Bagaimana Pemilihan Substasiun Kompak Mempengaruhi Profitabilitas Stasiun Pengisian EV

PENGANTAR TEKNIS ∙ ∙ EV CHARGING INFRASTRUCTURE

Logika ukuran praktis, skenario aplikasi, dan panduan implementasi

Disiapkan oleh HENTG POWER

Transformasi Daya · Distribusi yang Lebih Cerdas

Panduan ini menjelaskan prinsip-prinsip utama seleksi, perhitungan kapasitas, skenario aplikasi, dan prosedur implementasi untuk substasiun pengisian EV.kami mendekati pemilihan substasiun kompak sebagai bagian dari solusi distribusi daya terintegrasi, bukan hanya sebagai pembelian peralatan individu.

Karena jaringan pengisian daya perkotaan berkembang dan kepemilikan EV terus meningkat, stasiun pengisian daya yang dikembangkan secara pribadi menjadi peluang investasi yang menarik.banyak investor awalnya fokus pada sewa tanah, pengadaan pengisi daya, dan proyeksi lalu lintas sambil mengabaikan substasiun kompak, komponen yang kurang terlihat tetapi penting di balik seluruh operasi.

Masalah sering muncul hanya setelah konstruksi dimulai: kapasitas trafo yang tidak cukup, dimensi kandang yang tidak sesuai dengan situs, atau penundaan persetujuan utilitas.Penggantian peralatan, dan gangguan jadwal dapat dengan cepat melemahkan model keuangan asli.

Berbeda dengan peralatan distribusi bangunan biasa, substasiun pengisian EV menghubungkan tiga sistem penting:

• Jaringan utilitas
• Transformator dan sistem distribusi MV/LV
• Peralatan pengisian EV

Oleh karena itu, pemilihan tidak harus didasarkan hanya pada total daya nama papan pengisi daya.ekspansi di masa depan, dan standar lokal semua harus dipertimbangkan.

1. Beban Nyata Adalah Dasar Pemilihan Transformer

Kesalahan umum adalah mengalikan daya nominal satu titik pengisian dengan jumlah total pengisi daya dan memilih trafo berdasarkan langsung pada hasilnya.Metode ini jarang mencerminkan operasi stasiun pengisian yang sebenarnya.

Kendaraan pribadi, bus, armada pengiriman, dan truk tugas berat memiliki pola pengisian yang berbeda.Oleh karena itu, faktor simultaneity atau diversity harus diterapkan saat memperkirakan permintaan puncak yang sebenarnya.

Contoh ilustratif: Stasiun pengisian daya komunitas

Pertimbangkan sebuah stasiun pengisian daya komunitas yang dilengkapi dengan dua belas pengisi daya cepat DC 120 kW:

Karena tidak mungkin semua kendaraan mengisi daya secara bersamaan pada daya penuh pada puncak malam hari, stasiun ini tidak secara otomatis membutuhkan trafo 1.600 kVA.

Peringkat transformator akhir juga harus mempertimbangkan faktor daya, beban tambahan, efisiensi pengisi daya, karakteristik harmonik, suhu lingkungan, pertumbuhan beban yang diharapkan,dan kapasitas koneksi yang disetujui oleh utilitas.

Stasiun Mobil Raksasa dan Pusat Pengisian Daya Bekerja Berat Berbeda

Stasiun pengisian armada dan truk berat umumnya memiliki faktor simultanitas yang jauh lebih tinggi daripada stasiun kendaraan umum.

Kendaraan logistik sering tiba dalam batch pada malam hari atau pagi hari dan dapat tetap terhubung ke pengisi daya bertenaga tinggi untuk jangka waktu yang lama.Faktor simultanitas bisa mencapai 0.80-0.90Oleh karena itu, dua stasiun dengan jumlah pengisi daya yang sama mungkin membutuhkan kapasitas trafo yang sangat berbeda tergantung pada jenis kendaraan dan jadwal operasi.

Batas Koneksi Utilitas Datang Pertama

Operator jaringan distribusi biasanya menyetujui kapasitas koneksi maksimum.Pengembang tidak dapat memasang kapasitas trafo tanpa batas tanpa persetujuan jaringanOleh karena itu, mendapatkan persetujuan kapasitas koneksi resmi dan mengkonfirmasi tingkat tegangan masuk harus diselesaikan sebelum menyelesaikan substasiun kompak.

Hindari Kecil dan Besar

Kapasitas trafo dinyatakan dalam kVA, sedangkan output pengisi daya biasanya dinyatakan dalam kW. Konversi harus memperhitungkan faktor daya dan margin desain sistem secara keseluruhan.

Transformer yang terlalu besar meningkatkan:

• Biaya peralatan awal
• Persyaratan dasar perdata
• Biaya peralatan dan kabel
• Kerugian tanpa beban
• Biaya pemeliharaan rutin

Transformator yang tidak cukup besar dapat memaksa pengisi daya untuk mengurangi output selama periode puncak. Waktu pengisian yang lebih lama dapat mengurangi omset stasiun dan menyebabkan kehilangan pelanggan.Tujuannya bukan untuk memilih trafo terbesar yang mungkin, tetapi untuk mengidentifikasi peringkat yang paling ekonomis yang dapat dengan aman mendukung profil operasi yang sebenarnya.

2. Dua Konfigurasi Substasiun Kompak Utama

Proyek pengisian EV umumnya menggunakan baik substasiun kompak prafabrikasi gaya IEC – sering disebut substasiun kompak gaya Eropa – atau solusi pad-mount gaya IEEE/ANSI.

Konfigurasi yang paling cocok tergantung pada standar jaringan lokal, persyaratan utilitas, tata letak situs, strategi pemeliharaan, dan anggaran.HENTG POWER dapat menyediakan substasiun kompak IEC spesifik proyek dan solusi trafo IEEE / ANSI pad-mounted dengan pengalihan MV terkoordinasi, trafo, perlindungan, dan sistem distribusi LV.

Substasiun Kompak Bergaya Eropa

Sebuah substasiun kompak gaya Eropa biasanya terdiri dari tiga bagian yang terpisah dengan jelas:

• Kompartemen switchgear tegangan menengah
• Ruang transformer
• Kompartemen distribusi tegangan rendah

Desain kompartemen menyediakan area operasi dan pemeliharaan yang jelas dan memungkinkan peralatan MV, trafo, dan LV diperiksa secara terpisah.

Keuntungannya meliputi:

• Pemisahan fungsional yang jelas
• Akses pemeliharaan yang nyaman
• Konfigurasi MV dan LV yang fleksibel
• Penggantian komponen standar yang lebih mudah
• Kemampuan beradaptasi yang lebih tinggi untuk persyaratan perlindungan dan pengukuran yang kompleks

Kelemahan utama adalah jejak yang lebih besar, pekerjaan sipil yang lebih luas, dan biasanya biaya awal yang lebih tinggi daripada pengaturan pad-mounted kompak dengan peringkat yang sama.

Konfigurasi ini sering cocok untuk:

• Stasiun pengisian di pinggir jalan kota
• Kompleks komersial
• Fasilitas parkir bawah tanah
• Pusat pengisian listrik umum
• Proyek yang membutuhkan beberapa sirkuit feeder LV
• Situs dengan persyaratan akses perawatan yang ketat

Untuk instalasi bawah tanah, peraturan kebakaran setempat mungkin memerlukan trafo tipe kering, ventilasi khusus, konstruksi tahan api, atau langkah-langkah perlindungan tambahan.

Solusi Pad-Mounted Gaya Amerika

Transformer pad-mounted gaya Amerika mengintegrasikan trafo dan switching utama atau komponen perlindungan ke dalam kompak, tamper-tahan kandang.jejaknya mungkin jauh lebih kecil daripada substasiun kompak gaya Eropa konvensionalHal ini juga dapat mengurangi persyaratan fondasi dan menyederhanakan instalasi situs.

Keuntungannya meliputi:

• Jejak yang kompak
• Persyaratan konstruksi sipil yang lebih rendah
• Waktu pemasangan yang lebih pendek
• Konfigurasi luar yang cocok
• Desain standar yang hemat biaya
• Kompatibilitas dengan sistem feed loop atau feed radial

Hal ini umumnya diterapkan dalam:

• Taman logistik
• Daerah layanan jalan raya
• Hub pengisian kendaraan di luar ruangan
• Fasilitas industri
• Jaringan distribusi Amerika Utara dan Amerika Tengah

Ruang pemeliharaan umumnya lebih terbatas, sehingga pemeriksaan kesalahan dan penggantian komponen mungkin memerlukan perencanaan yang lebih hati-hati.penghalang, antarmuka depan mati, dan konstruksi tahan tamper harus dimasukkan.

Tingkat perlindungan kandang

Rating kandang yang diperlukan tergantung pada standar lokal, spesifikasi utilitas, kondisi instalasi, dan peralatan internal.IP33 sering dianggap sebagai tingkat referensi dasar, sementara rating IP44 atau lebih tinggi yang spesifik untuk proyek dapat lebih disukai di daerah dengan curah hujan tinggi, kelembaban tinggi, debu, semprotan garam, atau paparan pantai.

HENTG POWER dapat mengkonfigurasi perlindungan kandang, ventilasi, perawatan anti korosi,dan desain lingkungan sesuai dengan lokasi proyek daripada menerapkan satu kandang standar untuk setiap situs.

3. Perhitungan Kapasitas untuk Skenario Pengisian Tipikal

Kasus 1: Stasiun pengisian mobil penumpang komunitas

Situs ini direncanakan untuk delapan pengisi daya DC 120 kW, dan utilitas telah menyetujui kapasitas koneksi maksimum 1.000 kVA.

Karena 657 kVA bukanlah rating standar umum, substasiun kompak 800 kVA gaya Eropa dapat dipilih.

Konfigurasi ini memberikan margin operasi yang wajar. Jika cukup sirkuit feeder LV dan sistem manajemen beban cerdas disertakan,Pembesaran pengisi daya terbatas di masa depan mungkin mungkin tanpa mengganti substasiun lengkap, tunduk pada data operasi yang sebenarnya dan persetujuan utilitas.

Kasus 2: Logistik Suburban dan Hub Pengisian Truk Berat

Proyek ini mencakup sepuluh charger DC bertenaga tinggi 250 kW. Truk diharapkan mengisi daya secara intensif di malam hari, sehingga faktor simultanitas 0,85 diterapkan.

Salah satu konfigurasi yang mungkin adalah dua transformer pad-mounted 1.250 kVA atau substasiun kompak.

Dibandingkan dengan satu trafo besar, pengaturan dua trafo dapat menawarkan:

• Pengangkutan dan pengangkatan yang lebih mudah
• Pemeliharaan yang lebih fleksibel
• Pengelolaan beban bertahap yang lebih baik
• Operasi stasiun parsial saat satu unit sedang dalam perawatan
• Mengurangi risiko gangguan pendapatan total

Jika transformator beroperasi secara paralel pada bus umum, rasio tegangan, kelompok vektor, impedansi, posisi keran, perlindungan, dan karakteristik pembagian beban harus dikoordinasikan dengan benar.Sebuah bus LV terseksional juga dapat dipertimbangkan di mana kontinuitas operasi lebih penting daripada operasi paralel penuh.

Kasus 3: Stasiun pengisian daya bawah tanah di kompleks komersial

Fasilitas parkir bawah tanah direncanakan untuk enam pengisi daya DC 75 kW.

Sebuah substasiun kompak 315 kVA mungkin cocok, tunduk pada peraturan lokal dan jenis trafo yang diperlukan.sementara kompartemen yang terpisah dan ventilasi terkoordinasi dapat mengurangi risiko termal di ruang tertutup.

Setelah menentukan nilai transformer, jumlah dan kapasitas sirkuit keluar LV juga harus diperiksa.Pemasok cadangan yang memadai dapat membuat penambahan pengisi daya di masa depan jauh lebih mudah dan mengurangi kebutuhan untuk mengganti switchboard LV lengkap.

4Rincian Yang Mempengaruhi Operasi Jangka Panjang

Pengelolaan Termal

Kehidupan trafo dan ketersediaan stasiun pengisian listrik secara langsung terkait dengan kinerja termal.perlindungan suhu tinggi dapat bekerja dan menyebabkan penghentian pengisi daya intermiten.

Substasiun luar dapat menggunakan laci ventilasi alami, sementara ventilasi udara paksa dapat ditambahkan untuk proyek iklim panas.Desain ventilasi substasiun harus dikoordinasikan dengan sistem ventilasi bangunan atau parkir-garasi.

HENTG POWER mengevaluasi suhu lingkungan, radiasi matahari, ketinggian, dimensi kandang, kerugian trafo, dan persyaratan ventilasi saat mengembangkan desain termal khusus proyek.

Kabel, Busbar, dan Perangkat Switch

Ukuran kabel, busbar, pemutus sirkuit, dan perangkat perlindungan harus dipilih sesuai dengan beban transformator dan pengisi daya yang sebenarnya.

Mengurangi biaya dengan menggunakan pemutus atau busbar LV yang tidak cukup besar dapat menimbulkan masalah overheating dan penuaan isolasi jangka panjang.Masalah-masalah ini mungkin tidak muncul pada saat peluncuran pertama tetapi dapat mengakibatkan seringnya tersandung dan meningkatnya biaya pemeliharaan setelah beberapa tahun operasi.

Oleh karena itu spesifikasi proyek harus mengharuskan:

• Komponen dari produsen terkemuka yang disetujui oleh proyek
• Kepatuhan terhadap standar IEC, IEEE, ANSI, UL, CSA, atau standar lokal yang berlaku
• Kemampuan untuk menahan sirkuit pendek yang diverifikasi
• Selektivitas pemutus yang tepat dan koordinasi perlindungan
• Kapasitas arus busbar yang cukup
• Verifikasi kenaikan suhu
• Ruang terminal kabel yang memadai

Ekspansi di Masa Depan

Banyak stasiun pengisi daya menambah pengisi daya setelah tiga sampai lima tahun beroperasi.dengan cadangan sekitar 15%~20% kapasitas dan cukup LV sirkuit keluar dapat memperpanjang umur layanan stasiun.

Biaya tambahan awal biasanya jauh lebih rendah daripada biaya gabungan dari:

• Mengganti transformer atau substasiun lengkap
• Membangun kembali fondasi sipil
• Penggantian kabel MV dan LV
• Memodifikasi switchgear
• Mengulangi prosedur persetujuan utilitas
• Menunda operasi stasiun selama rekonstruksi

Jarak dari titik koneksi jaringan

Jarak antara substasiun kompak dan titik sambungan utilitas juga mempengaruhi biaya proyek dan efisiensi.biaya instalasi dan trenching, penurunan tegangan, kehilangan daya, dan kompleksitas koordinasi perlindungan.

Di mana praktis, substasiun kompak harus ditempatkan dekat dengan titik koneksi MV yang disetujui sambil menjaga akses yang aman, ruang bebas kendaraan, drainase, ventilasi, dan ruang pemeliharaan.

5Proses Implementasi: Dari Aplikasi Grid ke Energi

1. Konfirmasi kondisi koneksi utilitasMengirimkan tata letak awal stasiun pengisian dan perkiraan permintaan kepada operator utilitas lokal atau operator jaringan distribusi.metode koneksiTegangan yang berlaku dapat 10 kV, 11 kV, 13.8 kV, 22 kV, 33 kV, atau tegangan distribusi lokal lainnya.
2. Melakukan survei lokasi¢ Memverifikasi area instalasi yang tersedia, akses dan kondisi angkat, ketinggian langit-langit, drainase, risiko banjir, ventilasi, jarak rute kabel, izin pemeliharaan,dan kondisi lingkunganSurvei ini menentukan apakah substasiun IEC kompak, solusi pad-mounted, pengaturan tipe kering, atau kandang yang disesuaikan yang paling tepat.
3. Menghitung beban pengisian yang sebenarnyaPeriksa tata letak charger, daya nominal, jenis kendaraan, jadwal pengisian, faktor simultanitas, beban tambahan, faktor daya, harmonik, dan ekspektasi ekspansi di masa depan.Gunakan faktor-faktor ini untuk menentukan peringkat trafo, jumlah trafo, switch MV, sirkuit LV, rating kandang, metode ventilasi, perlindungan, dan pengaturan pengukuran.
4. Menyiapkan dan mengirimkan gambar teknis¢ Produsen harus menyiapkan gambar susunan umum, diagram satu baris, gambar dasar, rencana pintu kabel, lembar data peralatan, dan konfigurasi perlindungan.Kirimkan dokumen ini ke utilitas dan konsultan proyek sebelum produksi dimulai. HENTG POWER mendukung tim proyek dengan konfirmasi data teknis, pengembangan SLD dan GA, pemilihan komponen, tinjauan dokumen, dan rekayasa substasiun yang disesuaikan.
5. Menginstal, menguji, dan menyalakanSetelah pengiriman, angkat peralatan ke posisi, selesaikan sambungan kabel, dan lakukan pengujian dan persiyapan.

Kegiatan pengoperasian yang khas meliputi:

• Pemeriksaan mekanik
• Penghentian kabel
• Pengujian isolasi
• Verifikasi pengaturan perlindungan
• Uji transformer
• Pemeriksaan fungsional
• Pengujian sistem komunikasi
• Pemeriksaan utilitas
• Energi jaringan akhir

Di antara semua tahap proyek, persetujuan sambungan utilitas dan persetujuan gambar teknis adalah dua tonggak yang paling penting.Berbagi parameter trafo dan substasiun yang diusulkan dengan utilitas pada tahap awal dapat secara signifikan memperpendek siklus persetujuan dan mendukung pengoperasian tepat waktu.

Kesimpulan

Keuntungan jangka panjang dari stasiun pengisian EV didukung oleh banyak detail teknik.Substasiun kompak tidak dapat dipilih dengan mencocokkan hanya satu transformer rating untuk kapasitas charger total.

Solusi yang benar membutuhkan keseimbangan antara:

• Kondisi koneksi utilitas
• Permintaan puncak yang sebenarnya
• Kendaraan dan pola pengisian
• Pembatasan situs
• Kondisi Lingkungan
• Strategi pemeliharaan
• Kebutuhan ekspansi di masa depan
• Standar teknis yang berlaku

Pendekatan yang direkomendasikan adalah untuk menentukan permintaan puncak yang realistis terlebih dahulu, memilih konfigurasi substasi yang sesuai untuk situs, dan menyisihkan margin ekspansi yang wajar.Hal ini membantu mengontrol investasi awal sambil mengurangi hilangnya daya tersembunyi, pengisian daya derating, penutupan yang tidak direncanakan, dan rekonstruksi masa depan yang mahal.

HENTG POWER menyediakan solusi transformator dan distribusi daya terintegrasi untuk infrastruktur pengisian EV, termasuk substasiun kompak IEC, transformator pad-mounted IEEE/ANSI,Integrasi peralatan switch MV, sistem distribusi LV, koordinasi perlindungan, dan dukungan teknik khusus proyek.