新能源公共交通工具专用充电站接入方案设计.pdf

新能源公共交通工具专用充电站接入方案设计郭葳,马占业(许昌职业技术学院,河南 许昌 ;许昌许继软件技术有限公司,河南 许昌 )摘要:基于新能源公共交通工具充电需求,设计和实现了一种适用于新能源公共交通工具的专用充电站接入方案.基于该接入方案,专用充电站项目可以实现资产整体接入、充电启动鉴权管理、订单生成上送、用户支付、清分结算的业务流程,最大程度复用了车联网现有平台,节约开发资源,同时满足了充电用户的充电需求和运营商用户的管理需求.目前,该接入方案已投入使用,平台数据证明了其正确性和可行性.关键词:新能源公共交通;专用充电站;接入设计;车联网平台中图分类号:F D O I:/j c n k i d g j s D e s i g no faN e wE n e r g yC h a r g i n gS t a t i o nA c c e s sS c h e m e f o rP u b l i cT r a n s p o r tGUO W e i,MAZ h a n y e(X u c h a n gV o c a t i o n a lT e c h n i c a lC o l l e g e,X u c h a n g ,C h i n a;X u c h a n gX u j i S o f t w a r eT e c h n o l o g yC o,L t d,X u c h a n g ,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do nt h ec h a r g i n gr e q u i r e m e n t so fn e we n e r g yp u b l i ct r a n s p o r t a t i o n,ad e d i c a t e dc h a r g i n gs t a t i o na c c e s ss c h e m es u i t a b l e f o rn e we n e r g yp u b l i c t r a n s p o r t a t i o n i sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e d B a s e do n t h i s a c c e s s s c h e m e,t h ed e d i c a t e dc h a r g i n gs t a t i o np r o j e c t c a nr e a l i z et h eb u s i n e s sp r o c e s so fo v e r a l l a s s e ta c c e s s,c h a r g i n gs t a r ta u t h e n t i c a t i o nm a n a g e m e n t,o r d e rg e n e r a t i o na n dd e l i v e r y,u s e rp a y m e n t,a n dc l e a r i n ga n ds e t t l e m e n t,w h i c hr e u s e s t h e e x i s t i n gp l a t f o r mo ft h e I n t e r n e t o fV e h i c l e s t o t h eg r e a t e s t e x t e n t,s a v e sd e v e l o p m e n t r e s o u r c e s,a n dm e e t s t h e c h a r g i n gn e e d s o f c h a r g i n gu s e r sa n dt h em a n a g e m e n tn e e d so fo p e r a t o ru s e r s A tp r e s e n t,t h ea c c e s ss c h e m eh a sb e e np u t i n t ou s e,a n dt h ep l a t f o r md a t ap r o v e s i t sc o r r e c t n e s sa n df e a s i b i l i t y K e yw o r d s:n e we n e r g yp u b l i c t r a n s p o r t;d e d i c a t e dc h a r g i n gs t a t i o n;a c c e s sd e s i g n;I n t e r n e to fv e h i c l e sp l a t f o r m收稿日期:作者简介:郭葳(),硕士研究生,研究方向为新能源汽车技术.引言 中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见中明确提出“全面推进国家公交都市建设,优先发展公共交通,完善城市公共交通服务网络,指导各地加快城市轨道交通、公交专用道、快速公交系统等大容量城市公共交通系统发展,提高公共交通供给能力,鼓励运输企业积极拓展多样化公共交通服务,改善公众出行体验,大力提升公共交通服务品质.”在国家政策的大力支持下,新能源公共交通工具快速发展,同时也对充电提出了更高的要求.为此,本文结合专用充电站调研中客户所反馈的需求,遵循最大程度复用车联网平台已有服务的原则,组织实施专用充电站项目,进一步提升充电站运营服务管理能力 .专用充电站项目业务内容设计的公交车专用充电站主要完成的业务内容如图所示.图专用充电站项目业务内容方案设计专用充电站项目按照资产整体接入、充电启动鉴权管理、订单生成上送、用户支付、清分结算的业务流程开展实施工作,基本满足了充电用户的充电需求和运营商用户的管理需求.运营商(目前主要为各省合资公司)通过车联网平台录入资产信息,通过站级系统发起资产注册,完成整站接入;公交公司通过车联网平台可对账户、车辆、身份识别卡进行管理;专用充电站资产投运后,方可为公交公司提供充电服务,充电结束后站级系统生成充电订单上送车联网平台,并在车联网平台完成充电的支付和清分结算.整站接入专用充电站通过站级系统实现对充电桩资产的批量整系统解决方案电工技术 体接入,简化了资产接入流程,提高了接入效率.运营商在车联网平台录入充电站资产信息,充电站资产信息审核通过后生成接入所需的站编号、站接入密钥、充电桩资产码等数据;站级系统配置接入数据,发起站、桩资产注册,自动完成资产接入;运营商对每台充电桩真车调试通过后,在车联网平台发起归档,完成站、桩资产投运.专用充电站的资产接入流程如图所示.图专用充电站资产接入流程图 资产信息录入运营商在车联网平台录入站资产、站级系统资产、充电桩资产等信息(支持单条编辑或批量导入),对每台充电桩选择计费模型.车联网平台对录入完成的站、桩资产进行保存并生成工单,工单审核通过后生成站编号、站初始接入密钥、桩资产码.资产注册运营商在站级系统配置站编号、站接入密钥、桩资产码等数据,仅需启动站级系统注册服务即可自动完成站、桩的注册,无需人工操作.()工程配置.运营商依据车联网平台提供的站编号、站接入密钥、桩资产码在站级系统完成接入数据配置.()站注册.站级系统通过前置向平台资产中心发起站注册,注册成功后,平台资产中心将注册结果返回站级系统.为保证站注册成功后初始接入密钥失效,站级系统重新生成登录密钥用于日常登录.()桩注册.站注册成功后,站级系统依据所配置的充电桩资产码通过前置向平台资产中心发起桩注册,平台资产中心完成桩的批量注册后将注册结果返回站级系统.充电调试运营商对每台充电桩进行真车充电调试,并在平台标识每台充电桩的“调试完成”状态.对于调试通过的充电桩,向平台资产中心发起资产归档申请.资产归档平台资产中心对归档的资产信息进行归档存储,并对外发布消息,供平台订单中心、清分结算中心等其他业务单元订阅、获取准确的充电站资产信息.公交公司管理公交公司可通过车联网平台企业用户网站进行公司注册、账户创建、车辆管理、身份识别卡管理、充电订单查询等业务.公交公司注册公交公司可根据平台界面提示录入公司相关信息,申请注册,并按照公司分公司线路完成组织机构设置.创建账户车联网平台对公交公司各级组织机构创建账户,上下级母子账户相互关联.车辆管理公交公司通过车联网平台录入车辆信息,完成车辆与组织机构和账户的绑定管理,并将绑定对应关系发送至用户中心存储,作为充电鉴权的依据.车联网平台支持单个、批量录入车辆信息,支持车辆信息修改、逻辑删除、逻辑恢复.身份识别卡管理公交公司通过车联网平台录入站级系统发行的身份识别卡信息,完成身份识别卡与组织机构和账户的绑定管理,并将绑定对应关系发送至用户中心存储,作为充电鉴权的依据.车联网平台支持单个、批量录入身份识别卡信息,支持身份识别卡信息修改、逻辑删除、逻辑恢复.充电订单查询公交公司可在车联网平台查询充电订单信息,支持按照车牌号、身份识别卡号筛选.充电流程专用充电站项目重点对公交车辆的即插即充进行设计和开发,兼顾公交车辆实际运营需要,同时也提供身份识别卡充电方式.身份识别卡由站级系统发行,在车联网平台与用户账户绑定作为充电启动鉴权依据,不包含电子钱包.充电过程包括插枪、充电启动鉴权、充电中、充电结束生成订单等流程.充电用户可选择即插即充或身份识别卡充电任一方式.本项目仅实现了站级系统与车联网平台通信正常情况下在车联网平台的启动鉴权,即通信异常情况下在站级系统的启动鉴权尚不具备,充电过程中充电用户可中止充电,充电结束后站级系统生成充电订单并上送平台.具体充电流程如图所示.电工技术系统解决方案图充电流程 插枪充电用户插枪,充电桩获取V I N车架号或身份识别卡号,向站级系统发起充电启动请求.启动鉴权充电桩获取用户的充电启动信息后,通过站级系统将充电启动申请上送车联网平台进行鉴权,前置通过车联网平台订单中心对用户充电信息进行鉴权,后返回是否启动充电的指令至站级系统,站级系统控制充电桩是否启动充电.充电启动鉴权流程如图所示.图专用充电站充电启动鉴权流程()站级系统获取充电桩上送的V I N车架号或身份识别卡号,并通过前置上送平台鉴权.()车联网平台订单中心分别调用用户中心、清分结算中心数据进行计算判断,鉴权用户是否合法、用户账户余额是否充足,并通过前置下发是否启动充电的指令至站级系统.()站级系统将是否启动充电的指令发送充电桩执行.充电中充电过程中,充电用户可操作充电桩停止充电.充电停止、订单上送自动充满、故障中止、人工停止等各种情形的充电结束后,站级系统按照平台下发的计费模型生成充电订单在站级系统本地存储并上送车联网平台.在站级系统与车联网平台通信正常的情况下充电订单实时上送车联网平台;在站级系统与车联网平台通信异常的情况下,充电订单待通信恢复后上送车联网平台.用户支付专用充电站项目为公交公司等团体充电用户提供了预支付、后支付两种支付方式.用户按照是否设置授信额度分为普通用户和授信用户.平台对普通用户提供预支付的支付方式,对授信用户提供后支付的支付方式.支付方式如图所示.图支付方式 预支付普通用户注册后,须先行充值,在账户余额大于零的情况下方可启动充电,但允许单笔透支.充电结束后,车联网订单中心对该充电订单进行扣款操作,若用户账户余额充足则扣款正常完成,否则扣款失败.后支付授信用户注册后,须向电动汽车公司申请授信额度,授信额度充足时可正常充电,授信额度不足时充电失败,但允许单笔透支.充电结束后,车联网订单中心将该充电订单设置为待支付状态,公交公司转账到电动汽车公司账户后,可在车联网平台完成对付款周期内的待支付订单的支付.清分结算目前,车联网平台尚不具备直接向运营商支付的功能,用户充值金额是先到电动汽车公司,再由电动汽车公(下转第 页)系统解决方案电工技术图配电网保护定值在线下装界面值下装流程,推动定值整定工作智能化,采用配电网智能化终端定值管理算法系统以实现配电网保护定值计算及监视、定值远程下发、保护定值合理性校验,开展远方修改定值功能试点应用,全面提升配电网保护运行、管理水平,提高现场作业的可控性和安全性.配电网保护定值计算及监视是具备配电网开关保护定值图形化展示、定值合理性校核功能的平台,可自动进行周期巡检并对异常整定情况生成告警事项,进而降低定值失配的风险,有效避免故障越级跳闸降低供电可靠性、扩大停电范围.在线下装则类似于开关远方遥控的一项操作,通过主站系统完成遥控下装操作,具备下装校验和定期召测巡检、检验的双重防误功能,以确保下装动作执行到位.此前,国网青海海西供电公司运检部配电网自动化小组成员完成 m i n修改定值工作往往需要驱车h到达现场,而远方定值召测、下装、合理校验功能的实现,则大大节省了基层班组赶往现场修改定值的人力、物力与时间.应用成效 实现“数据流、业务流、管理流”的重构()优化配电网保护管控流程,对配电网保护整定计算的原始数据、数据来源进行规范,确保数据流的唯一、准确.()通过明确整定、调试、核对内容、职责确定业务流.()通过规范各级职能部门的管理权限、职责,明确市县公司配电网保护兼职人员,实现管理流的重构,确保配电网管理的规范、有序.实现配电网保护智能化管控()通过配电网定值的电算化程序,实现在线整定、审核、批准、下发,并对各终端厂家设备实现在线召测和下装,降低配电网频繁异动带来的整定工作量,推动设备管理从“人工离线调试”到“自动在线下装”.()系统可以分季度、月度召测、存储定值,调阅定值、比对定值,运行监视从“被动处置”到“主动指挥”,故障诊断从“人工现场调阅”到“机器智能研判”.()促进自动化、保护专业、现场调试运维人员和专业管理人 员 角 色 高 效 协 同,实 现 配 电 网 定 值 的 智 能 化管控.()大大减轻供电公司基层设备运维人员对开关定值整定 的 人 工 计 算、调 试 工 作,提 升 配 电 网 保 护 正 确 动作率.实现痕迹化管控,方便查询和溯源配电网保护管理和电算化程序模块可实现数据源的查询,定值单新建、计算、审核、批准、调试、下装、归档、召测全流程的痕迹,定值单以市、县公司为单位的归档.结语配电网智能化终端定值管理算法系统的应用,以实现配电网终端保护设备定值整定计算的专业化管理和专业化指导为目标,基于现有配电自动化系统终端设备的支撑,通过配电网自动化系统相关整定原则的书面和实地调研,组织电力公司开关设备定值整定专家会议讨论等方式,建成配电网保护定值整定计算统一平台,大幅度提高配电自动化开关动作的准确性,对配电网的发展有重要的现实意义.(上接第 页)司清分到运营商的.电动汽车公司可根据充电桩清分单位设置清分规则,根据清分商户、清分时间,自动完成清分金额计算和电动汽车公司与运营商户的清分结算,电动汽车公司清分结算专责和充电运营商均可在车联网平台查询清分结算记录清单.结语下一步,将进一步推广应用专用充电站,并逐步将即插即充技术向公共运营充电站推广,切实为广大用户提供高效、便捷的充电服务,全力保障绿色出行.未来将着眼于安全充电、智能充电、高效运营等问题,持续提升车联网平 台 运 营 能 力,促 进 城 市 绿 色 发 展、推 动 美 丽 中 国建设.参考文献 陈俊,吴海金基于激光测距的公交停靠站规范监管系统J电气技术,():,程瑜,何知遥,胡紫豪,等电动出租车专用分散式和集中式快充设施联合投资优化J电工技术学报,(S):系统解决方案电工技术