摘要：随着电动汽车产业的快速发展，充电用户规模持续扩大，无序充电引发的充电成本偏高、排队时间过长及电网负荷安全隐患等问题，已成为制约电动汽车与充电设施高质量发展的关键瓶颈。为破解上述困境，本文聚焦集中式充电站，开展有序充电策略研究与设计，结合充电过程数据、分时电价机制及充电桩功率调节技术，制定差异化有序充电方案，并依托安科瑞充电桩收费运营云平台系统实现策略落地。研究表明，所设计的有序充电策略可有效提升充电站运营收益、降低充电成本，优化用户充电体验，同时实现充电站与电网的协同互动，发挥削峰填谷作用，提升电网运行安全性。结合四部门推广智能有序充电的政策导向，本研究可为集中式充电站的规范化运营及车网互动生态建设提供技术参考与实践支撑。
关键词：有序充电；分时电价；功率调节；充电桩；安科瑞充电桩收费运营云平台系统；车网互动
1 前言
在化石能源枯竭与清洁新能源技术崛起的双重驱动下，电动汽车产业迎来爆发式增长，与之配套的充电站、充电桩及充电技术也得到快速完善。随着“互联网＋充电桩"模式的深度融合，充电服务设施的覆盖范围不断扩大，但行业发展仍面临诸多痛点：一方面，用户充电难、找桩难、排队时间长的问题突出，另一方面，充电桩利用率不均衡、长期空闲与局部紧张并存，导致充电站运营成本居高不下；更为关键的是，大量充电设施的无序使用对电网运行带来显著冲击，无序充电负荷易引发配电网电压下降、线路过载、负荷峰值攀升及网络损耗增加等问题，严重威胁电网安全稳定运行。
与此同时，国家四部门明确提出大力推广智能有序充电设施，原则上新建充电桩统一采用智能有序充电桩，推动车网互动生态建设，力争到2025年实现充电峰谷电价机制全面实施，让充电电量更多集中在低谷时段，充分发挥新能源汽车的移动式储能潜力。在此政策背景下，研究并设计科学合理的有序充电策略，解决充电乱象、提升充电桩运营效益、降低对电网的不利影响，已成为推动电动汽车与充电设施产业高质量发展的迫切需求。
本文所提出的有序充电策略，是指在车多桩少、充电站功率波动及分时电价机制下，通过科学调控充电时序、充电功率及中止充电阈值，实现充电效率、运营效益与电网安全协同优化的充电控制方法。其核心思路的是通过分析电动汽车充电过程中电压、电流、SOC（State of Charge，剩余电量）与充电时间的关系曲线，优化中止充电SOC值以提升排队效率；依托分时电价差异，合理安排充电时段以降低运营成本；通过充电桩功率动态调节，实现电网负荷削峰填谷，保障电网安全运行。
2 有序充电方案总体设计
有序充电的核心目标是实现“用户体验、运营效益、电网安全"三者的协同提升，本文从三个维度构建有序充电方案，同时结合充电设施的分布特点，确定集中式充电站为主要应用场景。
从功能维度来看，有序充电方案主要包含三方面内容：一是排队有序充电，针对充电桩短缺问题，通过计算在充车辆剩余充电时间、设定合理的中止充电SOC值，优化排队车辆的充电次序，提升充电桩利用率；二是分时有序充电，结合峰谷电价差异，引导车辆优先在电价低谷时段充电，降低充电站运营成本；三是功率有序充电，通过动态调节充电桩输出功率，实现电网负荷削峰填谷，减小负荷曲线方差，促进充电设施与电网负荷的协调互动。
从应用场景来看，离散充电桩因分布分散、管理难度大，暂不具备有序充电实施条件，因此有序充电策略主要应用于集中式充电站。集中式充电站的充电桩规模通常为20台～50台，主要服务于电动公交大巴等车辆，根据运营模式可分为专用充电站与公用充电站：专用充电站仅面向指定专用车辆（如电动公交大巴）提供充电服务，不对外运营；公用充电站兼顾专用车辆与社会车辆充电需求，可有效提升充电桩利用率，增加运营收益。本文将以这两类集中式充电站为研究对象，设计差异化有序充电策略。
集中式充电站的服务系统架构为有序充电策略的实施提供了硬件支撑：站内充电桩通过4G/5G、以太网等物联网技术接入充电服务平台，平台为运营商提供运营监控客户端，用户可通过充电卡、手机APP等方式完成充电操作；同时，充电服务平台接入充电站配电设备，实时获取站内可用功率信息，为充电桩功率调节及有序充电调度提供数据支撑。
基于上述架构，本文设计的有序充电策略具备三大核心功能：一是缩短车辆排队时间，通过精准计算在充车辆剩余充电时间、优化中止充电SOC值，提升充电站服务效率；二是降低充电运营成本，依托分时电价机制，引导车辆在低谷时段充电，减少高价时段充电消耗；三是优化电网负荷，通过充电桩功率动态调节，使充电站用电功率适配电网需求，降低电网负荷波动率，提升电网运行安全性。
目前，多数充电站采用峰、平、谷三时段电价机制，不同时段电价及服务费存在显著差异，具体如下表所示（表1），为分时有序充电策略的设计提供了重要依据。
充电时段 | 时段区间 | 电价（元/度） | 服务费（元/度） |
|---|
峰时段 | 8:00 - 11:00、18:00 - 23:00 | 1.09 | 0.8 |
平时段 | 7:00 - 8:00、11:00 - 18:00 | 0.8 | 0.8 |
谷时段 | 23:00 - 7:00 | 0.68 | 0.36 |
表1 充电电价及阶梯时段
3 专用充电站有序充电策略设计
专用集中式充电站主要服务于电动公交大巴，具有充电需求集中、车辆运营规律明确等特点。本文以配备30台60kW直流桩、服务100辆电动公交车的专用充电站为设计对象，结合30余组充电过程数据，分析充电参数变化规律，设计针对性的有序充电策略。
充电过程中，SOC、充电电压、电流与充电时间的变化存在显著关联，具体数据如下表所示（表2），为中止充电SOC值的设定提供了数据支撑。
SOC/% | 充电电压/V | 充电电流/A | 充电时间/min |
|---|
30 ~ 95 | 574 ~ 586 | 97 ~ 101 | 66 |
95 ~ 99 | 574 ~ 580 | 71 ~ 73 | 23 |
99 ~ 100 | 574 ~ 580 | 47 ~ 48 | 15 |
表2 充电过程数据分析
3.1 峰平时段与排队有序充电策略
专用充电站的电动公交大巴通常遵循“白天运营、晚上充电"的模式，充电需求主要集中在谷电价时段，可有效降低充电成本。但在特殊情况下，车辆需在峰、平电价时段充电时，为兼顾运营成本与车辆使用需求，需设定差异化的中止充电SOC上限值：峰时段SOC达到80%时停止充电，平时段SOC达到90%时停止充电，谷时段不设定SOC上限值，确保车辆充满电，满足次日运营需求。
在车多桩少、车辆因急需用车排队充电的场景下（本文所指排队充电特指急需用车引发的充电排队，谷时段无使用需求的依次充电不属于此类范畴），为提升充电桩利用率、增加运营收益，同样需设定中止充电SOC上限值，结合排队车辆比例（rate）制定如下标准（表3）。
充电中止SOC/% | 充电时段 | 排队车辆比例 |
|---|
80 | 峰时段 | rate > 1.5 |
90 | 平时段 | 1.5≥rate > 0.75 |
95 | 谷时段 | 0.75≥rate > 0.4 |
99 | 谷时段 | 0.4≥rate > 0 |
100 | 谷时段 | rate = 0 |
表3 充电中止SOC划分
3.2 充电桩限功率有序充电策略
专用充电站的车辆充电优先级无严格差异，在充电过程中，当充电站输出总功率超过电网限定值时，需对充电桩功率进行下调；当输出总功率低于限定值时，可适当上调功率，确保充电站用电功率与电网负荷需求相匹配，实现削峰填谷，保障电网安全。功率调节过程中，需确保所有车辆享有同等充电权限，避免出现充电不均衡问题。
3.3 专用充电站有序充电策略实现
结合峰谷电价、排队效率与电网互动三大需求，专用充电站有序充电策略的实现流程如下：
（1）排队申请：峰、平电价时段，当充电桩全部被占用，后续车辆因急需用车需充电时，用户可通过手机APP提交排队充电申请，系统自动记录排队顺序与车辆需求；
（2）策略下发：充电服务平台结合当前电价时段、排队车辆数及电网可用功率，将对应的中止充电SOC值、功率调节参数下发至每台充电桩；
（3）充电控制：充电桩根据平台下发的参数，结合车辆实际充电状态，实时调整充电功率，当车辆SOC达到设定中止值时，自动停止充电，释放充电桩资源，供排队车辆使用。
4 公用充电站有序充电策略设计
与专用充电站相比，公用充电站的服务对象更为复杂，除服务站内专用车辆外，还面向所有社会电动车辆开放，其核心优势在于可提升充电桩利用率，为运营商带来额外收益。结合公用充电站的服务特点，本文设计的有序充电策略核心是“优先级分层"，兼顾专用车辆与社会车辆的充电需求。
具体策略如下：明确充电优先级，专用车辆优先级高于社会车辆，确保专用车辆的正常运营需求；社会车辆之间遵循“先到先得"原则，按排队顺序依次充电。同时，沿用专用充电站的分时充电与功率调节策略，引导社会车辆优先在谷时段充电，降低运营成本；根据电网负荷需求，动态调节充电桩功率，实现电网削峰填谷。
此外，公用充电站需通过充电服务平台实时展示充电桩使用状态、排队情况及电价信息，方便社会用户查询、预约充电，进一步优化用户充电体验，减少无效排队。
5 安科瑞充电桩收费运营云平台系统支撑
有序充电策略的落地实施，离不开智能化平台的支撑。AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统，基于物联网与大数据技术，实现对充电设施的监控、调度与管理，为有序充电策略的实施提供了可靠保障，同时契合四部门关于智能有序充电设施推广的政策要求。
5.1 系统概述
AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统，可通过物联网技术对接入系统的汽车充电站、电动自行车充电站及各类充电桩进行不间断数据采集与监控，实时掌握充电桩运行状态，提供充电服务、支付管理、交易结算、资源管理、电能管理等功能。系统具备完善的故障预警机制，可对充电机过温、漏电、输入/输出过压、欠压、绝缘低等各类故障进行实时预警，保障充电安全；充电桩支持以太网、4G、WIFI等多种接入方式，用户可通过微信、支付宝、云闪付等方式扫码充电，操作便捷。
5.2 系统应用场合
该系统应用场景广泛，可适配住宅小区、各类企事业单位、医院、景区、学校、公共停车场、公路充电站、公交枢纽、购物中心、高速服务区、公寓写字楼等多种场合，既能满足专用充电站的专业化管理需求，也能适配公用充电站的多元化服务需求，为不同类型充电站的有序充电提供统一的平台支撑。
5.3 系统结构
系统采用“三层架构"设计，实现数据采集、传输与处理的全流程闭环，为有序充电策略的实施提供数据与技术支撑：
（1）现场设备层：包含多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、烟雾传感器等各类设备，负责采集充电参数、设备运行状态等数据，是有序充电策略实施的基础；
（2）网络通讯层：由现场智能网关、网络交换机等设备组成，智能网关主动采集现场设备层的数据，完成规约转换与本地存储，通过网络将数据上传至平台管理层，网络故障时可实现本地数据缓存，网络恢复后断点续传，确保数据不丢失；
（3）平台管理层：包含应用服务器与数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换与处理，可在PC端、移动端实现充电站配电系统运行状态、充电桩工作状态、充电过程的实时监测，同时完成在线支付、账单管理等功能，为有序充电策略的调度与控制提供决策支撑。
5.4 系统核心功能
系统的核心功能与有序充电策略深度适配，主要包括以下几方面：
（1）充电服务：支持充电设施搜索、地图寻址、在线自助支付、充电结算、导航等功能，方便用户快速找到可用充电桩，优化充电体验；
（2）首页总览：实时展示当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数等核心数据，提供环比、同比分析及桩站分布导航，方便运营商掌握运营状况；
（3）交易结算：支持充电价格策略管理、预收费管理、账单管理及营收财务报表生成，可根据峰谷电价自动调整充电费用，契合分时有序充电的成本控制需求；
（4）故障管理：提供故障记录查询、处理、确认、分析等功能，及时发现并处理充电桩故障，保障有序充电策略的连续实施；
（5）统计分析：支持运营趋势分析、收益统计，通过曲线、能耗分析等工具，帮助运营商掌握充电桩运营态势，优化有序充电策略；
（6）资源管理：实现充电站、充电桩、用户档案的统一管理，实时监测充电桩运行状态与异常交易，为有序充电调度提供数据支撑；
（7）移动端支持：通过APP、小程序实现模糊搜索、地图搜索、扫码充电、在线支付等功能，方便用户操作与运营商管理。
5.5 系统硬件配置
为保障有序充电策略的高效实施，系统配套了完善的硬件设备，涵盖平台、充电桩、辅助设备等多个类别，适配不同场景的充电需求，部分核心硬件配置如下：
（1）平台类：AcrelCloud-9000汽车充电桩收费运营云平台、AcrelCloud-9500电瓶车充电桩收费运营云平台，提供运营管理功能；
（2）充电桩类：7KW交流充电桩（AEV-AC007D）、30KW直流桩（AEV-DC030D）、60KW直流桩（AEV-DC060S）、120KW直流桩（AEV-DC120S），以及10路、20路电瓶车智能充电桩（ACX10A、ACX20A系列），支持功率调节、刷卡扫码充电等功能，适配有序充电需求；
（3）辅助设备类：IC充值卡、充值机、充电桩立柱、电气防火限流式保护器（ASCP200-40B）、导轨式电能表（ADL200）、导轨式直流电能表（DJSF1352-RN）等，保障充电安全与数据计量的准确性。
6 结语
随着电动汽车产业的持续发展及车网互动技术的不断成熟，有序充电已成为破解充电乱象、提升运营效益、保障电网安全的重要路径，也是响应国家四部门推广智能有序充电政策的关键举措。本文聚焦集中式充电站，结合分时电价、充电过程数据及功率调节技术，设计了专用与公用充电站的差异化有序充电策略，通过设定合理的中止充电SOC值、优化充电优先级与功率调节逻辑，实现了用户体验、运营效益与电网安全的协同提升。
AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统的应用，为有序充电策略的落地提供了可靠的技术支撑，其数据采集、监控与调度功能，实现了充电桩的智能化管理，进一步提升了有序充电的实施效率。目前，充电桩有序充电仍处于研究起步阶段，未来随着V2G（Vehicle-to-Grid，车网互联）与双向充放电技术的发展与应用，有序充电策略将不断优化，逐步实现充电站与电网的深度互动，充分发挥新能源汽车的移动式储能潜力。
后续研究可结合更多充电场景，进一步优化有序充电策略的动态调整机制，结合电力市场改革方向，探索有序充电与虚拟电厂、聚合交易等场景的融合应用，为充电设施产业高质量发展及新型电力系统构建提供更有力的支撑。
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更新时间：2026-03-23 
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