چگونه انتخاب ایستگاه های فرعی فشرده بر سودآوری ایستگاه های شارژ خودرو تأثیر می گذارد

راهنماي فني.

منطق عملی اندازه گیری، سناریوهای کاربرد و راهنمایی های پیاده سازی

آماده شده توسط HENTG POWER

تحول قدرت · توزیع هوشمندانه تر

این راهنما اصول انتخاب کلیدی، محاسبات ظرفیت، سناریوهای کاربرد و رویه های پیاده سازی برای زیر ایستگاه های شارژ EV را توضیح می دهد.ما به انتخاب ایستگاه های فرعی فشرده به عنوان بخشی از یک راه حل توزیع برق یکپارچه نزدیک می شویم، نه فقط به عنوان یک خرید تجهیزات جداگانه.

با گسترش شبکه های شارژ شهری و افزایش مالکیت وسایل نقلیه، ایستگاه های شارژ خصوصی به یک فرصت سرمایه گذاری جذاب تبدیل می شوند.بسیاری از سرمایه گذاران در ابتدا بر اجاره زمین تمرکز می کنند، خرید شارژر و پیش بینی ترافیک در حالی که از زیر ایستگاه فشرده چشم پوشی می کند، جزء کمتر قابل مشاهده اما ضروری در پشت کل عملیات.

مشکلات اغلب فقط پس از شروع ساخت و ساز ظاهر می شوند: ظرفیت کافی ترانسفورماتور، ابعاد محفظه ای که متناسب با سایت نیستند، یا تاخیر در تصویب خدمات.تعویض تجهیزات، و اختلال در برنامه می تواند به سرعت مدل مالی اصلی را تضعیف کند.

برخلاف تجهیزات توزیع ساختمان معمولی، یک زیر ایستگاه شارژ EV سه سیستم حیاتی را به هم متصل می کند:

• شبکه برق
• ترانسفورماتور و سیستم توزیع MV/LV
• تجهیزات شارژ EV

بنابراین انتخاب نباید فقط بر اساس کل قدرت نام شارژرها باشد. محدودیت های اتصال به شبکه، الگوهای شارژ، شرایط سایت، فضای موجود، هزینه های عملیاتی،گسترش آینده، و استانداردهای محلی باید در نظر گرفته شود.

1. بار واقعی اساس انتخاب ترانسفورم است

یک اشتباه رایج این است که قدرت نامی یک نقطه شارژ را با تعداد کل شارژرها ضرب کنید و یک ترانسفورماتور را مستقیماً بر اساس نتیجه انتخاب کنید.این روش به ندرت عملکرد واقعی ایستگاه شارژ را نشان می دهد.

وسایل نقلیه خصوصی، اتوبوس ها، ناوگان های تحویل و کامیون های سنگین دارای الگوهای شارژ متفاوت هستند. یک ایستگاه به طور معمول با هر شارژر به طور مستمر به طور مداوم قدرت کامل را ارائه نمی دهد.بنابراین باید یک فاکتور همزمان یا تنوع برای تخمین تقاضای اوج واقعی اعمال شود..

مثال مثال: ایستگاه شارژ اجتماعی

یک ایستگاه شارژ اجتماعی را در نظر بگیرید که با دوازده شارژر سریع 120 کیلو وات DC مجهز است:

از آنجایی که احتمال ندارد تمام وسایل نقلیه همزمان با حداکثر قدرت در ساعت اوج شب شارژ شوند، ایستگاه به طور خودکار به یک ترانسفورماتور 1600 کیلو وات نیاز ندارد.

درجه بندی نهایی ترانسفورماتور همچنین باید فاکتور قدرت، بارهای کمکی، بهره وری شارژر، ویژگی های هارمونیک، دمای محیط، رشد انتظار شده بار را در نظر بگیرد.و ظرفیت اتصال تایید شده توسط شرکت برق.

ایستگاه های اتومبیل و مراکز شارژ سنگین متفاوتند

ایستگاه های شارژ ناوگان و کامیون های سنگین به طور کلی دارای فاکتورهای همزمان بسیار بالاتری نسبت به ایستگاه های عمومی اتومبیل شخصی هستند.

وسایل نقلیه لجستیک اغلب در شب یا اوایل صبح به صورت دسته ای وارد می شوند و ممکن است برای مدت طولانی به شارژرهای قدرتمند متصل باشند.فاکتور هم زمان سازی ممکن است به 0 برسد.80 ۰90بنابراین دو ایستگاه با همان تعداد شارژر ممکن است بسته به نوع وسیله نقلیه و برنامه کار، نیاز به ظرفیت های بسیار متفاوت ترانسفورماتور داشته باشند.

محدودیت اتصال خدمات در درجه اول قرار دارد

اپراتور شبکه توزیع معمولاً حداکثر ظرفیت اتصال را تایید می کند. حتی اگر فضای کافی در محل موجود باشد،توسعه دهنده نمی تواند بدون مجوز شبکه ظرفیت نامحدود ترانسفورماتور نصب کند.بنابراین قبل از اتمام کار بر روی زیرپای کوچک، باید مجوز رسمی ظرفیت اتصال و تأیید سطح ولتاژ ورودی به پایان برسد.

از بزرگ شدن بیش از حد و کوچک شدن کمتر اجتناب کنید

ظرفیت ترانسفورماتور در kVA بیان می شود، در حالی که خروجی شارژر به طور معمول در kW بیان می شود. تبدیل باید فاکتور قدرت و حاشیه های طراحی کلی سیستم را در نظر بگیرد.

یک ترانسفورماتور بیش از حد بزرگ باعث افزایش:

• هزینه اولیه تجهیزات
• الزامات بنیاد مدنی
• هزینه های قطعات و کابل
• از دست دادن بدون بار
• هزینه های نگهداری معمول

یک ترانسفورماتور کوچک ممکن است شارژر ها را مجبور به کاهش خروجی در دوران اوج کند. زمان های شارژ طولانی تر می تواند گردش ایستگاه را کاهش دهد و منجر به از دست دادن مشتری شود.هدف انتخاب بزرگترین ترانسفورماتور ممکن نیست، بلکه برای شناسایی مقرون به صرفه ترین رتبه بندی که می تواند به طور ایمن از مشخصات عملیاتی واقعی پشتیبانی کند.

2. دو پیکربندی اصلی ایستگاه های فرعی

پروژه های شارژ EV به طور معمول از یک زیر ایستگاه مخلوط از پیش ساخته شده به سبک IEC استفاده می کنند که اغلب یک زیر ایستگاه مخلوط به سبک اروپا نامیده می شود یا یک راه حل نصب شده به سبک IEEE / ANSI.

مناسب ترین پیکربندی به استاندارد شبکه محلی، الزامات خدمات عمومی، طرح سایت، استراتژی نگهداری و بودجه بستگی دارد.HENTG POWER می تواند ایستگاه های فرعی فشرده IEC خاص پروژه و راه حل های ترانسفورم IEEE / ANSI را با تغییر MV هماهنگ فراهم کند، ترانسفورماتور، حفاظت و سیستم توزیع LV.

ایستگاه فرعی کامپکت سبک اروپایی

یک زیر ایستگاه تراکم دار به سبک اروپایی به طور معمول شامل سه بخش به وضوح جدا شده است:

• بخش قطعات ولتاژ متوسط
• بخش ترانسفورماتور
• بخش توزیع ولتاژ پایین

طراحی بخش بندی شده مناطق عملیاتی و تعمیر و نگهداری واضح را فراهم می کند و اجازه می دهد تجهیزات MV، ترانسفورماتور و LV به طور جداگانه بررسی شوند.

مزایای آن شامل:

• جدایی عملکردی واضح
• دسترسی آسان به تعمیرات
• پیکربندی های انعطاف پذیر MV و LV
• تعویض آسان تر قطعات استاندارد
• سازگاری بیشتر با الزامات حفاظت و اندازه گیری پیچیده

معایب اصلی آن، اثر بزرگ تر، کارهای مدنی گسترده تر و معمولاً هزینه های اولیه بالاتر از یک ترتیب بسته بندی شده با یک رتبه مشابه است.

این پیکربندی اغلب برای موارد زیر مناسب است:

• ایستگاه های شارژ جاده ای شهری
• مجتمع های تجاری
• امکانات پارکینگ زیرزمینی
• مراکز شارژ عمومی
• پروژه هایی که نیاز به چندین مدار تغذیه LV دارند
• سایت هایی که نیاز به دسترسی سختگیرانه دارند

برای تاسیسات زیرزمینی، مقررات آتش نشانی محلی ممکن است نیاز به یک ترانسفورماتور خشک، تهویه مطبوع خاص، ساخت مقاوم در برابر آتش یا اقدامات حفاظتی اضافی داشته باشد.

راه حل نصب شده بر روی پد در سبک آمریکایی

یک ترانسفورماتور مستقر در مدل آمریکایی، ترانسفورماتور و قطعات اصلی سوئیچ یا محافظت را در یک محفظه فشرده و مقاوم در برابر دستکاری ادغام می کند. بسته به پیکربندی پروژه،اثر آن ممکن است به طور قابل توجهی کمتر از یک زیر ایستگاه تراکم دار سنتی سبک اروپایی باشد.همچنین می تواند نیازهای پایه را کاهش دهد و نصب سایت را ساده کند.

مزایای آن شامل:

• ردپای فشرده
• الزامات پایین تر در ساختمان های مدنی
• زمان نصب کوتاه تر
• پیکربندی مناسب در فضای باز
• طراحی استاندارد با هزینه موثر
• سازگاری با سیستم های تغذیه حلقه ای یا رادیال

معمولا در موارد زیر استفاده می شود:

• پارک های لجستیکی
• مناطق خدمات بزرگراه
• مرکز های شارژ در فضای باز
• تاسیسات صنعتی
• شبکه های توزیع آمریکای شمالی و آمریکای مرکزی

فضای تعمیرات به طور کلی محدودتر است، بنابراین بررسی خطا و تعویض قطعات ممکن است نیاز به برنامه ریزی دقیق تر داشته باشد.مانع، واجه های پیش روی مرده و ساخت مقاوم در برابر دستکاری باید گنجانده شود.

سطح حفاظت از محفظه

رتبه بندی محفظه مورد نیاز بستگی به استانداردهای محلی، مشخصات ابزار، شرایط نصب و تجهیزات داخلی دارد.IP33 اغلب به عنوان یک سطح مرجع اساسی مورد استفاده قرار می گیرد، در حالی که IP44 یا رتبه بالاتر خاص پروژه ممکن است در مناطقی با بارندگی زیاد، رطوبت بالا، گرد و غبار، اسپری نمک یا قرار گرفتن در معرض ساحلی ترجیح داده شود.

HENTG POWER می تونه حفاظت از محفظه، تهویه، درمان ضد خوردگی،و طراحی محیط زیست با توجه به محل پروژه به جای استفاده از یک محفظه استاندارد برای هر سایت.

3محاسبه ظرفیت برای سناریوهای معمول شارژ

مورد 1: ایستگاه شارژ خودروهای مسافرتی جامعه

این سایت برای هشت شارژر 120 کیلو وات DC برنامه ریزی شده است و شرکت خدمات عمومی حداکثر ظرفیت اتصال 1000 کیلو وات را تایید کرده است.

از آنجا که 657 kVA یک درجه بندی استاندارد مشترک نیست، یک ایستگاه فرعی تراکم دار 800 kVA به سبک اروپایی می تواند انتخاب شود.

این پیکربندی حاشیه عملیاتی معقول را فراهم می کند. اگر مدارهای تغذیه LV کافی و یک سیستم مدیریت بار هوشمند شامل شوند،ممکن است توسعه محدودی شارژر در آینده بدون جایگزینی ایستگاه فرعی کامل امکان پذیر باشد، مشروط به داده های عملیاتی واقعی و تایید کاربرد.

مورد 2: لوژستیک حومه شهر و مرکز شارژ کامیون های سنگین

این پروژه شامل ده شارژر 250 کیلو وات است. انتظار می رود کامیون ها شب ها به شدت شارژ شوند، بنابراین یک عامل همزمان 0.85 اعمال می شود.

یکی از پیکربندی های ممکن دو ترانسفورماتور 1250 kVA یا زیر ایستگاه های فشرده است.

در مقایسه با یک ترانسفورماتور بزرگ، یک تنظیم دو ترانسفورماتور ممکن است ارائه دهد:

• حمل و نقل آسان تر
• نگهداری انعطاف پذیرتر
• مدیریت بهتر بار به صورت مرحله ای
• بهره برداری جزئی از ایستگاه در حالی که یک واحد در حال تعمیر و نگهداری است
• کاهش خطر قطع کامل درآمد

اگر ترانسفورماتورها به طور موازی در یک اتوبوس مشترک کار کنند، نسبت ولتاژ، گروه بردار، مقاومت، موقعیت شیر، حفاظت و ویژگی های تقسیم بار آنها باید به درستی هماهنگ شوند.همچنین می توان یک اتوبوس LV بخش بندی شده را در نظر گرفت که در آن تداوم عملیاتی مهم تر از عملیات موازی کامل است..

مورد سوم: ایستگاه شارژ زیرزمینی در یک مجتمع تجاری

امکانات پارکینگ زیرزمینی برای شش شارژر 75 kW DC برنامه ریزی شده است. ورود وسایل نقلیه نسبتا پراکنده است و یک عامل همزمان 0.50 اعمال می شود.

یک ایستگاه فرعی فشرده 315 کیلو واتا ممکن است مناسب باشد، مشمول مقررات محلی و نوع ترانسفورم مورد نیاز باشد. یک محفظه کم پروفایل سفارشی می تواند ارتفاع سقف محدود را در بر بگیرد.در حالی که بخش های جداگانه و تهویه هماهنگ می تواند خطرات حرارتی را در فضاهای بسته کاهش دهد.

پس از تعیین درجه بندی ترانسفورماتور، تعداد و ظرفیت مدارهای خروجی LV نیز باید بررسی شود.تغذیه های ذخیره مناسب می تواند اضافه کردن شارژر در آینده را به طور قابل توجهی آسان تر کند و نیاز به تعویض کل صفحه اتصال LV را کاهش دهد.

4جزئیات مربوط به عملیات بلند مدت

مدیریت حرارتی

عمر ترانسفورم و در دسترس بودن ایستگاه شارژ به طور مستقیم با عملکرد حرارتی مرتبط است. یک ترانسفورموری که در نزدیکی بار کامل کار می کند به طور مداوم گرما تولید می کند. اگر تهویه کافی نباشد،محافظت از درجه حرارت بالا ممکن است کار کند و باعث خاموش شدن قطعات شارژر شود..

برای پروژه های آب و هوای گرم، ممکن است از لوله های تهویه طبیعی استفاده شود.طراحی تهویه ایستگاه فرعی باید با سیستم تهویه ساختمان یا پارکینگ هماهنگ باشد..

HENTG POWER دمای محیط، تابش خورشیدی، ارتفاع، ابعاد محفظه، تلفات ترانسفورم و نیازهای تهویه را در هنگام توسعه طراحی حرارتی خاص پروژه ارزیابی می کند.

کابل ها، میله ها و دستگاه های سوئیچینگ

اندازه کابل ها، میله های اتوبوس، قطع کننده های مدار و دستگاه های محافظتی باید با توجه به بار واقعی ترانسفورمور و شارژر انتخاب شوند.

کاهش هزینه ها با استفاده از قطع کننده های LV یا بارهای بس کوچک ممکن است مشکلات بیش از حد گرما و پیری عایق را ایجاد کند.این مسائل ممکن است در زمان راه اندازی اولیه ظاهر نشوند اما می توانند منجر به اشتباهی مکرر و افزایش هزینه های نگهداری پس از چندین سال کار شوند.

بنابراین مشخصات پروژه باید مستلزم:

• قطعات از سازندگان معتبر و مورد تایید پروژه
• انطباق با استانداردهای IEC، IEEE، ANSI، UL، CSA یا محلی
• قابلیت مقاومت در برابر مدار کوتاه تایید شده
• انتخابی و هماهنگی مناسب قطع کننده
• ظرفیت جریان بسبار کافی
• بررسی افزایش دما
• فضای کافی برای پایان کابل

گسترش آینده

بسیاری از ایستگاه های شارژ بعد از سه تا پنج سال کار شارژر های بیشتری اضافه می کنند.ذخیره کردن حدود 15٪ تا 20٪ ظرفیت و مدارهای خروجی LV کافی می تواند عمر سرویس ایستگاه را افزایش دهد.

هزینه های اضافی اولیه معمولا بسیار کمتر از هزینه های ترکیبی از:

• تعویض کامل ترانسفورماتور یا زیر ایستگاه
• بازسازی پایه های مدنی
• تعویض کابل های MV و LV
• تغییر دستگاه های سوئیچ
• تکرار روش های تأیید کاربرد
• تعلیق عملیات ایستگاه در طول بازسازی

فاصله از نقطه اتصال شبکه

فاصله بین ایستگاه فرعی فشرده و نقطه اتصال خدمات نیز بر هزینه و بهره وری پروژه تأثیر می گذارد. طول بیش از حد کابل هزینه های خرید کابل را افزایش می دهد.هزینه های نصب و خندق سازی، افت ولتاژ، از دست دادن قدرت و پیچیدگی هماهنگی حفاظت.

در صورتی که عملی باشد، ایستگاه فرعی فشرده باید در نزدیکی نقطه اتصال MV تایید شده قرار گیرد در حالی که دسترسی امن، فاصله های خودرو، تخلیه، تهویه و فضای نگهداری را حفظ می کند.

5فرآیند پیاده سازی: از استفاده از شبکه تا انرژی

1. شرایط اتصال برق را تایید کنید- ارائه طرح اولیه ایستگاه شارژ و تقاضای پیش بینی شده به اپراتور شبکه محلی یا شبکه توزیع.روش اتصالولتاژ قابل استفاده ممکن است 10 کلوولت، 11 کلوولت، 13.8 کلوولت، 22 کلوولت، 33 کلوولت یا ولتاژ توزیع محلی دیگری باشد.
2. انجام نظرسنجی از محل✓ بررسی منطقه نصب موجود، شرایط دسترسی و بالا بردن، ارتفاع سقف، تخلیه، خطر سیل، تهویه مطبوع، فاصله مسیر کابل، مجوزهای نگهداری،و شرایط زیست محیطیاین نظرسنجی تعیین می کند که آیا یک زیر ایستگاه فشرده IEC، راه حل نصب شده، ترتیب خشک یا محفظه سفارشی مناسب است.
3. محاسبه بار واقعی شارژ- طرح شارژر، قدرت نامی، نوع وسیله نقلیه، برنامه شارژ، فاکتور همزمان، بارهای کمکی، فاکتور قدرت، هارمونیک ها و گسترش آینده انتظار می رود را بررسی کنید.از این عوامل برای تعیین رتبه ترانسفورماتور استفاده کنید، تعداد ترانسفورماتورها، قطعات MV، مدار LV، درجه بندی محفظه، روش تهویه، حفاظت و تنظیمات اندازه گیری.
4. آماده سازی و ارائه نقشه های فنیتولید کننده باید نقشه ترتیب کلی، نمودار یک خط، نقشه پایه، طرح ورودی کابل، ورق اطلاعات تجهیزات و پیکربندی حفاظت را تهیه کند.این اسناد را قبل از شروع تولید به مشاور پروژه و خدمات عمومی ارسال کنید.. HENTG POWER از تیم های پروژه با تأیید داده های فنی ، توسعه SLD و GA ، انتخاب قطعات ، بررسی اسناد و مهندسی فرعی سفارشی پشتیبانی می کند.
5. نصب، تست و انرژیبعد از تحویل، تجهیزات را به جای خود بردارید، اتصالات کابل را تکمیل کنید و آزمایش و راه اندازی را انجام دهید.

فعالیت های معمول راه اندازی شامل:

• بازرسی مکانیکی
• پایان کابل
• آزمایش عایق بندی
• بررسی تنظیمات حفاظت
• آزمایش ترانسفورم
• کنترل عملکردی
• تست سیستم های ارتباطی
• بازرسی خدمات عمومی
• انرژی گیری نهایی شبکه

در میان تمام مراحل پروژه، تأیید اتصال خدمات عمومی و تأیید نقشه فنی دو نقطه عطف مهم هستند.به اشتراک گذاشتن پارامترهای ترانسفورماتور و زیر ایستگاه پیشنهادی با شرکت خدمات عمومی در مرحله اولیه می تواند چرخه تأیید را به طور قابل توجهی کوتاه کند و از راه اندازی در زمان مناسب پشتیبانی کند.

نتیجه گیری

سودآوری بلند مدت یک ایستگاه شارژ EV توسط بسیاری از جزئیات مهندسی پشتیبانی می شود.یک ایستگاه فرعی فشرده نمی تواند با تطبیق فقط یک ترانسفورماتور با ظرفیت کل شارژر انتخاب شود..

راه حل درست نیاز به تعادل بین:

• شرایط اتصال خدمات عمومی
• تقاضای اوج واقعی
• الگوهای شارژ و خودرو
• محدودیت های سایت
• شرایط محیط زیست
• استراتژی نگهداری
• الزامات توسعه آینده
• استانداردهای فنی قابل استفاده

رویکرد توصیه شده این است که ابتدا تقاضای اوج واقع بینانه را تعیین کنید، پیکربندی مناسب زیر ایستگاه را برای سایت انتخاب کنید و حاشیه توسعه معقول را ذخیره کنید.این به کنترل سرمایه گذاری اولیه کمک می کند در حالی که کاهش زیان های قدرت پنهان، کاهش شارژر، خاموش شدن برنامه ریزی نشده، و بازسازی آینده گران.

HENTG POWER راه حل های یکپارچه ترانسفورماتور و توزیع برق را برای زیرساخت های شارژ EV ارائه می دهد، از جمله زیر ایستگاه های فشرده IEC، ترانسفورماتورهای IEEE / ANSI،یکپارچه سازی MV switchgear، سیستم های توزیع LV، هماهنگی حفاظت و پشتیبانی مهندسی خاص پروژه.