소형 변전소 선택이 전기차 충전소 수익성에 미치는 영향

기술 가이드 EV 충전 인프라

실용적인 사이즈링 논리, 응용 시나리오 및 구현 지침

HENTG POWER에서 준비했습니다.

전력 변환 · 더 똑똑한 분배

이 가이드는 EV 충전 변충소의 주요 선택 원칙, 용량 계산, 응용 시나리오 및 구현 절차를 설명합니다.우리는 콤팩트 서브 스테이션 선택에 단순히 개별 장비 구매가 아닌 통합 전력 유통 솔루션의 일부로 접근합니다..

도시 충전망이 확장되고 EV 소유자가 계속 증가함에 따라 민간 개발 충전소가 매력적인 투자 기회로 변하고 있습니다.많은 투자자들은 처음에는 토지 임대에 집중합니다., 충전기 조달 및 교통 예측은 전체 운영의 뒷부분인 덜 눈에 띄지만 필수적인 구성 요소인 컴팩트 서브 스테이션을 간과합니다.

건설이 시작될 때만 문제가 발생합니다. 변압기 용량이 충분하지 않거나, 부지에 맞지 않는 장막 크기, 또는 유틸리티 승인 지연.장비 교체, 그리고 스케줄 장애는 원래의 금융 모델을 빠르게 훼손할 수 있습니다.

일반 건물 배급 장비와 달리 EV 충전 서브 스테이션은 세 가지 중요한 시스템을 연결합니다.

• 전기망
• 트랜스포머와 MV/LV 배급 시스템
• EV 충전 장비

따라서 선택은 충전기의 전체 이름판 전력에만 근거해서는 안됩니다. 네트워크 연결 제한, 충전 패턴, 사이트 조건, 사용 가능한 공간, 운영 비용,미래 확장, 그리고 지역 표준이 모두 고려되어야 합니다.

1실제 부하는 트랜스포머 선택의 기초입니다.

일반적인 오류는 하나의 충전점의 명산 전력을 충전 장치의 총 수로 곱하고 그 결과를 직접 기반으로 변압기를 선택하는 것입니다.이 방법은 실제로 충전소의 작동을 거의 반영하지 않습니다..

개인 차량, 버스, 배달 함대 및 중량 트럭은 다양한 충전 패턴을 가지고 있습니다. 일반적으로 모든 충전기가 지속적으로 전체 등급 전력을 공급하는 것으로 작동하지 않습니다.따라서 실제 최고 수요를 추정할 때 동시성 또는 다양성 요인을 적용해야합니다..

예제: 공동 충전소

12개의 120kW DC 빠른 충전 장치로 장착된 지역 충전소를 생각해 봅시다.

저녁 정점 시간 에 모든 차량 이 동시에 전력 을 충전 하는 것 은 거의 불가능 하기 때문 에, 이 역 은 자동 으로 1,600 kVA 변압기 를 필요로 하지 않는다.

최종 변압기 등급은 또한 전력 요인, 보조 부하, 충전기 효율, 하모닉 특성, 주변 온도, 예상 부하 증가,그리고 유틸리티에 의해 승인 된 연결 용량.

승용차 정류장 과 중고용 충전소 는 다르다

함대 및 무거운 트럭 충전소는 일반적으로 공동 승용차 충전소보다 훨씬 높은 동시 요인을 가지고 있습니다.

물류 차량은 종종 저녁이나 이른 아침에 팩으로 도착하며 높은 전력 충전기에 연결되어 오랫동안 남아있을 수 있습니다.동시화 요인은 0이 될 수 있습니다.0.80 ∼ 0.90따라서 동일한 충전 장치 수를 가진 두 개의 스테이션은 차량 유형과 운영 일정에 따라 매우 다른 트랜스포머 용량을 필요로 할 수 있습니다.

유틸리티 연결 제한은 먼저 온다

유통망 운영자는 일반적으로 최대 연결 용량을 승인합니다.개발자는 네트워크 승인을 받지 않고 무한한 트랜스포머 용량을 설치할 수 없습니다따라서 콤팩트 서브 스테이션을 완성하기 전에 공식 연결 용량 승인 및 입력 전압 수준을 확인하는 작업이 완료되어야합니다.

과대 를 과대 로 삼고 과소 를 과대 로 삼지 말라

트랜스포머 용량은 kVA로 표현되며 충전기의 출력은 일반적으로 kW로 표현됩니다. 변환은 전력 인수와 전체 시스템 설계 마진을 고려해야합니다.

너무 큰 변압기는

• 초기 장비 비용
• 민사기본 요구사항
• 스위치장치 및 케이블 비용
• 무부하 손실
• 일상 유지비용

저용량 변압기 는 충전기 들 이 정점 기간 에 출력 을 줄이도록 강요 할 수 있다. 더 긴 충전 시간 은 역 매출량 을 줄이고 고객 손실 을 초래 할 수 있다.목표는 가능한 가장 큰 트랜스포머를 선택하는 것이 아닙니다., 하지만 가장 경제적인 등급을 확인하기 위해 실제 운영 프로파일을 안전하게 지원 할 수 있습니다.

2두 개의 주요 컴팩트 서브 스테이션 구성

EV 충전 프로젝트는 일반적으로 IEC 스타일의 사전 제조 된 컴팩트 서브 스테이션 (일반적으로 유럽 스타일의 컴팩트 서브 스테이션) 또는 IEEE / ANSI 스타일의 패드 장착 솔루션을 사용합니다.

가장 적합한 구성은 지역 네트워크 표준, 유틸리티 요구 사항, 사이트 레이아웃, 유지 관리 전략 및 예산에 달려 있습니다.HENTG POWER는 프로젝트별 IEC 컴팩트 서브 스테이션 및 조정 된 MV 스위칭과 IEEE/ANSI 패드 장착 트랜스포머 솔루션을 제공할 수 있습니다., 트랜스포머, 보호 및 LV 분배 장치.

유럽형 컴팩트 서브 스테이션

유럽형 콤팩트 서브 스테이션은 일반적으로 세 개의 명확하게 분리 된 섹션을 포함합니다.

• 중전압 스위치장치 부실
• 트랜스포머 부실
• 저전압 분배 부문

칸막이화된 설계는 명확한 운영 및 유지보수 영역을 제공하며 MV, 트랜스포머 및 LV 장비를 개별적으로 검사 할 수 있습니다.

그 장점은 다음과 같습니다.

• 명확한 기능적 분리
• 편리한 유지보수 접근
• 유연한 MV 및 LV 구성
• 표준화 된 부품의 더 쉬운 교체
• 복잡한 보호 및 측정 요구 사항에 대한 더 높은 적응력

주요 단점은 더 큰 발자국, 더 광범위한 토목 공사 및 일반적으로 비슷한 등급의 컴팩트 패드 장착 장치보다 높은 초기 비용입니다.

이 구성은 종종 다음과 같이 적합합니다.

• 도시 도로변 충전소
• 상업 단지
• 지하 주차장
• 공공 충전 거점
• 여러 개의 LV 피더 회로를 필요로 하는 프로젝트
• 엄격한 유지보수 접근 요구 사항이 있는 사이트

지하 설비의 경우, 지역 화재 규정에 따르면 건조형 변압기, 특수 환기, 방화 구조 또는 추가 보호 조치가 필요할 수 있습니다.

미국식 패드 장착 솔루션

미국식 패드 장착 변압기는 변압기와 주요 스위치 또는 보호 부품을그 발자국은 전통적인 유럽형 콤팩트 서브 스테이션보다 훨씬 작을 수 있습니다.그것은 또한 기초 요구 사항을 줄이고 사이트 설치를 단순화 할 수 있습니다.

그 장점은 다음과 같습니다.

• 콤팩트한 발자국
• 공사용 건축물 보다 낮은 요구 사항
• 설치 시간 단축
• 적당한 야외 구성
• 비용 효율적 표준화 설계
• 루프식 또는 방사식식 시스템과의 호환성

일반적으로 다음과 같이 사용됩니다.

• 물류 공원
• 고속도로 서비스 지역
• 야외 충전센터
• 산업 시설
• 북미 및 중남미 유통망

유지보수 공간은 일반적으로 더 제한적이므로 오류 검사 및 부품 교체에는 더 신중한 계획이 필요할 수 있습니다.장벽, 무산면 인터페이스와 조작에 저항하는 구조가 포함되어야합니다.

장벽 보호 수준

요구되는 장막 등급은 지역 표준, 유틸리티 사양, 설치 조건 및 내부 장비에 달려 있습니다.IP33는 종종 기본 기준 수준으로 취급됩니다., IP44 또는 더 높은 프로젝트 특정 등급은 강우, 높은 습도, 먼지, 소금 스프레이 또는 해안 노출이있는 지역에서 선호 될 수 있습니다.

HENTG POWER는 장벽 보호, 환기, 항성화 처리,각 부지에 하나의 표준 장막을 적용하기 보다는 프로젝트 위치에 따라 환경 설계.

3전형적인 요금 시나리오에 대한 용량 계산

사건 1: 공동체의 승용차 충전소

이 사이트는 8개의 120kW DC 충전기를 설치할 계획이며, 공익사는 최대 1,000kVA의 연결 용량을 승인했습니다.

657 kVA는 일반적인 표준 등급이 아니기 때문에 800 kVA의 유럽형 콤팩트 서브 스테이션을 선택할 수 있습니다.

이 구성은 합리적인 작동 마진을 제공합니다. 충분한 LV 피더 회로와 지능형 부하 관리 시스템이 포함되면,전용 변속소를 교체하지 않고 향후 제한된 충전기 확장이 가능할 수 있습니다., 실제 운영 데이터 및 유틸리티 승인을 받습니다.

사례 2: 시외 물류 및 중량 트럭 충전 허브

이 프로젝트는 10개의 250kW의 고전력 DC 충전기를 포함합니다. 트럭은 밤에 집중적으로 충전 할 것으로 예상되므로 0.85의 동시 요인이 적용됩니다.

가능한 구성 중 하나는 1,250 kVA 패드 장착 트랜스포머 또는 컴팩트 서브 스테이션입니다.

하나의 큰 트랜스포머와 비교할 때, 이중 트랜스포머 배열은 다음과 같이 제공 할 수 있습니다.

• 더 편리 한 운송 및 들어올림
• 보다 유연한 유지보수
• 더 나은 단계적 부하 관리
• 한 단위가 유지보수 중인 동안 일부 역 운영
• 전체적인 수입 중단의 위험도 감소

트랜스포머가 공통 버스에서 병렬로 작동하는 경우, 전압 비율, 벡터 그룹, 임피던스, 탭 위치, 보호 및 부하 공유 특성이 적절히 조정되어야합니다.또한 전체 병렬 운영보다 운영 연속성이 더 중요할 때 부분화된 LV 버스를 고려할 수 있습니다..

사건 3: 상업 단지 의 지하 충전소

지하 주차 시설은 75 kW DC 충전기 6 대를 위해 계획되어 있습니다. 차량 도착은 상대적으로 흩어져 있으며 0.50의 동시 요인이 적용됩니다.

315 kVA 콤팩트 서브 스테이션은 지역 규정 및 요구 된 트랜스포머 유형에 따라 적합 할 수 있습니다. 사용자 정의 된 저 프로파일 장치는 제한 된 천장 높이를 수용 할 수 있습니다.분리된 방과 조율된 환기가 밀폐된 공간의 열 위험을 줄일 수 있습니다..

트랜스포머 등급을 결정한 후 LV 출력 회로의 수와 용량도 확인해야 합니다.적절한 예비 공급 장치로 향후 충전기 추가가 훨씬 쉬워지고 LV 전용 전원 교환의 필요성을 줄일 수 있습니다..

4장기 운영에 영향을 미치는 세부 사항

열 관리

트랜스포머 수명 및 충전소 사용 가능성은 열 성능과 직접 관련이 있습니다. 완전한 부하 근처에서 작동하는 트랜스포머는 지속적으로 열을 생성합니다. 환기가 충분하지 않으면,고온 보호가 작동하여 충전기의 간헐적 종료로 이어질 수 있습니다..

야외 변속기 는 자연 환기 잎 을 사용 할 수 있으며, 뜨거운 기후 프로젝트 에 대해서는 강압 공기 환기를 추가 할 수 있습니다. 지하 또는 폐쇄 된 설비 에 대해서는,서브 스테이션 환기 설계는 건물 또는 주차-가러지 환기 시스템과 조율되어야 합니다..

HENTG POWER는 프로젝트별로 열 설계를 개발할 때 주변 온도, 태양 광선, 고도, 장막 크기, 트랜스포머 손실 및 환기 요구 사항을 평가합니다.

케이블, 버스 바, 스위치 장치

케이블 크기, 버스 바, 차단기 및 보호 장치는 실제 변압기 및 충전기 부하에 따라 선택해야합니다.

부적절한 LV 브레이커나 버스바를 사용하여 비용을 줄이는 것은 장기적으로 과열 및 단열 노화 문제를 일으킬 수 있습니다.이 문제들은 초기 시공시에는 나타나지 않을 수 있지만, 몇 년의 운영 후에도 빈번하게 고장나고 유지보수 비용이 증가할 수 있습니다..

따라서 프로젝트 사양은 다음을 요구해야 합니다.

• 프로젝트 승인을 받은 명실상부한 제조업체로부터의 부품
• 적용되는 IEC, IEEE, ANSI, UL, CSA 또는 지역 표준에 대한 준수
• 검증된 단장 견딜 수 있는 능력
• 적절한 차단기 선택성과 보호 조정
• 충분한 버스 바 전류 용량
• 온도 상승 검증
• 충분한 케이블 끝장 공간

미래 확장

많은 충전소들은 3~5년 운영 후에 더 많은 충전기를 추가합니다.용량의 약 15%~20%를 예약하고 충분한 LV 출력 회로로 역의 사용 수명을 연장할 수 있습니다..

초기 추가 비용은 일반적으로 다음의 합성 비용보다 훨씬 낮습니다.

• 전체 트랜스포머 또는 서브 스테이션 교체
• 시민 기반을 재건
• MV 및 LV 케이블 교체
• 스위치장치 변경
• 사용량 승인 절차의 반복
• 재건 기간 동안 역 운영 중단

네트워크 연결점으로부터의 거리

콤팩트 서브 스테이션과 유틸리티 연결 포인트 사이의 거리는 또한 프로젝트 비용과 효율성에 영향을 미칩니다.설치 및 굴곡비용, 전압 하락, 전력 손실, 보호 조정 복잡성

실용적인 경우, 콤팩트 서브 스테이션은 승인된 MV 연결 지점 근처에 위치하여 안전한 접근, 차량 공백, 배수, 환기 및 유지보수 공간을 유지해야합니다.

5시행 과정: 전력망 적용에서 에너지화

1. 유틸리티 연결 조건을 확인- 충전소 구상 및 예상 수요를 지역 유틸리티 또는 유통 네트워크 운영자에게 제출합니다. 승인 된 연결 용량, 입력,연결 방법사용 가능한 전압은 10 kV, 11 kV, 13.8 kV, 22 kV, 33 kV 또는 다른 지역 분배 전압이 될 수 있습니다.
2. 현장 조사를 실시사용 가능한 설치 부지, 접근 및 승강장 조건, 천장 높이, 배수, 홍수 위험, 환기, 케이블 경로 거리와 유지 보수 허가를 확인합니다.그리고 환경 조건이 조사는 IEC 컴팩트 서브 스테이션, 패드 장착 솔루션, 드라이 타입 배열 또는 맞춤형 장막이 가장 적합하는지 결정합니다.
3. 실제 충전 부하를 계산충전기 레이아웃, 등급 전력, 차량 유형, 충전 일정, 동시 요인, 보조 부하, 전력 요인, 하모닉 및 예상 미래 확장변압기 등급을 결정하는 데 이러한 요소를 사용, 트랜스포머 수, MV 스위치장치, LV 회로, 장막 등급, 환기 방법, 보호 및 측정 장치.
4. 기술 도면을 작성하고 제출제조업체는 일반적인 배치 도면, 단선 도면, 기초 도면, 케이블 입구 계획, 장비 데이터 셰이트 및 보호 구성을 준비해야합니다.생산 시작하기 전에 유틸리티 및 프로젝트 컨설턴트에 이 문서를 제출. HENTG POWER는 기술 데이터 확인, SLD 및 GA 개발, 부품 선택, 문서 검토 및 사용자 정의 서브 스테이션 엔지니어링과 함께 프로젝트 팀을 지원합니다.
5. 설치, 테스트 및 활성화● 배달 후, 장비 를 위치 로 들어 올려 케이블 연결 을 완료 하고 시험 과 운용 을 수행 한다.

일반적인 시공 활동은 다음과 같습니다.

• 기계 검사
• 케이블 종료
• 단열 시험
• 보호 설정 확인
• 트랜스포머 테스트
• 기능적 검사
• 통신 시스템 테스트
• 공용품 검사
• 최종 전력 공급

모든 프로젝트 단계 중, 유틸리티 연결 승인과 기술 도면 승인은 두 가지 가장 중요한 단계입니다.제안된 트랜스포머와 서브 스테이션 매개 변수를 초기 단계에서 유틸리티와 공유하면 승인 주기를 현저히 단축하고 적시에 운용을 지원 할 수 있습니다..

결론

전기차 충전소의 장기적인 수익성은 많은 엔지니어링 세부 사항에 의해 뒷받침됩니다.콤팩트 서브 스테이션은 충전기 전체 용량에 하나의 트랜스포머 등급만 맞추어 선택할 수 없습니다..

올바른 해결책은 다음과 같은 균형이 필요합니다.

• 유틸리티 연결 조건
• 실제 최고 수요
• 차량 및 충전 패턴
• 사이트 제한
• 환경 조건
• 유지보수 전략
• 미래 확장 요구 사항
• 적용 가능한 기술 표준

권장 접근법은 먼저 현실적인 최고 수요를 결정하고, 해당 부지에 적합한 변속소 구성을 선택하고 합리적인 확장 마진을 예약하는 것입니다.이것은 숨겨진 전력 손실을 줄이는 동시에 초기 투자를 제어하는 데 도움이됩니다, 충전기 하락, 계획되지 않은 종료, 그리고 비싼 미래의 재건.

HENTG POWER는 IEC 컴팩트 서브 스테이션, IEEE/ANSI 패드 탑재 트랜스포머,MV 스위치장치 통합, LV 유통 시스템, 보호 조정 및 프로젝트 특정 엔지니어링 지원.