Làm thế nào lựa chọn trạm phụ nhỏ gọn ảnh hưởng đến lợi nhuận trạm sạc EV

Hướng dẫn kỹ thuật.

Logic kích thước thực tế, kịch bản ứng dụng và hướng dẫn thực hiện

Được chuẩn bị bởi HENTG Power

Chuyển đổi năng lượng · Phân phối thông minh hơn

Hướng dẫn này giải thích các nguyên tắc lựa chọn chính, tính toán công suất, kịch bản ứng dụng và quy trình thực hiện cho các trạm phụ sạc xe điện.chúng tôi tiếp cận lựa chọn trạm biến áp nhỏ gọn như là một phần của một giải pháp phân phối điện tích hợp không chỉ đơn giản là mua thiết bị riêng lẻ.

Khi các mạng sạc đô thị mở rộng và sở hữu EV tiếp tục tăng, các trạm sạc được phát triển tư nhân đang trở thành một cơ hội đầu tư hấp dẫn.nhiều nhà đầu tư ban đầu tập trung vào thuê đất, mua sạc, và dự báo giao thông trong khi bỏ qua trạm phụ nhỏ gọn, thành phần ít nhìn thấy nhưng thiết yếu đằng sau toàn bộ hoạt động.

Các vấn đề thường xuất hiện chỉ sau khi xây dựng bắt đầu: không đủ công suất biến áp, kích thước vòm không phù hợp với địa điểm hoặc sự chậm trễ trong việc phê duyệt tiện ích.thay thế thiết bị, và sự gián đoạn lịch trình có thể nhanh chóng làm suy yếu mô hình tài chính ban đầu.

Không giống như thiết bị phân phối tòa nhà thông thường, trạm phụ sạc EV kết nối ba hệ thống quan trọng:

• Mạng lưới tiện ích
• Hệ thống biến áp và hệ thống phân phối MV/LV
• Thiết bị sạc xe điện

Do đó, việc lựa chọn không nên chỉ dựa trên tổng công suất của các bộ sạc. giới hạn kết nối lưới, mô hình sạc, điều kiện trang web, không gian có sẵn, chi phí hoạt động,mở rộng trong tương lai, và các tiêu chuẩn địa phương phải được xem xét.

1. Trọng lượng thực tế là cơ sở của sự lựa chọn biến áp

Một sai lầm phổ biến là nhân công suất định số của một điểm sạc với tổng số bộ sạc và chọn một bộ biến áp dựa trực tiếp trên kết quả.Phương pháp này hiếm khi phản ánh hoạt động thực tế của trạm sạc.

Các phương tiện tư nhân, xe buýt, hạm đội giao hàng và xe tải hạng nặng có các mô hình sạc khác nhau.Do đó, một yếu tố đồng thời hoặc đa dạng nên được áp dụng khi ước tính nhu cầu đỉnh thực sự.

Ví dụ minh họa: Trạm sạc cộng đồng

Hãy xem xét một trạm sạc cộng đồng được trang bị 12 bộ sạc nhanh DC 120 kW:

Bởi vì tất cả các xe không thể sạc cùng một lúc với công suất đầy đủ vào buổi tối cao điểm, trạm không tự động yêu cầu một bộ biến áp 1.600 kVA.

Chỉ số biến áp cuối cùng cũng nên xem xét yếu tố công suất, tải phụ trợ, hiệu suất bộ sạc, đặc điểm hài hòa, nhiệt độ môi trường, tăng tải dự kiến,và công suất kết nối được công ty phê duyệt.

Các trạm xe hành khách và các trạm sạc hạng nặng khác nhau

Các trạm sạc tàu và xe tải nặng thường có tỷ lệ đồng thời cao hơn nhiều so với các trạm sạc xe hơi cộng đồng.

Xe logistics thường đến theo lô vào buổi tối hoặc sáng sớm và có thể được kết nối với bộ sạc công suất cao trong thời gian dài.nhân đồng thời có thể đạt 0.80-0.90Vì vậy, hai trạm với cùng số lượng bộ sạc có thể yêu cầu công suất biến áp rất khác nhau tùy thuộc vào loại xe và lịch trình hoạt động.

Giới hạn kết nối tiện ích đến đầu tiên

Người điều hành mạng phân phối thường phê duyệt dung lượng kết nối tối đa.nhà phát triển không thể lắp đặt công suất biến áp không giới hạn mà không có sự chấp thuận của lướiDo đó, việc có được sự chấp thuận chính thức về khả năng kết nối và xác nhận mức điện áp nhập nên được hoàn thành trước khi hoàn thành trạm phụ nhỏ gọn.

Tránh quá lớn và quá nhỏ

Công suất biến áp được thể hiện bằng kVA, trong khi công suất sạc thường được thể hiện bằng kW. Việc chuyển đổi phải tính đến yếu tố công suất và biên thiết kế hệ thống tổng thể.

Một bộ biến áp quá lớn sẽ làm tăng:

• Chi phí thiết bị ban đầu
• Yêu cầu về cơ sở dân sự
• Chi phí thiết bị chuyển mạch và cáp
• Mất không tải
• Chi phí bảo trì thông thường

Một bộ biến áp không đủ kích thước có thể buộc các bộ sạc phải giảm sản lượng trong thời gian cao điểm. Thời gian sạc lâu hơn có thể làm giảm doanh thu của trạm và dẫn đến mất khách hàng.Mục tiêu không phải là chọn bộ biến áp lớn nhất có thể, nhưng để xác định xếp hạng kinh tế nhất có thể hỗ trợ an toàn hồ sơ hoạt động thực tế.

2Hai cấu hình trạm phụ nhỏ gọn chính

Các dự án sạc xe điện thường sử dụng một trạm phụ compact được chế tạo sẵn theo kiểu IEC thường được gọi là trạm phụ compact theo kiểu châu Âu hoặc một giải pháp gắn đệm theo kiểu IEEE / ANSI.

Cấu hình phù hợp nhất phụ thuộc vào tiêu chuẩn lưới địa phương, yêu cầu tiện ích, bố trí trang web, chiến lược bảo trì và ngân sách.HENTG POWER có thể cung cấp các trạm biến áp nhỏ gọn IEC và các giải pháp biến áp IEEE / ANSI gắn trên miếng đệm với chuyển đổi MV phối hợp, biến áp, bảo vệ, và LV hệ thống phân phối.

Trạm phụ nhỏ gọn theo kiểu châu Âu

Một trạm phụ nhỏ gọn theo kiểu châu Âu thường bao gồm ba phần tách biệt rõ ràng:

• Khung thiết bị chuyển mạch điện áp trung bình
• Phòng biến áp
• Phòng phân phối điện áp thấp

Thiết kế phân khu cung cấp các khu vực hoạt động và bảo trì rõ ràng và cho phép kiểm tra riêng biệt thiết bị MV, biến áp và LV.

Ưu điểm của nó bao gồm:

• Phân tách chức năng rõ ràng
• Truy cập bảo trì thuận tiện
• Cấu hình MV và LV linh hoạt
• Thay thế dễ dàng hơn các thành phần tiêu chuẩn
• Khả năng thích nghi cao hơn đối với các yêu cầu bảo vệ và đo lường phức tạp

Những nhược điểm chính là dấu chân lớn hơn, công trình dân dụng rộng lớn hơn và thường là chi phí ban đầu cao hơn so với một sắp xếp đệm nhỏ gọn có xếp hạng tương tự.

Cấu hình này thường phù hợp với:

• Trạm sạc bên đường đô thị
• Khu thương mại
• Cơ sở đỗ xe ngầm
• Các trung tâm sạc công cộng
• Các dự án đòi hỏi nhiều mạch cấp dữ liệu LV
• Các trang web có yêu cầu tiếp cận bảo trì nghiêm ngặt

Đối với các thiết bị dưới lòng đất, các quy định về hỏa hoạn địa phương có thể yêu cầu một bộ biến áp loại khô, thông gió đặc biệt, cấu trúc chống cháy hoặc các biện pháp bảo vệ bổ sung.

Giải pháp gắn đệm theo kiểu Mỹ

Một bộ biến áp kiểu Mỹ tích hợp bộ biến áp và các thành phần chuyển mạch hoặc bảo vệ chính vào một vỏ nhỏ gọn, chống giả mạo.dấu chân của nó có thể nhỏ hơn đáng kể so với một trạm phụ compact kiểu châu Âu thông thườngNó cũng có thể giảm yêu cầu nền tảng và đơn giản hóa việc lắp đặt trang web.

Ưu điểm của nó bao gồm:

• Dấu chân nhỏ gọn
• Yêu cầu xây dựng dân dụng thấp hơn
• Thời gian lắp đặt ngắn hơn
• Cấu hình bên ngoài phù hợp
• Thiết kế tiêu chuẩn hiệu quả về chi phí
• Khả năng tương thích với các hệ thống cung cấp vòng lặp hoặc hệ thống cung cấp quang

Nó thường được áp dụng trong:

• Các khu vực logistics
• Khu vực dịch vụ đường cao tốc
• Các trung tâm sạc ngoài trời
• Các cơ sở công nghiệp
• Mạng lưới phân phối Bắc Mỹ và Trung Mỹ

Không gian bảo trì thường hạn chế hơn, vì vậy kiểm tra lỗi và thay thế thành phần có thể yêu cầu lập kế hoạch cẩn thận hơn.rào cản, giao diện mặt chết và cấu trúc chống giả mạo nên được kết hợp.

Mức độ bảo vệ khoang

Các yêu cầu xếp hạng vòm phụ thuộc vào các tiêu chuẩn địa phương, thông số kỹ thuật tiện ích, điều kiện lắp đặt, và thiết bị nội thất.IP33 thường được coi là mức tham chiếu cơ bản, trong khi IP44 hoặc xếp hạng cao hơn cụ thể cho dự án có thể được ưa thích ở các khu vực có lượng mưa lớn, độ ẩm cao, bụi, phun muối hoặc tiếp xúc ven biển.

HENTG POWER có thể cấu hình bảo vệ vỏ, thông gió, xử lý chống ăn mòn,và thiết kế môi trường theo vị trí của dự án thay vì áp dụng một khuôn khổ tiêu chuẩn cho mỗi trang web.

3. Tính toán công suất cho các kịch bản tính phí điển hình

Vụ 1: Trạm sạc xe hơi cộng đồng

Khu vực này được lên kế hoạch cho tám bộ sạc DC 120 kW, và công ty tiện ích đã phê duyệt công suất kết nối tối đa là 1.000 kVA.

Vì 657 kVA không phải là một định lượng tiêu chuẩn chung, nên có thể chọn một trạm phụ nhỏ gọn theo kiểu châu Âu 800 kVA.

Cấu hình này cung cấp một biên độ hoạt động hợp lý. Nếu bao gồm đủ các mạch cấp đầy LV và một hệ thống quản lý tải thông minh,Việc mở rộng bộ sạc trong tương lai có thể được thực hiện một cách hạn chế mà không thay thế toàn bộ trạm phụ, tùy thuộc vào dữ liệu hoạt động thực tế và phê duyệt tiện ích.

Trường hợp 2: Logistics ngoại ô và trung tâm sạc xe tải hạng nặng

Dự án bao gồm mười bộ sạc DC công suất cao 250 kW. Các xe tải dự kiến sẽ sạc mạnh vào ban đêm, vì vậy một nhân tố đồng thời 0,85 được áp dụng.

Một cấu hình có thể là hai bộ biến áp đệm 1.250 kVA hoặc trạm phụ nhỏ gọn.

So với một biến áp lớn, một cấu trúc biến áp kép có thể cung cấp:

• Dễ dàng vận chuyển và nâng
• Bảo trì linh hoạt hơn
• Quản lý tải trọng theo giai đoạn tốt hơn
• Hoạt động một phần trạm trong khi một đơn vị đang được bảo trì
• Giảm nguy cơ gián đoạn hoàn toàn thu nhập

Nếu các bộ biến áp hoạt động song song trên một bus chung, tỷ lệ điện áp, nhóm vector, trở kháng, vị trí vòi, bảo vệ và đặc điểm chia sẻ tải của chúng phải được phối hợp đúng cách.Một bộ phận LV bus cũng có thể được xem xét khi tính liên tục hoạt động quan trọng hơn so với hoạt động song song đầy đủ.

Trường hợp 3: Trạm sạc dưới lòng đất trong khu phức hợp thương mại

Cơ sở đậu xe ngầm được lên kế hoạch cho sáu bộ sạc DC 75 kW.

Một trạm phụ nhỏ gọn 315 kVA có thể phù hợp, tùy thuộc vào các quy định địa phương và loại biến áp cần thiết.trong khi các khoang tách biệt và thông gió phối hợp có thể giảm rủi ro nhiệt trong không gian kín.

Sau khi xác định chỉ số biến áp, số lượng và công suất của các mạch đầu ra LV cũng phải được kiểm tra.Các bộ cung cấp phụ tùng phù hợp có thể làm cho việc bổ sung bộ sạc trong tương lai dễ dàng hơn đáng kể và giảm nhu cầu thay thế toàn bộ bàn phím LV.

4Các chi tiết ảnh hưởng đến hoạt động lâu dài

Quản lý nhiệt

Tuổi thọ của bộ biến áp và tính sẵn có của trạm sạc có liên quan trực tiếp đến hiệu suất nhiệt. Một bộ biến áp hoạt động gần tải đầy đủ liên tục tạo ra nhiệt. Nếu không đủ thông gió,bảo vệ nhiệt độ cao có thể hoạt động và gây ra việc tắt bộ sạc liên tục.

Các trạm phụ ngoài trời có thể sử dụng cửa thông gió tự nhiên, trong khi thông gió áp lực có thể được thêm vào cho các dự án khí hậu nóng.thiết kế thông gió trạm phụ phải được phối hợp với hệ thống thông gió tòa nhà hoặc bãi đậu xe.

HENTG POWER đánh giá nhiệt độ môi trường, bức xạ mặt trời, độ cao, kích thước vòm, tổn thất biến áp và yêu cầu thông gió khi phát triển một thiết kế nhiệt cụ thể cho dự án.

Các dây cáp, thanh bus và thiết bị chuyển mạch

Kích thước cáp, thanh bus, bộ ngắt mạch và các thiết bị bảo vệ phải được lựa chọn theo tải trọng thực tế của bộ biến áp và bộ sạc.

Giảm chi phí bằng cách sử dụng các bộ ngắt LV hoặc thanh bus có kích thước thấp có thể tạo ra các vấn đề quá nóng và lão hóa cách nhiệt lâu dài.Những vấn đề này có thể không xuất hiện trong quá trình đưa vào sử dụng ban đầu nhưng có thể dẫn đến sự cố thường xuyên và tăng chi phí bảo trì sau nhiều năm hoạt động.

Do đó, các đặc điểm kỹ thuật dự án nên yêu cầu:

• Các thành phần từ các nhà sản xuất có uy tín, được phê duyệt dự án
• Tuân thủ các tiêu chuẩn IEC, IEEE, ANSI, UL, CSA hoặc các tiêu chuẩn địa phương áp dụng
• Khả năng chịu mạch ngắn được xác minh
• Sự chọn lọc và phối hợp bảo vệ bộ ngắt thích hợp
• Khả năng điện busbar đủ
• Kiểm tra nhiệt độ tăng
• Không gian kết thúc cáp đầy đủ

Sự mở rộng trong tương lai

Nhiều trạm sạc bổ sung thêm bộ sạc sau ba đến năm năm hoạt động.lưu trữ khoảng 15%~20% công suất và đủ các mạch đầu ra LV có thể kéo dài tuổi thọ của trạm.

Chi phí ban đầu bổ sung thường thấp hơn nhiều so với tổng chi phí của:

• Thay thế bộ biến áp hoặc trạm phụ hoàn chỉnh
• Xây dựng lại nền tảng dân sự
• Thay thế dây cáp MV và LV
• Chuyển đổi thiết bị chuyển đổi
• Phindha lại các thủ tục phê duyệt tiện ích
• Ngăn chặn hoạt động của trạm trong quá trình tái thiết

Khoảng cách từ điểm kết nối lưới điện

Khoảng cách giữa trạm phụ nhỏ gọn và điểm kết nối tiện ích cũng ảnh hưởng đến chi phí và hiệu quả của dự án.chi phí lắp đặt và đào rãnh, giảm điện áp, mất điện, và sự phức tạp của sự phối hợp bảo vệ.

Khi thực tế, trạm phụ nhỏ gọn nên được đặt gần điểm kết nối MV được phê duyệt trong khi duy trì khả năng truy cập an toàn, không gian thoát nước, thông gió và bảo trì.

5Quá trình thực hiện: Từ ứng dụng lưới điện đến năng lượng hóa

1. Xác nhận điều kiện kết nối tiện ích- Đưa ra bố trí trạm sạc sơ bộ và ước tính nhu cầu cho nhà khai thác dịch vụ địa phương hoặc nhà khai thác mạng phân phối.phương pháp kết nốiĐiện áp áp dụng có thể là 10 kV, 11 kV, 13,8 kV, 22 kV, 33 kV hoặc điện áp phân phối địa phương khác.
2. Thực hiện khảo sát địa điểm- Kiểm tra khu vực lắp đặt có sẵn, điều kiện truy cập và nâng, chiều cao trần nhà, thoát nước, nguy cơ lũ lụt, thông gió, khoảng cách tuyến đường cáp, giấy phép bảo trì,và điều kiện môi trườngCuộc khảo sát xác định liệu một trạm phụ IEC nhỏ gọn, giải pháp gắn đệm, sắp xếp loại khô hoặc vỏ tùy chỉnh là phù hợp nhất.
3. Tính toán tải trọng sạc thực tế- Xem xét bố trí bộ sạc, công suất định giá, loại xe, lịch sạc, yếu tố đồng thời, tải phụ trợ, yếu tố điện, âm thanh và dự kiến mở rộng trong tương lai.Sử dụng các yếu tố này để xác định xếp hạng biến áp, số lượng biến áp, thiết bị chuyển mạch MV, mạch LV, xếp hạng vòm, phương pháp thông gió, bảo vệ và sắp xếp đo.
4. Chuẩn bị và gửi bản vẽ kỹ thuật- Nhà sản xuất nên chuẩn bị bản vẽ bố trí chung, sơ đồ một dòng, bản vẽ nền móng, kế hoạch cáp, trang dữ liệu thiết bị và cấu hình bảo vệ.Đưa các tài liệu này cho các tiện ích và nhà tư vấn dự án trước khi bắt đầu sản xuấtHENTG POWER hỗ trợ các nhóm dự án với xác nhận dữ liệu kỹ thuật, phát triển SLD và GA, lựa chọn thành phần, xem xét tài liệu và kỹ thuật trạm phụ tùy chỉnh.
5. Cài đặt, thử nghiệm và khởi độngSau khi giao hàng, nâng thiết bị lên vị trí, hoàn thành kết nối cáp, và thực hiện thử nghiệm và đưa vào sử dụng.

Các hoạt động đưa vào sử dụng điển hình bao gồm:

• Kiểm tra cơ khí
• Kết thúc cáp
• Kiểm tra cách nhiệt
• Kiểm tra cài đặt bảo vệ
• Kiểm tra biến áp
• Kiểm tra chức năng
• Kiểm tra hệ thống truyền thông
• Kiểm tra tiện ích
• Năng lượng lưới cuối cùng

Trong tất cả các giai đoạn dự án, phê duyệt kết nối tiện ích và phê duyệt bản vẽ kỹ thuật là hai cột mốc quan trọng nhất.Chia sẻ các thông số biến áp và trạm biến áp được đề xuất với công ty tiện ích ở giai đoạn sớm có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ phê duyệt và hỗ trợ đưa vào sử dụng kịp thời.

Kết luận

Lợi nhuận lâu dài của trạm sạc xe điện được hỗ trợ bởi nhiều chi tiết kỹ thuật.một trạm phụ nhỏ gọn không thể được chọn bằng cách phù hợp với chỉ một biến áp xếp hạng với tổng công suất bộ sạc.

Giải pháp chính xác đòi hỏi sự cân bằng giữa:

• Điều kiện kết nối tiện ích
• Nhu cầu đỉnh thực tế
• Mô hình sạc và xe
• Hạn chế trang web
• Điều kiện môi trường
• Chiến lược bảo trì
• Nhu cầu mở rộng trong tương lai
• Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

Cách tiếp cận được khuyến cáo là xác định nhu cầu đỉnh thực tế trước tiên, chọn cấu hình trạm phụ phù hợp cho địa điểm và dành một biên mở rộng hợp lý.Điều này giúp kiểm soát đầu tư ban đầu trong khi giảm mất điện ẩn, sạc giảm, ngừng hoạt động không dự kiến, và tái thiết tương lai tốn kém.

HENTG POWER cung cấp các giải pháp biến áp tích hợp và phân phối điện cho cơ sở hạ tầng sạc xe điện, bao gồm các trạm phụ nhỏ gọn IEC, biến áp đệm IEEE / ANSI,Tích hợp thiết bị chuyển mạch MV, hệ thống phân phối LV, phối hợp bảo vệ và hỗ trợ kỹ thuật cụ thể cho dự án.