安科瑞  陳聰 周潔

?一、項(xiàng)目背景概述

??在人類歷史長(zhǎng)河中，已經(jīng)經(jīng)歷了兩次交通能源動(dòng)力系統(tǒng)變革。今天，人類再次來(lái)到了交通能源動(dòng)力系統(tǒng)變革的十字路口，第三次變革將是以電力和動(dòng)力電池（包括燃料電池）替代石油和內(nèi)燃機(jī)，將人類帶入清潔能源時(shí)代，我們大膽的預(yù)測(cè)，第三次交通能源動(dòng)力系統(tǒng)的變革將帶動(dòng)亞洲經(jīng)濟(jì)的騰飛，使亞洲取代美國(guó)成為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

??在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無(wú)疑將成為未來(lái)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(guó)汽車保有量1.4億計(jì)算，可以節(jié)約石油3229萬(wàn)噸，替代石油3110萬(wàn)噸，節(jié)約和替代石油共6339萬(wàn)噸，相當(dāng)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)展柴油車、混合動(dòng)力汽車等實(shí)現(xiàn)。到2030年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306萬(wàn)噸、替代石油9100萬(wàn)噸，節(jié)約和替代石油共16406萬(wàn)噸，相當(dāng)于將汽車石油需求削減百分之四十一。屆時(shí)，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(jié)合中國(guó)的能源資源狀況和國(guó)際汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2025年后，中國(guó)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?xì)馄?、生物燃料（燃料電池）汽車等新能源汽車將迅猛發(fā)展。

??二、國(guó)家充電設(shè)施建設(shè)文件

??2015年，國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)〔2015〕73號(hào))；

??2015年發(fā)改委印發(fā)《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2017-2022年）》

??2016年1月，五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于“十三五"新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施獎(jiǎng)勵(lì)政策及加強(qiáng)新能源汽車推廣應(yīng)用的通知》;

??2017年，能源局、國(guó)資委、機(jī)關(guān)事務(wù)局《關(guān)于加快單位內(nèi)部電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(dòng)計(jì)劃》發(fā)改能源〔2018〕1698號(hào)；

??2019年3月，財(cái)政部《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》財(cái)建〔2019〕138號(hào)；

??2020年10月20日，國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035）的通知

??三、居民小區(qū)停車場(chǎng)充電站分析

??居民小區(qū)里面的停車場(chǎng)大致分為兩類：非機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)和機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)。充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，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(chǎng)內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。

??非機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)里大多為電動(dòng)自行車和電動(dòng)三輪車，這類車型的動(dòng)力來(lái)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(shí)有發(fā)生，這樣往往很容易引起火災(zāi)?？屏蛛姎獾碾妱?dòng)單車充電樁具有壁掛10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(quán)益及安全。非機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)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(chǎng)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(yù)估需求分析

??通過(guò)對(duì)相關(guān)居民小區(qū)停車場(chǎng)相關(guān)情況的初步了解，參考公交車站、物流站、地下停車場(chǎng)、公共停車場(chǎng)及居民小區(qū)停車場(chǎng)等，這些停車場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)情況及運(yùn)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(dòng)車等；

??主要需求：私家車、出租車、小型貨車、小型客車、電動(dòng)車等車輛快速補(bǔ)電及均衡充電需求；本期共規(guī)劃充機(jī)動(dòng)車電車位60個(gè)，其中快充3個(gè)，非機(jī)動(dòng)車充電車位30個(gè)。

??充電設(shè)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(jì)算：

??7kW交流充電機(jī)：57臺(tái)

??30kW交流充電機(jī)：3臺(tái)

??7kw功率因數(shù)cos?：0.95

??交流充電機(jī)工作效率η：1

??充電機(jī)同時(shí)工作系數(shù)k：0.7

??7kw交流充電機(jī)總功率S1：S1= P /(cos? *η)=7*57/（0.95*1）=515kW

??充電機(jī)總功率ΣS：ΣS=S1=515kW

??變壓器負(fù)荷率βm：0.8

??其他負(fù)荷容量s：0.05S

??變壓器容量S= k * (ΣS + s ) /βm

??由以上公式推導(dǎo)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?nèi)萘繛?00kVA，交流充電設(shè)備先就近匯流在配電柜內(nèi)，再接引至箱變內(nèi)開(kāi)關(guān)。

??3.2充電站的介紹

??3.2.1充電站的設(shè)計(jì)

??機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)由一臺(tái)500kVA箱變、4面配電箱和57臺(tái)落地式7kW交流充電樁和3臺(tái)落地式30kw直流充電樁組成。其中三個(gè)每面配電箱內(nèi)置19個(gè)空開(kāi)控制19臺(tái)充電樁，另一個(gè)配3個(gè)空開(kāi)控制3臺(tái)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(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)是由一面配電箱及3臺(tái)電動(dòng)單車智能充電樁組成，并設(shè)有防雨棚，每臺(tái)電動(dòng)單車智能充電樁可同時(shí)為10輛電動(dòng)車充電。電動(dòng)單車智能充電樁掛在防雨棚內(nèi)設(shè)置的橋加上。

??項(xiàng)目10kV電源進(jìn)線，通過(guò)箱變等設(shè)備供給充電設(shè)備，滿足充電設(shè)備用電。配電設(shè)備在高壓側(cè)裝設(shè)高壓計(jì)量柜，低壓側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地的三相四線制系統(tǒng)，獨(dú)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(guò)分段斷路器實(shí)現(xiàn)暗備用；在箱變低壓側(cè)裝設(shè)諧波功補(bǔ)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(xiàng)目性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、實(shí)施性的前提下，符合國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能減排相關(guān)要求。

??（2）根據(jù)站內(nèi)設(shè)施的功能性質(zhì)、生產(chǎn)流程和實(shí)際危險(xiǎn)性，結(jié)合四鄰狀況及風(fēng)向，分區(qū)集中布置，減少管線長(zhǎng)度，節(jié)約投資，方便以后的安全作業(yè)和經(jīng)營(yíng)管理。

??（3）站內(nèi)場(chǎng)地通暢，站內(nèi)充電區(qū)開(kāi)闊，方便大型車輛或消防車輛的進(jìn)出。

??（4）根據(jù)自然地形進(jìn)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(hù)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(chǎng)地環(huán)境相協(xié)調(diào)。根據(jù)該項(xiàng)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(jiàn)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。

??3.2.3本充電站的優(yōu)點(diǎn)

??（1）嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)依據(jù)中所列的節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、相關(guān)終端用能產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，規(guī)劃、建筑結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、采暖通風(fēng)與空調(diào)等各專業(yè)均提出成熟、切實(shí)可行的節(jié)能方案和節(jié)能措施，各專業(yè)都沒(méi)有采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設(shè)備及產(chǎn)品，所有設(shè)備均選用、成熟、可靠、效率高、低能耗節(jié)能型設(shè)備，項(xiàng)目各類供用能系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)有效地計(jì)量管理與監(jiān)督。

??（2）節(jié)能效果明顯，符合國(guó)內(nèi)節(jié)能技術(shù)要求，并達(dá)到同行業(yè)*水平。

??（3）充換電設(shè)施均為低壓設(shè)備，頻率低(50Hz)，磁場(chǎng)強(qiáng)度低于彩電、微波爐，而且充換電站內(nèi)不需要常駐人員，因此對(duì)人體是安全的。

??（4）本方案認(rèn)真執(zhí)行“預(yù)防為主、防消結(jié)合"的消防工作方針以及國(guó)家和本行業(yè)的有關(guān)消防規(guī)定，在總圖布置、建筑結(jié)構(gòu)、消防供水以及火災(zāi)報(bào)警等消防設(shè)計(jì)中采取了一系列防范措施，以期消除隱患，防止和減少火災(zāi)的危害。

??3.3機(jī)動(dòng)車充電站建設(shè)清單及要求

??3.3.1安裝及施工要求

??（1）務(wù)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(fēng)、避免陽(yáng)光直射的使用環(huán)境。

??（2）為保證使用安全，應(yīng)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(yīng)該靠近電動(dòng)汽車停泊位置，以方便日常使用，務(wù)必考慮充電設(shè)備進(jìn)線和充電線纜的長(zhǎng)度。

??3.2機(jī)動(dòng)車充電站投資收益及回收期

??3.21收益

??假設(shè)充電樁的充電機(jī)全部運(yùn)行進(jìn)行充電，每天所有充電樁充電6小時(shí)，充電服務(wù)費(fèi)按0.4元/kWh。公共停車場(chǎng)停車場(chǎng)電費(fèi)為0.8元/kWh。

??損耗：

??每臺(tái)交流充電樁待機(jī)損耗為0.01kW。

??每臺(tái)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(fèi)

??                       =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(jì)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(wàn)元）

??注：該估算僅供參考，實(shí)際充電時(shí)間和收益需要參考當(dāng)?shù)匦履茉雌嚵髁俊?/p>

??3.3非機(jī)動(dòng)車充電站建設(shè)清單及要求

??3.3.1充電設(shè)備及材料配置表：

??3.3.2土建、安裝、調(diào)試施工統(tǒng)計(jì)

??3.3.3安裝及施工要求

??（1）務(wù)必選擇合適的電動(dòng)單車充電樁安裝的位置，充電樁需要干燥、通風(fēng)、避免陽(yáng)光直射的使用環(huán)境。

??（2）為保證使用安全，應(yīng)具備良好的接地系統(tǒng)，電動(dòng)單車充電樁接地良好。

??（3）電動(dòng)單車充電樁安裝位置應(yīng)該靠近電動(dòng)汽車停泊位置，以方便日常使用，務(wù)必考慮充電設(shè)備進(jìn)線和充電線纜的長(zhǎng)度。

??3.4 非機(jī)動(dòng)車充電站投資收益及回收期

??3.4.1收益

??充電設(shè)備的大功率為6.6KW，共3臺(tái)設(shè)備，在實(shí)際使用中，充電按小時(shí)計(jì)費(fèi)，服務(wù)費(fèi)1元/時(shí)，電費(fèi)按照0.8元/kWh計(jì)算。

??30個(gè)充電車位，若按照電動(dòng)自行車與電動(dòng)三輪車7:3的配比。

??電動(dòng)三輪車9輛，每天充一次電，一次充電至少6小時(shí)；

??電動(dòng)自行車21輛，每天充一次電，一次充電至少4小時(shí)。

??電動(dòng)三輪車充電時(shí)長(zhǎng)=9*6=54h

??電動(dòng)自行車充電時(shí)長(zhǎng)=21*4=84h

??充電總時(shí)長(zhǎng)=電動(dòng)三輪車充電時(shí)長(zhǎng)+電動(dòng)自行車充電時(shí)長(zhǎng)

??                =54+84=138h

??每臺(tái)設(shè)備平均每天充電小時(shí)數(shù)=充電總時(shí)長(zhǎng)/充電車數(shù)量

??                                          =138/30=4.6h

??每天收益=充電總時(shí)長(zhǎng)*服務(wù)費(fèi)

??             =138h*1元/時(shí)=138元

??每天支出=6.6kW*3臺(tái)*平均每天充電小時(shí)數(shù)*電費(fèi)

??             =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(jì)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(shí)際充電時(shí)間和收益需要參考當(dāng)?shù)匦履茉雌嚰半妱?dòng)車流量。

??四、系統(tǒng)界面

??4.1首頁(yè)

??統(tǒng)計(jì)該賬戶下所有充電站的充電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

??4.2充電站監(jiān)控

??可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號(hào)后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁(yè)面

??實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器負(fù)荷（搭配ACM300T、ADW300），當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負(fù)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(xiàn)場(chǎng)安裝