的現實意義。

一、電動汽車行業的發展趨勢及對充電樁的需求

在自然環境持續改變的背景下，人們的環保意識不斷增強，國家政策層面也越來越重視新能源的研發及推廣應用，由此電動汽車逐步進入市場，并逐漸壯大。電動汽車具有零排放、噪音低等特點，符合可持續發展的需求，并成為汽車行業的主流發展趨勢。現如今，電動汽車行業中，汽車產品正經歷迭代加速，例如，比亞迪、極氪、領跑等品牌車輛約半年左右即會推出迭代產品；電動汽車朝向智能化發展，如一些電動汽車搭載AI模型可以實現自動化駕駛；與此同時，我國電動汽車的國際競爭力也在不斷提升，如比亞迪、蔚來等企業打開了國際市場，將電動汽車推向全球，且贏得了良好的銷量與口碑。在電動汽車銷售數量不斷增多的情況下，市場對于電動汽車的充電需求也在不斷增加。根據有關單位的調研發現，到2030 年，我國汽車的充電需求將為當前的10 倍以上。這意味著當前的充電樁數量明顯不足，為了滿足市場需求，以及使電動汽車的充電具有效率性，實現充電樁的智能聯網具有重要意義。

二、智能電網的特點與功能

隨著信息技術的不斷升級，智能技術應運而生，智能技術的應用范圍也越來越廣泛。為了提升電網的效率，節省電能的消耗，智能電網也隨之被建設實現。所謂的智能電網是指一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術，以及現代化設備于一體的綜合管理系統。智能電網的特點包括自動化、智能化、預警保護等。自動化是指電網可以根據有關指令進行自動化執行命令，實現電網電力的自動傳輸控制，繼而節省人力；智能化是指電網在自動化運行過程中可以對電網中的電力輸送形成數據記錄，并對可能存在的風險問題進行分析，主動規避一些風險問題，從而確保電網運行的穩定、安全，這有利于避免有關故障問題發生；預警保護是指電網運行過程中會對一些故障問題進行識別并主動發出預警信息，這有利于有關工作人員第一時間明確電網現狀，并根據電網運行故障及問題給出適宜的解決方案，維護電網的平穩。其最大的特點還在于高效性與經濟性，智能電網可以優化資源配置，實現電網的經濟性運行。

三、電動汽車充電樁與智能電網互動的價值

實現電動汽車充電樁與智能電網的互動具有重要價值，具體來講，首先，實現充電樁與智能電網的互聯，可以形成對充電樁的智能控制，這種控制狀態下，充電樁的使用過程中可以識別用戶電動汽車的狀況，根據用戶的需求提供適宜的電力供給模式，主要是對充電功率、充電時間進行科學合理的設置，滿足用戶的個性化需求，此過程中也可以減少電網的負荷壓力，提升電網的運行效率，創造出最大化的價值。其次，充電樁信息與電網實現有機互動，可以實現對充電樁的遠程監控、交互、控制，利于更好地了解充電樁使用方面的大數據，更好地管理充電樁。例如，充電樁可以實時上傳充電信息，通過遠程數據記錄則能夠對充電樁的利用頻率進行計算，之后由電網合理配給電力，既可以合理利用充電樁，也可以實現電力資源的高效應用。最后，可以合理分配電能，電網用電高峰情況下，電力供應緊張，只有合理分配電力，才能利于滿足所有用戶的需求，通過充電樁與電網的互動連接，則能科學進行供電。

四、電動汽車充電樁與智能電網的互動機制建設分析

（一）構建適宜的互動機制

1. 能量交換機制

當前來講，市面上的充電樁多為V2G 充電樁，為了科學合理地利用電力資源，提高能源利用效率，在構建充電樁與智能電網的互動機制過程中，應構建能量交換機制。該機制是指通過充電樁，使電動汽車在停駛狀態下將多余的電能回饋給電網，并在該過程計算出回饋的電量，用戶下次充電時給予免費返還。這種能量交換機制可以實現電能的合理分配，滿足大量用戶對電網電能的需求，同時也能夠使用戶減輕購電壓力，進而提高電力系統的效率與穩定性。

2. 信息互動機制

在構建互動機制過程中，為了實現充電樁的智能化充電，提高充電效率，滿足用戶多元化的需求，充電樁應具備相應的數據采集功能，如應能夠采集車牌信息、車輛充電狀態、電池狀態等，同步將其上傳至電網管理系統，以便于電網對用戶的充電特點進行分析，包括對用戶車輛電池健康狀態做出評價等，這便能夠在用戶再次使用充電樁時提供更多的服務，一方面利于用戶加強車輛狀態的了解，另一方面也利于智能電網的有序發展，達到持續壯大的目標。

3. 智能調度電力機制

電網供電過程中涉及高峰段、低谷段，高峰段用電緊張，很可能無法滿足有關用戶對充電樁供電的需求，這不利于人們用車的順利，也可能造成人們對充電樁系統設施的不滿，進而不利于電動汽車行業的發展。對此，在進行電動汽車充電樁與智能電網的互動機制建設時，有必要構建相應的智能電網調度電力機制。通過該機制進行智能化分析電網供電需求，充電樁使用特點，實現電力資源的科學分配，如停止對充滿電的車輛進行供電，集中向缺電點供電。

（二）互動機制構建策略

1. 優化充電模式

在構建電動汽車充電樁與智能電網的互動機制過程中，應從供電模式上給予科學合理的調配，以盡量滿足用戶對電力資源的需求，以及提高供電效率，由此促進電動汽車行業的發展。舉例來講，優化充電模式包括構建快速充電模式，這可以滿足多數車輛快速充電的需求，同時，使充電線路加長，進而提供充電便利；設置長期充電模式，對于個人充電樁來講，這種充電模式利于促進電網供電的穩定。包括電網高溫階段的自動調頻模式等，以提高電網效率。

2. 構建多樣化的充電方式

智能電網的主要作用是保障充電樁電力資源的穩定、可靠，滿足用戶對汽車充電的需求。但為了提供更好的服務，實現電力資源的高效應用，在進行二者之間的互動機制建設過程中，還應從充電方式的多樣化角度進行思考，給出不同的充電方案，進而提高充電效率，使智能電網的供電保障質量。例如，結合現代化技術，電動汽車的充電過程中，可以是交流充電、直流充電、無線充電等，這也可以給予用戶更好的充電體驗，提高用戶在汽車充電時的滿意度。

3. 充電設施的合理布局

在進行電動汽車充電樁與智能電網互動機制的構建過程中，除了要在電力分配模式、充電樁、充電方式上進行個性化設計外，還應在充電設施布局上給予深入的思考，盡量使充電設施的布局具有合理性。具體來講，在布置充電設施的過程中，應考慮多個因素，包括城市交通結構、人口分布、車輛行駛距離等。如在城市人口密集區域應建設多個充電站，以滿足人們對車輛快速充電的需求。同時，在建設充電站的過程中，還應劃分多個類型，合理進行分類、布局。

五、互動機制建設面臨的挑戰與解決方案

從市場實際情況來看，進行電動汽車充電樁與智能電網互動機制的建設呈現出良好的前景及應用價值。然而，要想切實實現該互動機制的構建也面臨著一些客觀問題，對此必須給予有效的解決方案，以保障互動機制的實用性，真正能夠為人們提供良好的服務，促進社會的健康發展。具體來講，成本高昂是面臨的首要問題，如V2G 充電樁的成本相對較高，需要投入大量的資金。對此，政府相關單位應加大投入力度，加強與企業的合作，共同進行充電站的建設；電網適應性不足也是一個問題，主要是因為電動汽車電源具有零散性，這對電網供電造成了一定沖擊及應用。對此，應加強電網的適應性、穩定性研究，滿足相關充電樁的需求；另外，還存在消費者認知度不夠，對此，應加大相關技術推廣力度，提高用戶的接受度。

結論

綜上所述，充電樁與智能電網的有機互動，可以滿足人們對高效電能的需求，同時也利于節省電力資源的消耗，形成一個良性循環，促進社會的健康可持續發展。但對于充電樁與智能電網的互動機制建設，也需要給出有效的方案、方法，如構建能量交換機制、信息互動機制、智能調度電力機制等，同時還應給予科學的對策，從而提高能源利用率，促進清潔能源的利用和智能電網的現代化發展。

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