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居民小区停车场充电桩解决方案

 发布时间:2021-08-22 点击量:31

一、项目背景概述

  在人类历史长河中,已经经历了两次交通能源动力系统变革。今天,人类再次来到了交通能源动力系统变革的十字路口,第三次变革将是以电力和动力电池(包括燃料电池)替代石油和内燃机,将人类带入清洁能源时代,我们大胆的预测,第三次交通能源动力系统的变革将带动亚洲经济的腾飞,使亚洲取代美国成为世界经济的发动机。

  在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年中国汽车保有量1.4亿计算,可以节约石油3229万吨,替代石油3110万吨,节约和替代石油共6339万吨,相当于将汽车用油需求削减百分之22.7。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年,新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨,节约和替代石油共16406万吨,相当于将汽车石油需求削减百分之四十一。届时,生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。

  结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势,预计到2025年后,中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占百分之五十左右,而先进电池汽车、燃气汽车、生物燃料(燃料电池)汽车等新能源汽车将迅猛发展。

  二、国家充电设施建设文件

  2015年,国务院办公厅《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》(国办发〔2015〕73号);

  2015年发改委印发《电动汽车充电基础设施发展指南(2017-2022年)》

  2016年1月,五部委联合发布《关于“十三五"新能源汽车基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》;

  2017年,能源局、国资委、机关事务局《关于加快单位内部电动汽车充电基础设施建设的通知》;

  2018年,发改委印发《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》发改能源〔2018〕1698号;

  2019年3月,财政部《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》财建〔2019〕138号;

  2020年10月20日,国务院办公厅关于印发《新能源汽车产业发展规划》(2021-2035)的通知

  三、居民小区停车场充电站分析

  居民小区里面的停车场大致分为两类:非机动车停车场和机动车停车场。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机,可以固定在地面或墙壁,安装于公共建筑和居民小区停车场内,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

  非机动车停车场里大多为电动自行车和电动三轮车,这类车型的动力来源于自身的电瓶,充电成了居民的一大难题,私拉电线的情况时有发生,这样往往很容易引起火灾。科林电气的电动单车充电桩具有壁挂10口和落地4口两种,可为居民解决充电需求,更好的保障小区居民的权益及安全。非机动车停车场大部分为私家车,以及小部分为居民提供生活保障的物流车。居民的私家车大部分都是白天外出工作,晚上停在停车场可选择交流充电桩在夜间慢速充电;而物流车电池容量大,电量消耗大,直流充电桩可为其快速充电。

  3.1.1充电站预估需求分析

  通过对相关居民小区停车场相关情况的初步了解,参考公交车站、物流站、地下停车场、公共停车场及居民小区停车场等,这些停车场的运营情况及运行规律,制定以下方案。

  规划充电车辆有:私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等;

  主要需求:私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等车辆快速补电及均衡充电需求;本期共规划充机动车电车位60个,其中快充3个,非机动车充电车位30个。

  充电设备组成如下:


  3.1.2 充电站配电解决方案

  电源额定容量需求计算:

  7kW交流充电机:57台

  30kW交流充电机:3台

  7kw功率因数cosϕ:0.95

  交流充电机工作效率η:1

  充电机同时工作系数k:0.7

  7kw交流充电机总功率S1:S1= P /(cosϕ *η)=7*57/(0.95*1)=515kW

  充电机总功率ΣS:ΣS=S1=515kW

  变压器负荷率βm:0.8

  其他负荷容量s:0.05S

  变压器容量S= k * (ΣS + s ) /βm

  由以上公式推导出变压器功率

  S=k*ΣS/(βm-0.05k)=420*0.7/(0.8-0.05*0.7)=471.24kW

  推荐箱变容量为500kVA,交流充电设备先就近汇流在配电柜内,再接引至箱变内开关。

  3.2充电站的介绍

  3.2.1充电站的设计

  机动车停车场由一台500kVA箱变、4面配电箱和57台落地式7kW交流充电桩和3台落地式30kw直流充电桩组成。其中三个每面配电箱内置19个空开控制19台充电桩,另一个配3个空开控制3台充电桩,配电箱电源取自新增箱变,所有电缆均在电缆沟内直埋。非机动车停车场是由一面配电箱及3台电动单车智能充电桩组成,并设有防雨棚,每台电动单车智能充电桩可同时为10辆电动车充电。电动单车智能充电桩挂在防雨棚内设置的桥加上。

  项目10kV电源进线,通过箱变等设备供给充电设备,满足充电设备用电。配电设备在高压侧装设高压计量柜,低压侧采用中性点直接接地的三相四线制系统,独立接地回路。10kV母线、0.4kV母线均采用单母线分段的主接线形式,通过分段断路器实现暗备用;在箱变低压侧装设谐波功补偿装置。

  3.2.2总平面布局原则及绿化

  布局原则:

  (1)在充分考虑项目先进性、经济性、稳定性、实施性的前提下,符合国家、行业标准和节能减排相关要求。

  (2)根据站内设施的功能性质、生产流程和实际危险性,结合四邻状况及风向,分区集中布置,减少管线长度,节约投资,方便以后的安全作业和经营管理。

  (3)站内场地通畅,站内充电区开阔,方便大型车辆或消防车辆的进出。

  (4)根据自然地形进行工艺布置,尽量减少土石方量。

  绿化:

  绿化布置是环境保护的重要措施,因而根据具体要求,与总平面布置综合考虑,并与场地环境相协调。根据该项目的规模和总平面布置方案,为了创造良好的生产环境,在充电区与供电区之间可利用的位置见缝插绿,在充分利用土地的情况下,尽可能的搞好区域的绿化。

  3.2.3本充电站的优点

  (1)严格遵循设计依据中所列的节能设计相关标准及规范、相关终端用能产品能效标准,进行方案设计、工艺设计和设备选型,规划、建筑结构、电气、给排水、采暖通风与空调等各专业均提出成熟先进、切实可行的节能方案和节能措施,各专业都没有采用明令禁止或淘汰的落后工艺、设备及产品,所有设备均选用先进、成熟、可靠、效率高、低能耗节能型设备,项目各类供用能系统均可实现有效地计量管理与监督。

  (2)节能效果明显,符合国内节能技术要求,并达到同行业国内先进水平。

  (3)充换电设施均为低压设备,频率低(50Hz),磁场强度低于彩电、微波炉,而且充换电站内不需要常驻人员,因此对人体是安全的。

  (4)本方案认真执行“预防为主、防消结合"的消防工作方针以及国家和本行业的有关消防规定,在总图布置、建筑结构、消防供水以及火灾报警等消防设计中采取了一系列防范措施,以期消除隐患,防止和减少火灾的危害。

  3.3机动车充电站建设清单及要求

  3.3.1充电设备及材料配置表:


  3.3.2土建、安装、调试施工统计


  3.3.3安装及施工要求

  (1)务必选择合适的7kW交流充电桩和30kw直流充电桩安装的位置,充电桩需要干燥、通风、避免阳光直射的使用环境。

  (2)为保证使用安全,应具备良好的接地系统,充电桩接地良好。

  (3)充电桩安装位置应该靠近电动汽车停泊位置,以方便日常使用,务必考虑充电设备进线和充电线缆的长度。

  3.4机动车充电站投资收益及回收期

  3.41收益

  假设充电桩的充电机全部运行进行充电,每天所有充电桩充电6小时,充电服务费按0.4元/kWh。公共停车场停车场电费为0.8元/kWh。

  损耗:

  每台交流充电桩待机损耗为0.01kW。

  每台交流充电桩损耗/年:0.01kW*24h*365天=87.6kWh/年

  充电桩的年损耗=交流充电桩的年损耗*电费

                         =5256kWh/年*0.8元/kWh

                              =4204.8元/年

  收益:

  充电桩充电每天收益:489kW*0.4元/kWh*6h=1173.6元/天

  充电桩的年收益(每年按250天计算):1173.6元/天*250天=293400元/年

  年净收益=年收益-年损耗

               =293400-4204.8

                    =289,195.2元(约28.91万元)

  注:该估算仅供参考,实际充电时间和收益需要参考当地新能源汽车流量。

  3.5非机动车充电站建设清单及要求

  3.5.1充电设备及材料配置表:


  3.5.2土建、安装、调试施工统计


  3.5.3安装及施工要求

  (1)务必选择合适的电动单车充电桩安装的位置,充电桩需要干燥、通风、避免阳光直射的使用环境。

  (2)为保证使用安全,应具备良好的接地系统,电动单车充电桩接地良好。

  (3)电动单车充电桩安装位置应该靠近电动汽车停泊位置,以方便日常使用,务必考虑充电设备进线和充电线缆的长度。

  3.6 非机动车充电站投资收益及回收期

  3.6.1收益

  充电设备的大功率为6.6KW,共3台设备,在实际使用中,充电按小时计费,服务费1元/时,电费按照0.8元/kWh计算。

  30个充电车位,若按照电动自行车与电动三轮车7:3的配比。

  电动三轮车9辆,每天充一次电,一次充电至少6小时;

  电动自行车21辆,每天充一次电,一次充电至少4小时。

  电动三轮车充电时长=9*6=54h

  电动自行车充电时长=21*4=84h

  充电总时长=电动三轮车充电时长+电动自行车充电时长

                  =54+84=138h

  每台设备平均每天充电小时数=充电总时长/充电车数量

                                            =138/30=4.6h

  每天收益=充电总时长*服务费

               =138h*1元/时=138元

  每天支出=6.6kW*3台*平均每天充电小时数*电费

               =6.6kW*3*4.6h*0.8元/kWh=72.864

  每天净收益=每天收益-每天支出=65.136元

  年(一年按250天计算)净收益=每天净收益*250天

                                              =65.136元*250天=16284元

  注:该估算仅供参考,实际充电时间和收益需要参考当地新能源汽车及电动车流量。

  四、系统界面

  4.1首页

  统计该账户下所有充电站的充电数据统计。

  4.2充电站监控

  可以按站点名称进行筛选,显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录,点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面

  实时监测变压器负荷(搭配ACM300T、ADW300),当负荷超过百分之五十时,系统会限制新增开始充电的充电桩的功率,降为百分之五十,当变压器负荷超过百分之八十时,系统将不允许新增充电桩开始充电,直到负荷下降为止。

  4.3交易管理

  交易管理包括账户信息、充电记录、交易流水、充值记录等功能

  五、现场安装