居民小區停車場充電樁解決方案
2021-08-27
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??一、項目背景概述
??在人類歷史長河中，已經經歷了兩次交通能源動力系統變革。今天，人類再次來到了交通能源動力系統變革的十字路口，第三次變革將是以電力和動力電池（包括燃料電池）替代石油和內燃機，將人類帶入清潔能源時代，我們大膽的預測，第三次交通能源動力系統的變革將帶動亞洲經濟的騰飛，使亞洲取代美國成為世界經濟的發動機。
??在能源和環保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發展方向。如果新能源汽車得到快速發展，以2020年中國汽車保有量1.4億計算，可以節約石油3229萬噸，替代石油3110萬噸，節約和替代石油共6339萬噸，相當于將汽車用油需求削減百分之22.7。2020年以前節約和替代石油主要依靠發展*柴油車、混合動力汽車等實現。到2030年，新能源汽車的發展將節約石油7306萬噸、替代石油9100萬噸，節約和替代石油共16406萬噸，相當于將汽車石油需求削減百分之四十一。屆時，生物燃料、燃料電池在汽車石油替代中將發揮重要的作用。
??結合中國的能源資源狀況和國際汽車技術的發展趨勢，預計到2025年后，中國普通汽油車占乘用車的保有量將僅占百分之五十左右，而*電池汽車、燃氣汽車、生物燃料（燃料電池）汽車等新能源汽車將迅猛發展。
??二、國家充電設施建設文件
??2015年，國務院辦公廳《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》(國辦發〔2015〕73號)；
??2015年發改委印發《電動汽車充電基礎設施發展指南（2017-2022年）》
??2016年1月，五部委聯合發布《關于“十三五"新能源汽車基礎設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用的通知》;
??2017年，能源局、國資委、機關事務局《關于加快單位內部電動汽車充電基礎設施建設的通知》；
??2018年，發改委印發《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》發改能源〔2018〕1698號；
??2019年3月，財政部《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》財建〔2019〕138號；
??2020年10月20日，國務院辦公廳關于印發《新能源汽車產業發展規劃》（2021-2035）的通知
??三、居民小區停車場充電站分析
??居民小區里面的停車場大致分為兩類：非機動車停車場和機動車停車場。充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑和居民小區停車場內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。
??非機動車停車場里大多為電動自行車和電動三輪車，這類車型的動力來源于自身的電瓶，充電成了居民的一大難題，私拉電線的情況時有發生，這樣往往很容易引起火災?？屏蛛姎獾碾妱訂诬嚦潆姌毒哂斜趻?0口和落地4口兩種，可為居民解決充電需求，更好的保障小區居民的權益及安全。非機動車停車場大部分為私家車，以及小部分為居民提供生活保障的物流車。居民的私家車大部分都是白天外出工作，晚上停在停車場可選擇交流充電樁在夜間慢速充電；而物流車電池容量大，電量消耗大，直流充電樁可為其快速充電。
??3.1.1充電站預估需求分析
??通過對相關居民小區停車場相關情況的初步了解，參考公交車站、物流站、地下停車場、公共停車場及居民小區停車場等，這些停車場的運營情況及運行規律，制定以下方案。
??規劃充電車輛有：私家車、出租車、小型貨車、小型客車、電動車等；
??主要需求：私家車、出租車、小型貨車、小型客車、電動車等車輛快速補電及均衡充電需求；本期共規劃充機動車電車位60個，其中快充3個，非機動車充電車位30個。
??充電設備組成如下：
??3.1.2 充電站配電解決方案
??電源額定容量需求計算：
??7kW交流充電機：57臺
??30kW交流充電機：3臺
??7kw功率因數cos?：0.95
??交流充電機工作效率η：1
??充電機同時工作系數k：0.7
??7kw交流充電機總功率S1：S1= P /(cos? *η)=7*57/（0.95*1）=515kW
??充電機總功率ΣS：ΣS=S1=515kW
??變壓器負荷率βm：0.8
??其他負荷容量s：0.05S
??變壓器容量S= k * (ΣS + s ) /βm
??由以上公式推導出變壓器功率
??S=k*ΣS/(βm-0.05k)=420*0.7/(0.8-0.05*0.7)=471.24kW
??推薦箱變容量為500kVA，交流充電設備先就近匯流在配電柜內，再接引至箱變內開關。
??3.2充電站的介紹
??3.2.1充電站的設計
??機動車停車場由一臺500kVA箱變、4面配電箱和57臺落地式7kW交流充電樁和3臺落地式30kw直流充電樁組成。其中三個每面配電箱內置19個空開控制19臺充電樁，另一個配3個空開控制3臺充電樁，配電箱電源取自新增箱變，所有電纜均在電纜溝內直埋。非機動車停車場是由一面配電箱及3臺電動單車智能充電樁組成，并設有防雨棚，每臺電動單車智能充電樁可同時為10輛電動車充電。電動單車智能充電樁掛在防雨棚內設置的橋加上。
??項目10kV電源進線，通過箱變等設備供給充電設備，滿足充電設備用電。配電設備在高壓側裝設高壓計量柜，低壓側采用中性點直接接地的三相四線制系統，獨立接地回路。10kV母線、0.4kV母線均采用單母線分段的主接線形式，通過分段斷路器實現暗備用；在箱變低壓側裝設諧波功補償裝置。
??3.2.2總平面布局原則及綠化
??布局原則：
??（1）在充分考慮項目*性、經濟性、穩定性、實施性的前提下，符合國家、行業標準和節能減排相關要求。
??（2）根據站內設施的功能性質、生產流程和實際危險性，結合四鄰狀況及風向，分區集中布置，減少管線長度，節約投資，方便以后的安全作業和經營管理。
??（3）站內場地通暢，站內充電區開闊，方便大型車輛或消防車輛的進出。
??（4）根據自然地形進行工藝布置，盡量減少土石方量。
??綠化：
??綠化布置是環境保護的重要措施，因而根據具體要求，與總平面布置綜合考慮，并與場地環境相協調。根據該項目的規模和總平面布置方案，為了創造良好的生產環境，在充電區與供電區之間可利用的位置見縫插綠，在充分利用土地的情況下，盡可能的搞好區域的綠化。
??3.2.3本充電站的優點
??（1）嚴格遵循設計依據中所列的節能設計相關標準及規范、相關終端用能產品能效標準，進行方案設計、工藝設計和設備選型，規劃、建筑結構、電氣、給排水、采暖通風與空調等各專業均提出成熟*、切實可行的節能方案和節能措施，各專業都沒有采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設備及產品，所有設備均選用*、成熟、可靠、效率高、低能耗節能型設備，項目各類供用能系統均可實現有效地計量管理與監督。
??（2）節能效果明顯，符合國內節能技術要求，并達到同行業*水平。
??（3）充換電設施均為低壓設備，頻率低(50Hz)，磁場強度低于彩電、微波爐，而且充換電站內不需要常駐人員，因此對人體是安全的。
??（4）本方案認真執行“預防為主、防消結合"的消防工作方針以及國家和本行業的有關消防規定，在總圖布置、建筑結構、消防供水以及火災報警等消防設計中采取了一系列防范措施，以期消除隱患，防止和減少火災的危害。
??3.3機動車充電站建設清單及要求
??3.3.1充電設備及材料配置表：
??3.3.2土建、安裝、調試施工統計
??3.3.3安裝及施工要求
??（1）務必選擇合適的7kW交流充電樁和30kw直流充電樁安裝的位置，充電樁需要干燥、通風、避免陽光直射的使用環境。
??（2）為保證使用安全，應具備良好的接地系統，充電樁接地良好。
??（3）充電樁安裝位置應該靠近電動汽車停泊位置，以方便日常使用，務必考慮充電設備進線和充電線纜的長度。
??3.4機動車充電站投資收益及回收期
??3.41收益
??假設充電樁的充電機全部運行進行充電，每天所有充電樁充電6小時，充電服務費按0.4元/kWh。公共停車場停車場電費為0.8元/kWh。
??損耗：
??每臺交流充電樁待機損耗為0.01kW。
??每臺交流充電樁損耗/年：0.01kW*24h*365天=87.6kWh/年
??充電樁的年損耗=交流充電樁的年損耗*電費
?? =5256kWh/年*0.8元/kWh
=4204.8元/年
??收益：
??充電樁充電每天收益：489kW*0.4元/kWh*6h=1173.6元/天
??充電樁的年收益（每年按250天計算）：1173.6元/天*250天=293400元/年
??年凈收益=年收益-年損耗
?? =293400-4204.8
=289,195.2元（約28.91萬元）
??注：該估算僅供參考，實際充電時間和收益需要參考當地新能源汽車流量。
??3.5非機動車充電站建設清單及要求
??3.5.1充電設備及材料配置表：
??3.5.2土建、安裝、調試施工統計
??3.5.3安裝及施工要求
??（1）務必選擇合適的電動單車充電樁安裝的位置，充電樁需要干燥、通風、避免陽光直射的使用環境。
??（2）為保證使用安全，應具備良好的接地系統，電動單車充電樁接地良好。
??（3）電動單車充電樁安裝位置應該靠近電動汽車停泊位置，以方便日常使用，務必考慮充電設備進線和充電線纜的長度。
??3.6 非機動車充電站投資收益及回收期
??3.6.1收益
??充電設備的大功率為6.6KW，共3臺設備，在實際使用中，充電按小時計費，服務費1元/時，電費按照0.8元/kWh計算。
??30個充電車位，若按照電動自行車與電動三輪車7:3的配比。
??電動三輪車9輛，每天充一次電，一次充電至少6小時；
??電動自行車21輛，每天充一次電，一次充電至少4小時。
??電動三輪車充電時長=9*6=54h
??電動自行車充電時長=21*4=84h
??充電總時長=電動三輪車充電時長+電動自行車充電時長
?? =54+84=138h
??每臺設備平均每天充電小時數=充電總時長/充電車數量
?? =138/30=4.6h
??每天收益=充電總時長*服務費
?? =138h*1元/時=138元
??每天支出=6.6kW*3臺*平均每天充電小時數*電費
?? =6.6kW*3*4.6h*0.8元/kWh=72.864
??每天凈收益=每天收益-每天支出=65.136元
??年（一年按250天計算）凈收益=每天凈收益*250天
?? =65.136元*250天=16284元
??注：該估算僅供參考，實際充電時間和收益需要參考當地新能源汽車及電動車流量。
??四、系統界面
??4.1首頁
??統計該賬戶下所有充電站的充電數據統計。
??4.2充電站監控
??可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監控頁面
??實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。
??4.3交易管理
??交易管理包括賬戶信息、充電記錄、交易流水、充值記錄等功能
??五、現場安裝
