阿拉木薩
摘要:國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上的講話中提出:“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。2020年之后,隨著新基建投資的加碼和各地補(bǔ)貼政策的落地,充電樁建設(shè)將進(jìn)入新一輪快速建設(shè)周期。
關(guān)鍵詞:新能源;充電樁;供配電;設(shè)計(jì);應(yīng)用
1充電樁技術(shù)
隨著電動(dòng)汽車數(shù)量不斷增加,電網(wǎng)也隨之承受較大壓力,V2G即Vehicle-to-Grid(車輛到電網(wǎng))技術(shù)起到調(diào)節(jié)電網(wǎng)的作用—在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)放電,在用電低谷時(shí)給車輛充電,減輕電網(wǎng)的負(fù)載壓力。V2G的實(shí)現(xiàn)方式分為以下兩種:1)集中式V2G。它是指某一區(qū)域的所有電動(dòng)汽車集中式管理,通過制定特定的調(diào)度策略,利用智能算法對(duì)每一臺(tái)電動(dòng)汽車進(jìn)行最優(yōu)充放電策略的計(jì)算,可以在電網(wǎng)負(fù)荷不足時(shí)自動(dòng)地對(duì)電動(dòng)汽車儲(chǔ)存的能量進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度,實(shí)現(xiàn)平抑電網(wǎng)負(fù)荷曲線等目標(biāo)。2)自治式V2G。單輛電動(dòng)汽車一般通過車載式智能充電器自動(dòng)與電網(wǎng)連接,充放電不受時(shí)間地點(diǎn)的限制,可以根據(jù)電網(wǎng)發(fā)布信息命令,或者電網(wǎng)輸出接口的電氣特征等信號(hào),再結(jié)合自身的電量等狀態(tài)和相關(guān)的電價(jià)激勵(lì)措施引導(dǎo)電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電。自治式V2G需要裝在更高靈敏度的通信設(shè)備和車載式智能充電器將會(huì)增加電動(dòng)汽車成本,由于電動(dòng)汽車不受統(tǒng)一的調(diào)度,充放電方式靈活便捷,因此實(shí)現(xiàn)V2G具有很大的隨機(jī)性,有可能出現(xiàn)反峰現(xiàn)象,不一定能夠?qū)崿F(xiàn)整體的V2G。
2充電樁類型
結(jié)合目前市場中充電樁輸出的電流方式不同,可以將充電樁分為交流和直流充電樁兩種。其中交流充電樁使用的傳導(dǎo)方式是具有車載充電裝置的電動(dòng)汽車提供交流電源的專用充電裝置。該類型的充電樁本身也能充電,電流小,充電時(shí)間較長,這種慢性充電的形式比較適合于辦公樓停車位或者是居民區(qū)的停車位中,使用交流充電樁充滿需要6~10h。并且交流充電樁結(jié)合其相的不同可以分為單相和三相,二者工作電壓分別為220V和380V,其功率的選擇需要根據(jù)實(shí)際建筑情況進(jìn)行,如小區(qū)住宅一般會(huì)采取7kW單相充電樁和42kW的三相充電樁。而直流充電樁與交流充電樁有著較大的差異性,屬于一種非車載的充電樁,能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化為直流電能,利用電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池充電的裝置來作為傳導(dǎo)的方式。直流充電樁充電時(shí)電流相對(duì)較大,充電時(shí)間短,一般為20~60min[2]。在直流充電樁所輸入的電壓一般為380V,輸入的功率有多種形式,一般分為30kW、45kW、60kW和120kW,甚至還有高達(dá)300kW的輸入功率。雖然其充電時(shí)間短,能夠彌補(bǔ)交流充電樁的充電速度需求,但是其對(duì)于供電電源和設(shè)備等有著更高安全性的要求。
3充電樁的供配電設(shè)計(jì)
一般的民用建筑如果出現(xiàn)供電突然中斷的情況,很容易使大面積的充電設(shè)施遭受影響。在這些充電設(shè)施中,要求充電的負(fù)荷等級(jí)不能低于二級(jí),而由于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的充電樁屬于商業(yè)范圍的設(shè)施,因此需要按照三級(jí)負(fù)荷來設(shè)計(jì),不屬于該范圍內(nèi)。本項(xiàng)目本身不具備單獨(dú)設(shè)立充電樁專用變壓器的條件,并與其他的用電負(fù)荷使用一個(gè)變壓器,因此需采取專用的回路來滿足其充電樁的供電需求。另外由于本身的變壓器低壓一側(cè)到充電樁之間的配電級(jí)數(shù)不適合超出三級(jí)的供應(yīng)范圍,同時(shí)且需要結(jié)合“電級(jí)數(shù)越少供電越可靠”的原則,本交流充電樁決定采取二級(jí)的配電模式。結(jié)合直流充電樁本身的輸入功率差異分析,本次儲(chǔ)能式的直流充電樁采取二級(jí)配電模式,主要經(jīng)由變壓器的低壓一側(cè)母線再通過干線電纜放射式到區(qū)域配電箱,再由配單箱向各個(gè)充電樁供電;而對(duì)于非儲(chǔ)能式的充電樁,由于其所需的輸入功率較大,因此需要直接由變壓器低壓一側(cè)的母線進(jìn)行直接供電。本身直流充電樁的輸入功率大,沖擊電流相對(duì)較大,因此該類型的充電樁安裝的數(shù)量也對(duì)變壓器容量提出了更高的要求,如表1所示。
在表1內(nèi)容中可以看出,隨著直流充電樁數(shù)量的增加,儲(chǔ)能式充電樁對(duì)于變壓器的容量需求逐漸趨于穩(wěn)定,這時(shí)該充電樁對(duì)于變壓器容量的需求目的在于能夠?qū)_擊電流可能對(duì)變壓器產(chǎn)生的影響進(jìn)行全面限制。而對(duì)于非儲(chǔ)能式的直流充電樁而言,由于其整個(gè)中間環(huán)節(jié)都采取的是隔離型變壓器,因此能夠有效地對(duì)沖擊電流影響作出抑制。所以隨著直流充電樁所安裝的數(shù)量增加,其對(duì)于變壓器的容量需求也在隨之增加。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行資料的分析和研究,可以得到直流充電樁需要系數(shù),其系數(shù)曲線如圖1所示。在圖中的分析中,需要結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的相關(guān)資料和項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行的情況來進(jìn)行實(shí)際調(diào)整,在設(shè)計(jì)期間需要根據(jù)項(xiàng)目中日常的負(fù)荷和交流充電樁的用電形式來選擇適合的變壓器容量,并且可對(duì)其擴(kuò)容的空間進(jìn)行適當(dāng)預(yù)留,以此來滿足日后充電樁發(fā)展的實(shí)際需求。
4結(jié)語
新能源的推廣主要是為了擺脫對(duì)于傳統(tǒng)不可再說都是重要的,各種事物通過數(shù)據(jù)而聯(lián)系在一起,基于此物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。這一概念應(yīng)用于各行各業(yè),網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得人們獲取數(shù)據(jù)更加便捷,尤其在數(shù)據(jù)檢測共享平臺(tái)中,減少了一些儀器的使用頻次,延長了一些配件的使用時(shí)間,這也就節(jié)省了使用成本和維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)了儀器使用的信息化、科學(xué)化。在基于物聯(lián)網(wǎng)的儀器檢測數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的管理模式也應(yīng)現(xiàn)代化,實(shí)現(xiàn)信息共享、精細(xì)管理。這樣不僅可以提高工作效率,也可以減少工作中的時(shí)間和金錢成本,使管理變得更加便捷高效。
參考文獻(xiàn)
[1]孫梅鳳,王俊洋,張喜臣.民用住宅電動(dòng)汽車充電供配電設(shè)計(jì)相關(guān)問題分析[J].智能建筑,2021,(07):56-59.
[2]梁國燦.供配電工程設(shè)計(jì)中充電樁的諧波治理[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2020,(Z1):62-64.