基于5G与实时电价的电动汽车需求侧管理研究

王变芳

中图分类号：U471 文献标识码：A

0 引言

实时电价是在考虑运行和基本投资的情况下，在给定的极短时段（如30min、15min 或5min）内向用户提供电能的边际成本，同时也是保障电动汽车供需平衡，且保证电力系统安全运行的一种定价方式。随着新能源技术发展以及应用，电动汽车为人们的出行提供便捷性同时实现了节能减排，降低了传统交通工具对城市发展以及可持续经济建设影响。而“5G+电动汽车”，是技术与市场的结合。基于此，针对电动汽车实时定价管理需要进一步加大研究。

1 需求侧管理

需求侧管理通常需要涵盖两方面内容。一方面，对电网最大负荷进行降低，这样可以进一步减少电力系统容量，保证电力供应需求平衡。另一方面，还需要在管理过程中对用户电力以及电量的节约上进行充分重视。

1.1 用电方式管理

在用电方式管理过程中，利用时间控制器以及需求限制器等自控装置实现负荷的循环和间歇控制，这种情况是较为理想的错开用电高峰的一种控制方式。通过该用电管理方式，可以进一步实现差异化客户服务。同时，该种用电管理方式还可以进一步实现能源的节约。利用现阶段5G 网络，优化不同负荷下电力成本同时保证电力负荷，低谷时期用电同时将其存储进行其他能源转化，以此降低高峰时期电力负荷用电需求。

1.2 电价结构调整

电价结构调整属于经济激励手段，具有一定的复杂性，而且影响范围较大，难度系数较高，同时敏感性较强。在这一部分管理过程中，需要严格控制成本，保证利润，同时减轻负担，以此促进用户合理用电。同时在电价结构调整的同时，并不意味着电价水平的提高，而是通过价格对现阶段电能市场的进一步调控，保证用户可以参与到需求侧管理过程中。

1.3 需求侧竞价

需求侧竞价是目前电力市场不断运行过程中具有竞争性的激励方式。用户在电力应用过程中，通过控制用电措施，实现负荷减小，进一步改善电力资源，从而将获得的可减电力和电量进行拍卖，获得一定经济效益。这样可以进一步实现电力系统稳定运行，保障需求侧管理水平。

1.4 直接激励

直接激励管理过程中涵盖折让鼓励、节电奖励、借贷优惠鼓励以及免费安装或者节电设备租赁鼓励这4部分。通过这种管理方法可以吸引更多消费者参与需求侧管理活动中，进而形成节电模式。除此之外，通过奖励可以进一步鼓励用户节约电力，减少高峰期峰值用电量。这需要各种宣传渠道提高用户的节能意识，同时提供新能源服务，倡导消费者绿色出行。

2 5G与实时电价下电动汽车管理要点

2.1 实时电价评估

随着我国5G 技术的进一步完善优化，使我国智能电网的发展得到进一步推进。这种情况下，将5G与实时电价下电动汽车管理进行联合，对于电动汽车需求侧发展有重要推动。实时的电价可以进一步保障电力需求的科学性以及使用安全性。电动汽车在使用过程中，可以利用快速的电网运行状态，对电价的波动情况进行及时掌握，通过实时电价的波动情况，考虑到成本问题，以此进一步判断是否需要对电动汽车进行充电。

实时电价评估重点包括以下3个部分。

（1）了解电动汽车实时电价的部分指标（充电时间、空间范围）。

（2）了解电动汽车部分指标（数量、类型、模拟充电符合）。

（3）了解当前电价指标（充电消耗、电价）。

通过这3个部分内容对电动汽车实时电价和充电负荷进行评估，有利于电动车实时电价计算。而通过电动汽车实时定价，计算方法有以下3种。

（1）电量计量表。定量计量表的实时电价评估，主要是依据不同的充电场景下所消耗的电量，依据充电曲线实现计算。这种情况下充电场景通常可以分为午间、夜间以及分时段3种，而且充电的主要车辆类型存在一定不同。这种情况下需要针对不同类型车辆、不同车辆充电时间段充电特征以及用电情况进行计算。

（2）利用电动汽车软件，对电动汽车使用者出行情况以及充电情况进行监测同时，可以进一步综合性掌握用户的出行习惯以及充电习惯。这对于实时电价调整实施电价计算有重要意义。

（3）由于电动汽车的使用具有一定的随机性和不确定性，所以利用蒙特卡罗仿真法对各种随机特性进行模拟，从而对实时充电负荷曲线可以进一步明确。

2.2 保障电动汽车用户效益

实时电价下，电动汽车管理过程中需要充分保障用户的经济效益不受影响。首先需要建立较为科学良好的电动汽车充电以及放电规划。除此之外，对电动汽车相应的充电放電等给予一定的补贴，这样可以激励消费者在出行过程中选择电动汽车，同时改善城市环境减少资源消耗。在电动汽车使用负荷较大的区域建设充电站，利用5G 技术可以进一步保证电价数据实时更新，满足消费者给电动汽车充电需求的同时，对实时电价有更好地了解。

除此之外，还需要进一步加强充电汽车实时定价的相关技术标准以及相应的接口规范性。建立一套完善充电放电机制，利用实时电价相应设施以及通讯网络平台进行结合，进一步形成电动汽车资源配置有效性，服务标准统一性以及信息更新高效性的电动汽车服务模式。保证电动汽车电价合理，同时引导汽车消费者能够有序充电，计划放点，保证电网负荷稳定，同时减少电网改造支出成本。而且电动汽车在实时竞价过程中还可以为其提供更多优质服务，例如智能车载终端，车辆监控，以及其他增值服务，这样可以进一步保证电动汽车用户使用需求的同时，为用户提供便捷有效的服务。

3 5G 与实时电价下电动汽车需求侧管理方案研究

3.1 电价制定合理性

电动汽车的进一步普及为我国汽车产业的发展提供新鲜血液的同时，也可以帮助我国能源危机的改善，对我国城市发展以及经济建设有重要推动。这种情况下，电价的电动汽车需求侧管理需要充分重视，需要保证实时电价的合理性以及有效性。在实时电价调整过程中，需要充分注意以下几个方面。

第一，降低电动汽车充电负荷分散率，实现集中充电，这样可以进一步提高充电功率因数，进而减少电力汽车在充电过程中对电网造成的影响。以充电站为电动汽车充电主要场所，这样可以进一步保证电动汽车在充电过程中的方便快捷。

第二，需要充分将运营成本进行考虑，从而合理规划电动车充电站的数量，以低成本高效率实现电动汽车充电设备、设施投入。除此之外，做好相应的市场调研工作，进一步实现电价调整合理性，而且5G网络下可以保证电价的实时性。

实施电价调整要充分考虑电网负荷、电力运行成本和电价情况，这3个要素是保障电价有效性的关键内容。当电网负荷量减少时，电力运行成本相应降低，而这种情况下电价随之降低，鼓励电动汽车用户在电价较低的时刻进行充电。如果电网负荷达到峰值水平，电源用电产生紧张会对电价进行提高，减少电动汽车充电负荷，对于电网实现安全性保护。简单来说，电价的调整是依据电网结构以及电力消耗为依据，而结合5G网络可以满足实时电价需求，让电动汽车用户可以在低电价进行充电，保证消费者利益的同时实现电网稳定运行。

3.2 电动汽车有序充电

实时电价下电动汽车需求侧管理中需要考虑电动汽车充电的影响因素，在充电过程中利用网络（包括终端）预约服务。在网络预约过程中，选择提供充电服务人群，并且选择充电器号码，通过这种方式进行充电，可以进一步实现充电成本节约，而且避免了充电站排队充电造成的城市拥堵情况（图1）。

而且，在不同充电时段情况下，充电需求不同。充电负荷较大的区域可以与当地的电网进行联合，通过大数据收集实时电价以及相应的电能质量，推算出第2 天各区域内各充电站各个时段下的实时电价情况，从而将第2天的实时电价数据在当天进行公布。这样可以让电动汽车用户依据自身的电力需求选择合适的时间段进行充电，让消费者有更多的选择性。

研究发现，电动汽车实时电价的影响因素很多，例如电网状态、电动汽车使用充电方式以及充电数量等，都会对实施电价造成影响，这种情况下需要进一步使电动汽车与电网进行交互。利用5G 技术可以保证电力系统的交互速度以及数据处理速度，确保实施电价数据的精准性。但是由于网络技术发展，用户个人信息极易出现泄露，这就需要加强今后电动汽车充电管理力度，以此进一步保证消费者利益不受影响，實现节能环保的同时促进新能源汽车的普及。

4 结束语

电动汽车是现阶段能源转化以及能源传输过程发生变动的主要产物，只需要消耗电能就满足运行并实现零排放。这一背景下，需要进一步加强电动汽车需求侧管理。而保证电动汽车实时电价管理，就是保障消费者的经济效益，提升消费者参与电动汽车使用的关键。本文以用电方式管理、电价结构调整和直接激励等进行需求侧管理分析，同时结合5G网络实现实时电价评估，从保障消费者权益出发对实时电价管理要点分析。最后，对制定合理的电价策略和有序的充电策略等内容进行讲解，旨在进一步保证电动汽车实时电价消费者利益，吸引更多消费者。