1. 研究目的与意义
| 研究背景 在全球能源危机和环境污染严重的大背景下，我国政府积极推进新能源汽车的应 用与发展，充电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会价值和经济效益。目前，已建成的示范性充电站往往依靠人工简单管理的方式，必 须研发具有高度自动化、智能化、网络化的监管服务平台，提高设备运行的可靠性， 降低维护成本，减轻监控中心负担，在节能减排、可持续发展、低碳经济的大背景下，许多国家都将电动汽车及其配套产业上升到国家战略层面进行规划，近年来电动汽车及其配套设施产业得长足发展，电动汽车保有量持续增长。电动汽车及其配套设施已是近年来一个研发热点，发达国家和我们国家规划了相关战略，并开展相关研发工作，其中涌现出电动汽车充电站运 维管理系统相关技术的研究并取得相应成果，主要研究有以下几类：电动汽车充电站综合运维管理平台研究、电动汽车充电站数据传输相关研究、电动汽车充电站电能质量相关研究、电动汽车充电调度。 电动汽车充电站、充电桩、换电机等相关的基础设施是电动汽车产业链的重要组 成部分，是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。在不远的将来电动汽车作为使用电能的交通工具必将代替传统的汽车成为人们出行的主要交通工具之一。作为电动 汽车配套的充电站、充电桩等设施将像现在的加油站一样普遍。目前新建充电桩、充电站普遍实行少人值守或无人值守，这就要求充电站功能更加完善，自动化程度更高，可靠性更强，具有更好的免维护性。智能化、分布式是电动汽车充电站的发展方向，而高自动化的充电站运维管理系统和高性能的充电电池是其中的关键技术。因此，对电动汽车充电站信息管理系统和监控技术进行研究，对我国的电动汽车的普及与发展，有十分重要的理论意义，在实际应用上也非常有价值。 研究目的 针对电动汽车充电站运维管理平台没有统一的通讯协议问题，提出基于IEC60870-5-104规约和Internet网络的充电站联网监管系统。该系统主要由电动汽车充电桩、集中器和后台监控中心三个子系统构成。集中器通过CAN总线统一管理站内多个充电桩，并通过Internet网络与充电站运维管理系统通信，电动汽车充电站运维管理系统可以连接大量的充电桩和集中器，对分散的充电设备进行统一的监控和管理，很好的支撑充电业务实现。 研究意义 本课题所研究的，对当前形势下节约能源，保护环境极具意义。充电桩智能管理系统的设计与开发，可以实现节能减排，而且相对的方便。电动汽车充电站运维管理系统与智能电网、大数据、物联网、太阳能充电站、移动应用等技术相结合，在数据采集上趋于使用无线网络，在数据存储上趋于使用大数据相关技术，在人机交互上趋于使用移动端进行交互，在智能调度上结合大数据、博弈理论模型、V2G等技术理论智能化程度不断提升。目前针对电动汽车充电站运维管理的各项研究各有侧重点，还没有一个完整的平台将各项功能整合起来，不同平台之间的互通互联也有待进一步加强，因此对电动汽车充电站运维管理平台进行深入全面研究建设一套稳定、开放、可靠的系统对于电动汽车及其基础设施行业发展具有重要意义。 |
2. 研究内容和预期目标
| 研究内容 1.研究电动汽车充电站建站模式、运维方式，根据电动汽车充电站在运维管理方面的特点设计电动汽车充电站管理平台总体方案、技术架构、开发平台选型； 2.研究数据库结构，以有效表达运维管理系统数据关系，研究数据存储方式，以实现大量数据高效的存储与查询； 3.研究充电站、离散充电桩与电动汽车充电站运维管理系统之间的通讯方式，使得电动汽车充电站运维管理系统更简洁、更稳定； 4.将网络通讯、SCADA监控系统）、Java技术、管理功能有效的结合起来，实现电动汽车充电站运维管理系统。 预期目标 1.完成充电站运维管理平台的总体设计； 2.完成数据库设计； 3.完成通讯前置机的设计与开发； 4.完成软件界面设计。 |
3. 研究的方法与步骤
| 研究方案 1.运维管理平台框架设计 运行管理平台由通讯前置机、数据存储数据库、人机交换界面三大模块组成。通讯前置机负责收集受控设备的实时数据(如电流、电压、工作状态等)；对实时数据进行解析、判断状态与告警阈值；定时存储历史数据；存储告警信息及发送记录。数据库使用 MYSQL数据库，储运维管理平台的设置信息，受控设备的历史数据、告警信息等。人机交互界面为Web界面，使用Struct2框架。Web界面包括三个子模块： 1)监控中心，显示GIS地图及受控设备的实时数据和告警信息 2)统计分析，包括历史数据报表、告警数据报表、告警汇总报表、历史数据图形统计。 3)基本信息管理，包括用户管理、前置机管理、受控对象管理、告警级别管理、权 限组管理。运维管理平台框架图如下图所示：
图 1 运维管理平台框架图
|
4. 参考文献
| [1]周超.基于Android平台的电动汽车充电服务系统的设计与实现[D].南京理工大学2017 [2]李茂源.充电桩技术标准及充电的商业模式需要改变[J].北京辰阳易通信息技术服务有限公司.2018 [3]孙超.充电桩用LLC谐振变换器中谐振电感的优化[T].青岛大学.2016 [4]裘军.充电桩运营系统中的安全防护探讨[J].普天新能源有限责任公司. [5]孟莹,曹以龙,曾俊冬.电动汽车充电站智能管理系统的设计与实现[J].上海电力学院.2016 [6]尹婷婷,朱振军,林永君.电动汽车充电桩基于CPU卡的消费系统设计与实现[J].华北电力大学.2012 [7]范晓燕.电动汽车充电桩集中式电能规划技术研究[D].南京理工大学.2013 [8]史博伦.电动汽车充电桩控制技术研究[T].哈尔滨工程大学.2017 [9]刘祉余.电动汽车充电桩智能管理系统研发[D].黑龙江大学.2018 [10]曹颖.电动汽车充换电服务系统[D].天津大学.2015 [11]苏璐健.电动汽车加电站资源管理系统的设计与实现[D]北京邮电大学.2012 [12]赵瑞.电动汽车交流充电桩的设计与研究[D].苏州大学.2013 [13]水盼盼.电动汽车交流充电桩的研究与设计[D].合肥工业大学.2018 [14]郭瞻,肖祖铭.电动汽车交流充电桩控制系统的研究[J]. [15]高方圆.电动汽车智能充电桩的设计与开发[D].大连交通大学.2017 [16]刘涛.电动汽车智能充电桩的设计与研究[J]. 国网四川省电力公司南充供电公司.2017 [17]巩洋.基于Android平台的充电桩管理和使用系统的研究与设计[D].西华大学。2018 [18]曹军.基于高速窄带载波的双预测交流充电桩智能有序充电系统[J].合肥科大科技有限公司.2018 [19]金恩莲.基于人工智能技术的充电桩运营模式的创新应用研究[J].杭州大江东供电公司.2018 [20]窦洋洋.基于移动平台操作的小型充电桩设计与研究[T].西京学院。2017 [21]龚桃荣，李涛，刘瑞.路灯充电桩建设方案研究[A].北京南瑞智芯微电子科技有限公司 [22]谢扬飚.民用建筑充电桩系统优化配置研究[T].北京建筑大学.2017 [23]施臣男.新型智能移动共享性充电桩设计方案[J].国网浙江省电力公司宁波供电公司2018 [24]周林.直流充电桩测试系统设计与开发[D].西南交通大学.2018 [25]王梦蔚，晏阳.主动配电网中电动汽车充电站智能管理控制系统设计[A]南京供电公司2017 [26]王东军,林晓焕,郑心心.充电桩状态实时监控系统与C/S框架设计[J].电脑知识与技术。2016 [27]曾坤.电动汽车充电站运行管理平台设计[T].西南交通大学.2015 [28]刘建宏.MySQL数据库优化与集群[J].数字通信世界。2017 |
5. 计划与进度安排
| （1）2月25日~3月10日: 收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。 （2）3月11日~3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。 （3）3月21日~4月30日：巩固设计方法，开展各个功能模块具体设计，完成毕设初步设计。 （4）5月1日~5月15日： 进一步完善设计内容，进行功能仿真实验。 （5）5月16日~5月30日：继续完善整体设计和仿真测试，并着手撰写论文 （6）5月31日~6月10日：完善论文，准备毕业答辩 |
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
