居民小區(qū)停車場充電樁解決方案

項目背景

     在人類歷史長河中，已經(jīng)經(jīng)歷了兩次交通能源動力系統(tǒng)變革。今天，人類再次來到了交通能源動力系統(tǒng)變革的十字路口，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(nèi)燃機，將人類帶入清潔能源時代，我們大膽的預測，三次交通能源動力系統(tǒng)的變革將帶動亞洲經(jīng)濟的騰飛，使亞洲取代美國成為世界經(jīng)濟的發(fā)動機。

在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。如果新能源汽車得到快速發(fā)展，以2020年中國汽車保有量1.4億計算，可以節(jié)約石油3229萬噸，替代石油3110萬噸，節(jié)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(jié)約和替代石油主要依靠發(fā)展先進柴油車、混合動力汽車等實現(xiàn)。到2030年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306萬噸、替代石油9100萬噸，節(jié)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(fā)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(fā)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，而先進電池汽車、燃氣汽車、生物燃料（燃料電池）汽車等新能源汽車將迅猛發(fā)展。

國家充電設施建設文件

     2015年，國務院辦公廳《關于電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》(國辦發(fā)〔2015〕73號)；

     2015年發(fā)改委印發(fā)《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南（2017-2022年）》；

     2016年1月，五部委聯(lián)合發(fā)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、國資委、事務《關于單位內(nèi)部電動汽車充電基礎設施建設的通知》；

     2018年，發(fā)改委印發(fā)《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》發(fā)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(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035）的通知；

居民小區(qū)停車場充電站分析

     居民小區(qū)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(qū)停車場內(nèi)，可以根據(jù)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(fā)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(qū)居民的權益。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。

充電站預估需求分析

     通過對相關居民小區(qū)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(qū)停車場等，這些停車場的運營情況及運行規(guī)律，制定以下方案。

     規(guī)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(guī)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：

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(shù)cos?：0.95

     交流充電機工作效率η：1

     充電機同時工作系數(shù)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

     箱變?nèi)萘繛?00kVA，交流充電設備先就近匯流在配電柜內(nèi)，再接引至箱變內(nèi)開關。

充電站的介紹

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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(cè)裝設高壓計量柜，低壓側(cè)采用中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)，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(xiàn)暗備用；在箱變低壓側(cè)裝設諧波功補償裝置。

總平面布原則及綠化

布原則：

     （1）在充分考慮項目先進性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、實施性的前提下，符合國家、行業(yè)標準和節(jié)能減排相關要求。

     （2）根據(jù)站內(nèi)設施的功能性質(zhì)、生產(chǎn)流程和實際危險性，結合四鄰狀況及風向，分區(qū)集中布置，減少管線長度，節(jié)約投資，方便以后的作業(yè)和經(jīng)營管理。

     （3）站內(nèi)場地通暢，站內(nèi)充電區(qū)開闊，方便大型車輛或消防車輛的進出。

     （4）根據(jù)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(huán)境保護的重要措施，因而根據(jù)具體要求，與總平面布置綜合考慮，并與場地環(huán)境相協(xié)調(diào)。根據(jù)該項目的規(guī)模和總平面布置方案，為了創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，在充電區(qū)與供電區(qū)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(qū)域的綠化。

本充電站的優(yōu)點

     （1）嚴格遵循設計依據(jù)中所列的節(jié)能設計相關標準及規(guī)范、相關終端用能產(chǎn)品能效標準，進行方案設計、工藝設計和設備選型，規(guī)劃、建筑結構、電氣、給排水、采暖通風與空調(diào)等均提出成熟先進、切實可行的節(jié)能方案和節(jié)能措施，都沒有采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設備及產(chǎn)品，所有設備均選用先進、成熟、可靠、效率高、低能耗節(jié)能型設備，項目各類供用能系統(tǒng)均可實現(xiàn)計量管理與監(jiān)督。

     （2）節(jié)能，符合國內(nèi)節(jié)能技術要求，并達到同行業(yè)*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(nèi)不需要常駐人員。

     （4）本方案認真執(zhí)行“預防為主、防消結合"的消防工作方針以及國家和本行業(yè)的有關消防規(guī)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，防止和減少火災的危害。

機動車充電站建設清單及要求

充電設備及材料配置表

土建、安裝、調(diào)試施工統(tǒng)計

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(huán)境。

     （2）為保證使用合理，應具備良好的接地系統(tǒng)，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。

機動車充電站投資收益及回收期收益

     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?shù)匦履茉雌嚵髁俊?/span>

非機動車充電站建設清單及要求

充電設備及材料配置表

土建、安裝、調(diào)試施工統(tǒng)計

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(huán)境。

     （2）為保證使用合理，應具備良好的接地系統(tǒng)，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。

非機動車充電站投資收益及回收期收益

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(shù)=充電總時長/充電車數(shù)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(shù)*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?shù)匦履茉雌嚰半妱榆嚵髁俊?/span>

安科瑞充電樁收費運營云平臺

    安科瑞Acrelcloud-9000充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預；用戶通過微信/支付寶小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

    充電樁可選配WIFI/4G/以太網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術和秘鑰分發(fā)技術，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括財務管理、變壓器監(jiān)控和運營分析等功能。

平臺結構

平臺主要功能

■資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

■交易結算

充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。

■用戶管理

用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理。

■充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

■微信小程序

掃碼充電，賬單支付等功能。

■數(shù)據(jù)服務

數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析。

■變壓器監(jiān)控

監(jiān)控充電站變壓器負荷，超負荷時對充電樁的調(diào)度管理。

現(xiàn)場軟硬件配置

產(chǎn)品介紹

1、互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁系列

2、產(chǎn)品性能

注：*為通信方式，可選。

產(chǎn)品功能

1）智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計量與計費以及充電過程的聯(lián)動控制等。

2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡運營平臺。

3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，財務報表分析等等。

4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護和漏電保護等功能。

5）遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級。

6）適配車型：所有符合GB/T 20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

7）資產(chǎn)安全：產(chǎn)品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

產(chǎn)品特點

    智能、安全、穩(wěn)定、云平臺、移動支付、遠程升級、導航、保險、用戶管理、適配車型廣泛、急停、體積小

ASCP系列電氣防火限流式保護器

國內(nèi)電氣火災統(tǒng)計和分析

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會電氣化程度不斷提高，用電負荷過大、線路短路等原因?qū)е码姎饣馂陌l(fā)生越來越頻繁，使得火災數(shù)量呈上升趨勢。

據(jù)5年的統(tǒng)計分析，電氣火災發(fā)生的場所中，住宅發(fā)生火災事故的數(shù)量高居前列（占比51%），線路短路及線路老化是誘發(fā)事故的主要原因。

通過對5年電氣火災故事原因分析發(fā)現(xiàn)，主要有電線短路、過負荷用電、接觸不良等幾種原因?qū)е率鹿拾l(fā)生。其中，電線短路占比48%。

配電線路短路特點

線路短路時，短路電流在很短時間內(nèi)能達到額定電流的十幾倍甚至幾十倍。根據(jù)焦耳定律∶Q=I2Rt，在短路點產(chǎn)生的熱量成指數(shù)倍增加，使短路點瞬間熔化并火星四濺，很易引發(fā)火災事故。

傳統(tǒng)短路保護手段

傳統(tǒng)保護方式采用電磁脫扣式斷路器，檢測到短路時，脫扣器動作，分斷時間在毫秒級，無法控制短路電流。好的方式是采用響應速度快的限流技術和器件。

ASCP10-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~20A可設置

主要功能

短路限流：當線路發(fā)生短路故障時，能在150μs內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護，控制因短路電流過大所引起的電氣火災事故。

過載限流：當被保護線路的電流超過額定電流，線路過載且過載持續(xù)時間超過設定時間（3-60秒）時，保護器進行限流保護。

超溫限流：當保護器的內(nèi)部元器件溫度超過設定值時，產(chǎn)品啟動超溫限流保護功能，防止因溫度過高造成產(chǎn)品損壞。

通訊功能：一路RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~63A可設置

主要功能：

短路限流：當線路發(fā)生短路故障時，能在150μs內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護，控制因短路電流過大所引起的電氣火災事故。

過載限流：當被保護線路的電流超過額定電流，線路過載且過載持續(xù)時間超過設定時間（3-60秒）時，保護器進行限流保護。

超溫限流：當保護器的內(nèi)部元器件溫度超過設定值時，產(chǎn)品啟動超溫限流保護功能，防止因溫度過高造成產(chǎn)品損壞。

過/欠壓保護：當保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~63A可設置

主要功能：

線纜溫度監(jiān)測：當被監(jiān)測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

漏電流監(jiān)測：當被監(jiān)測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

通訊功能：具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。監(jiān)控后臺可以是     安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或三方監(jiān)控軟件或平臺。

技術參數(shù)：

ASCP系列電氣防火限流式保護器—安裝與接線

尺寸與安裝：

接線方式：

選型及使用說明：

保護器設定的額定電流應該與其前級的斷路器的額定電流保持一致。

注意保證產(chǎn)品正常的通風和散熱。

保護器內(nèi)部帶有交流電，嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。

保護器后方可接多個負載，需要保證負載的額定電流小于保護器的額定電流。

ASCP200為功能型，標配溫度監(jiān)測和漏電流監(jiān)測。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器—過載功能演示

微斷保護下，線路過載測試試驗

現(xiàn)象：線路過載發(fā)熱，絕緣損壞致使短路，微斷跳閘保護，損壞點火星四濺。

限流式保護器保護下，線路過載測試

現(xiàn)象：線路過載發(fā)熱，絕緣損壞致使短路，保護器限流保護并報警，損壞點無火星產(chǎn)生。

微斷保護下，線路短路測試試驗

現(xiàn)象：模擬線路短路，微斷跳閘保護，短路點火星四濺。

限流式保護器保護下，線路短路測試

現(xiàn)象：模擬線路短路，保護器限流保護并報警，短路點無火星產(chǎn)生。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器—典型系統(tǒng)圖

ASCP200-1電氣防火限流式保護器設計與使用誤區(qū)

限流式保護器有小電流的產(chǎn)品，就可以有大電流的產(chǎn)品，所以在設計時為了減少使用數(shù)量，盡可能選擇大電流的產(chǎn)品。

限流保護器的短路保護功能，應需遵守分級保護的要求，電流越大，末端短路滅弧效果越差；

線路短路時，盡可能減少停電范圍。

限流式保護器既然用在末端線路保護中，就一定可以裝在末端配電箱里。

限流式保護器采用固態(tài)開關，正常工作時有一定功耗，會產(chǎn)生熱量，不應安裝在密閉空間內(nèi)。

限流式保護器和故障電弧探測器的區(qū)別

限流式保護器在有的場合也叫作滅弧式保護器，因此有時候容易和故障電弧探測器混淆，但限流式保護器主要用于故障短路后的快速切斷，相當于空氣開關瞬間脫扣功能的加強版，屬于事后保護。

故障電弧探測器則通過對接入線路中的串并聯(lián)故障電弧的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)線路中的異常狀態(tài)和隱患，主要作用是事前防護。

限流式保護器和故障電弧探測器可以配合使用。

限流式保護器和傳統(tǒng)微斷的區(qū)別

ASCP200-1電氣防火限流式保護器-證書報告

ASCP200-1電氣防火限流式保護器-安裝圖片

。

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

ASCP200-1 型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為 63A?？蓮V泛應用于學校、醫(yī)院、商場、賓館、娛樂場所、寺廟、文物建筑、會展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動車充電站及租賃式商場商鋪、批發(fā)市場、集貿(mào)市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端干、支路的線路保護。