淺談智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統架構與建設

摘要：智能用電是依托堅強電網(wǎng)和現代管理理念,利用有效量測、有效控制、高速通信、高速儲能等技術(shù)，將供電端到客戶(hù)端的所有設備有機連接,形成綿密完整的用電和信息交互網(wǎng)絡(luò )。智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統要求在每個(gè)小區集中停車(chē)的地方,提供足夠的充電插頭提供管理終端,用戶(hù)充電的時(shí)候只需要輸入用戶(hù)ID和密碼就可以充電并計費,用戶(hù)可以在小區物管處對賬號充值,電力公司可以遠程監控整個(gè)小區的充用電情況以保證用電的安全可靠。
關(guān)鍵詞：智能小區；電動(dòng)車(chē)；充電系統

1概述
智能用電是依托堅強電網(wǎng)和現代管理理念,利用高級量測有效控制、高速通信、高速儲能等技術(shù),將供電端到客戶(hù)端的所有設備有機連接,形成綿密完整的用電和信息交互網(wǎng)絡(luò ),讓客戶(hù)安全、方便、規范的用電。作為智能電網(wǎng)的重要環(huán)節之-,用電環(huán)節直接面向龐大的客戶(hù)群,蘊含了及其豐富的商業(yè)價(jià)值，智能用電增值服務(wù)不僅是用電服務(wù)的延伸,還將是智能電網(wǎng)條件下,用電服務(wù)向智能服務(wù)轉型的歷史機遇。
但是目許多高檔的智能化小區在用電方面還存在著(zhù)很多的不足,特別是電動(dòng)自行車(chē)充電問(wèn)題尤為突出。當幾乎所有小區的電動(dòng)車(chē)充電都沒(méi)有規范的充電場(chǎng)所，基本上是由各家各戶(hù)家中從樓外墻放線(xiàn)到一樓進(jìn)行充電，私拉亂接,嚴重影響小區美觀(guān),降低小區品質(zhì),并存在嚴重的安全用電隱患。隨著(zhù)電動(dòng)自行車(chē)的數量日益增多,盡快解決這-問(wèn)題已成為電力公司迫在眉睫的事情，新的解決方案要求既要能保證電費的正?；厥?，又要能提供一個(gè)安全可靠的充電環(huán)境。智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統要求在每個(gè)小區集中停車(chē)的地方,提供足夠的充電插頭,提供管理終端，用戶(hù)充電的時(shí)候只需要輸入用戶(hù)ID和密碼就可以充電并計費，用戶(hù)可以在小區物管處對賬號充值，電力公司可以遠程監控整個(gè)小區的充用電情況，以保證用電的安全可靠。
1.1系統建設背景
本項目初步選定縣城城南某小區作為智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統試驗小區。該小區坐落于濱江路南段未來(lái)廣場(chǎng)旁，占地112畝,住宅面積達26萬(wàn)平方米，總戶(hù)數2001戶(hù)，目已人住1250戶(hù),其中智能表用戶(hù)324戶(hù)。該小區環(huán)境美，交通方便，物業(yè)管理規范,屬縣城-流住宅小區。在該高檔小區中，電動(dòng)車(chē)充電同樣還處于無(wú)人管理狀態(tài)，小區用戶(hù)用飛明線(xiàn)方式從高層家中引線(xiàn)到地面充電,帶來(lái)了很大的安全隱患。但是如果在停車(chē)區集中提供充電區城，電費的收取又無(wú)法保證，因此會(huì )給電力公司帶來(lái)了很大的經(jīng)濟上的損失。
1.2智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統應具有以下特點(diǎn)
(1) 智能控制：該系統的220V插頭由控制器根據用戶(hù)的帳號余額智能打開(kāi)或者關(guān)掉;
(2) 友好的人機界面：該系統提供液晶面板和鍵盤(pán)，用戶(hù)充電的時(shí)候只需要輸人用戶(hù)ID和密碼就可以充電;
(3) 遠程充值和監控：該系統提供GPRS模塊,連接到電力公司的服務(wù)器，充值人員只需要在本地客戶(hù)端就可以對本小區人員充值，電力公司可以實(shí)時(shí)監控每個(gè)小區的用電情況。
 
 
2系統建設方案
2.1系統架構要求
系統采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式，方案框架如上圖所示:智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統實(shí)行遠程費控與實(shí)時(shí)信息監測,通過(guò)充電管理服務(wù)器對各充電客戶(hù)進(jìn)行管理，監控所有充電樁使用情況及各客戶(hù)基本情況。
客戶(hù)通過(guò)向所在小區的物管預付-定金額，申請個(gè)人賬號和密碼，客戶(hù)在智能交互終端上輸人賬號和密碼登陸，該賬號可以使用號碼,登陸后可改密碼、查詢(xún)余額、查詢(xún)使用記錄、開(kāi)啟對應的充電樁進(jìn)行充電等操作，也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對充電情況進(jìn)行查看，充電完成或中途拔出插頭，充電樁自動(dòng)斷電,在智能交互終端上顯示剩余金額。每個(gè)小區的充用電及收費由該小區的物業(yè)公司負責管理，電力公司可以監控并向物業(yè)收取該系統的電費，由統一的總表計量，該表計通過(guò)載波納~SG186系統管理。一個(gè)充電管理服務(wù)器可以實(shí)現同時(shí)管理多個(gè)智能小區的電動(dòng)車(chē)充電，該服務(wù)器可以架設在電力公司或者由專(zhuān)業(yè)的公司統一提供一個(gè)公用服務(wù)平臺，各個(gè)小區和電力公司通過(guò)相應的管理賬號進(jìn)行管理。
2．2軟件系統功能模塊說(shuō)明
智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統應采用新的軟件設計技術(shù)嚴謹的軟件設計規范，采用流行的軟件設計思想和體系架構。系統功能應模塊化、網(wǎng)絡(luò )化、組態(tài)化，充分體現分布式、開(kāi)放式的設計思想；軟件應采用新的計算機通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、數據庫技術(shù)、面向對象技術(shù)、INTERNET技術(shù)等，使系統具備高的穩定性和可擴展性。針對小區的電動(dòng)車(chē)充電的管理，系統應具備的主要功能框圖
 
 
 
1) 通信通道程序
應能采集基于通訊的遠方多功能控制器通過(guò)GPRS等通信網(wǎng)絡(luò )傳過(guò)來(lái)的多個(gè)小區充電系統的相關(guān)數據，并進(jìn)行雙向的實(shí)時(shí)通信和控制功能。
(2) 用戶(hù)管理
包含對用戶(hù)的創(chuàng )建、修改、刪除、綁定充電賬號功能，一個(gè)用戶(hù)注冊之后可以綁定多個(gè)充電賬號。
(3) 小區物管管理
小區電動(dòng)車(chē)充值充值到用戶(hù)所在小區物管賬號上。小區物管登錄之后，可以查看賬戶(hù)余額，下發(fā)電價(jià)，查看小區用戶(hù)歷史繳費記錄。
(4) 充電賬號管理
用戶(hù)登錄成功之后，需要添加電動(dòng)車(chē)充電賬號，一個(gè)用戶(hù)可以綁定多個(gè)充電用戶(hù)賬號。每一個(gè)充電賬號用手機號作為充電的賬號。用戶(hù)充電時(shí)，需要在主控制器里面輸入帳號和密碼，智能交互終端得到信息后，和存儲器里面的數據核對，如果是正確的用戶(hù)并且有余額，就會(huì )自動(dòng)分配一個(gè)插頭給用戶(hù)并提示還能充電的時(shí)間并通電，用戶(hù)充電完成后智能交互終端會(huì )根據這兩段時(shí)間該插頭連接的戶(hù)表的電能數據差，來(lái)扣除用戶(hù)帳號上的金額。
(5) 管理員用戶(hù)管理
管理員用戶(hù)擁用系統高權限，可以管理基礎信息(包括小區樓盤(pán)，小區物管管理)，修改和刪除普通用戶(hù)。
(6) 充值管理
通過(guò)第三方支付平臺把充值金額直接充值到用戶(hù)所在的物業(yè)支付寶賬號上或是直接到物管那里以現金的方式充值，同時(shí)新賬戶(hù)余額，并將數據下發(fā)到智能交互終端。物業(yè)公司或者電力公司每月可以通過(guò)智能交互終端的GPRS模塊上傳每個(gè)用戶(hù)的數據，及每個(gè)插頭戶(hù)表的數據以及小區總表的數據來(lái)分析小區沖電的情況。
(7) 計費管理
用戶(hù)在登錄之后一直緩存用戶(hù)信息和充電時(shí)間，充滿(mǎn)之后或手動(dòng)拔出之后(電流經(jīng)過(guò)為零)自動(dòng)調用平臺接13傳人用戶(hù)信息和用電量，并新用戶(hù)余額。收費標準可以根據各個(gè)物業(yè)小區的情況不同，由小區物業(yè)管理人員手動(dòng)設置。
(8) 臨時(shí)充電管理
針對非小區固定用戶(hù)，比如臨時(shí)客人、裝修或者其它非小區住戶(hù)，也存在充電的需求。系統提供臨時(shí)充電服務(wù)，用戶(hù)通過(guò)投幣或者在小區物管處繳費申請臨時(shí)賬號，打開(kāi)相應的充電插座完成充電。
2．3網(wǎng)絡(luò )配置要求
服務(wù)器通過(guò)移動(dòng)專(zhuān)線(xiàn)連接移動(dòng)公網(wǎng)，并分配固定公網(wǎng)IP，遠方終端使用GPRS網(wǎng)絡(luò )與服務(wù)器通信。
2．4硬件架構
硬件架構由兩部分組成，主控制系統和智能充電接口，智能充電接口可以支持多個(gè)。主控制系統通過(guò)485總線(xiàn)來(lái)管理各個(gè)智能充電接13，另一路485接口管理小區總表，電力公司可以通過(guò)小區總表的數據來(lái)檢查是否該小區有偷電情況。
2．5主控制系統
主控制系統由人機界面模塊，GPRS模塊，兩路RS485接口和存儲器模塊組成。人機界面模塊提供一個(gè)液晶屏和鍵盤(pán)，供用戶(hù)輸入自己的帳號和密碼，兩路RS485接口分別管理智能充電接口和小區總表．GPRS模塊用于連接電力公司的服務(wù)器．存儲器模塊用于保存用戶(hù)數據和配置數據。
2．6智能充電接口
由一個(gè)智能計量裝置和插頭組成，通過(guò)RS485接口和主控制系統連接，該接口支持關(guān)斷和接口狀態(tài)監測功能。
2．7項目造價(jià)

 
3系統建設意義
通過(guò)該創(chuàng )新系統的實(shí)施，在小區內建成完善的電動(dòng)車(chē)充電基礎設施，實(shí)現電動(dòng)車(chē)充電控制、支付、查詢(xún)服務(wù)，同時(shí)保證電費的有效回收，從而有效解決目小區電動(dòng)車(chē)充電的安全隱患和混亂狀況，方便物業(yè)管理和用戶(hù)的使用，確保用電安全，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。同時(shí)，電力公司有相應的管理賬號，可以實(shí)時(shí)監控各個(gè)小區的系統運行情況以及用戶(hù)的充電管理狀況。
4 安科瑞電動(dòng)自行車(chē)管理系統（含選型）
安科瑞電動(dòng)自行車(chē)充電樁通過(guò)GPRS模塊與云端進(jìn)行通信和數據交互。系統能夠對電動(dòng)自行車(chē)充電樁的日常狀態(tài)、充電過(guò)程進(jìn)行監控；實(shí)現充電支付對接：支持投幣、刷卡支付等多種支付方式，保證支付交易過(guò)程的完整性，對充電過(guò)程中的異常情況進(jìn)行有效預警；實(shí)現對下游站級平臺的清算、對賬功能。平臺可對接消防物聯(lián)網(wǎng)平臺、小程序等，提供相關(guān)異常數據，實(shí)現電動(dòng)車(chē)充電安全管理的網(wǎng)絡(luò )化、可視化。
 
①　安全預警
  對平臺連接的所有充電樁狀態(tài)進(jìn)行監視，充電樁發(fā)生異常情況時(shí)可通過(guò)APP、短信及時(shí)向運營(yíng)人員發(fā)出報警信號，及時(shí)消除火災隱患。
 
②　交易結算管理
  平臺為運營(yíng)方提供充電價(jià)格策略管理，預收費管理，賬單管理，營(yíng)收和財務(wù)相關(guān)報表等，支持投幣、刷卡和掃碼充電。
 
③　充電服務(wù)
  可通過(guò)軟件搜索附近充電樁，并查看充電樁狀態(tài)，并導航至可用充電樁?？赏ㄟ^(guò)在線(xiàn)自助支付實(shí)現充電。
 
④　運營(yíng)分析
  對訂單進(jìn)行數據化分析，通過(guò)柱狀圖、報表方式直觀(guān)展示數據，并支持和第三方平臺對接。
 
⑤　小程序
  可通過(guò)小程序掃碼充電，充電賬單支付。運營(yíng)商和物業(yè)管理人員均可通過(guò)小程序管理，監測充電樁狀態(tài)和充電交易情況。
 

A款的ACX10A-YH刷卡掃碼充電，刷卡充電需要在管理處預存電費充值后進(jìn)行刷卡充電，也可接入充電樁管理云平臺通過(guò)掃碼充電；
 
 
  B款的ACX10B-TYH全功能型在A(yíng)款的ACX10A-YH基礎上增加投幣功能，ACX10B-YH與A款的功能接近，但是B款產(chǎn)品均支持在不需要云平臺下的項目中單獨使用。
 
 
【參考文獻】
[1] 李川 淺談智能小區電動(dòng)車(chē)充電系統建設
[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版