中型電動汽車充電站設計方案(國網(wǎng)電科院)

中型電動汽車充電站設計方案(國網(wǎng)電科院)中型電動汽車充電站設計建設方案國網(wǎng)電力科學研究院2010.011術語和定義交流充電樁（ACchargespots）：指固定在地面，采用傳導方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流電能，提供人機操作界面及交流充電接口，并具備相應測控保護功能的專用裝置。非車載充電機（off-boardcharger）：指采用傳導方式將電網(wǎng)交流電能變換為直流電能，為電動汽車動力電池充電，提供人機操作界面及直流接口，并具備相應測控保護功能的專用裝置。非車載充電機主要由交直流變換和直流輸出控制兩部分構成，分為一體式和分體式兩種。一體式充電機（integratedcharger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分結合成一體的非車載充電機。分體式充電機（splitcharger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分分立組成的非車載充電機，它們之間通過電纜連接組成一套完整的充電機。整流柜（rectifiercabinet）：指分體式充電機中完成交直流變換的部分，一般以標準機柜形式提供。直流充電樁（DCchargespots）：是分體式充電機的一部分，固定在地面，提供人機操作界面及直流輸出接口的裝置。電池管理系統(tǒng)（BMS，batterymanagementsystem）：監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），對蓄電池系統(tǒng)充電、放電過程進行有效管理，保證電池安全運行的電子裝置。2設計依據(jù)以《國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設施建設指導意見》和《國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設施典型設計》為指導，以電動車輛國家標準、國家電網(wǎng)公司充電站相關的6項行業(yè)標準等技術規(guī)范文件為建設依據(jù),以電動汽車市場需求發(fā)展為導向，采用模塊化設計方法，充分體現(xiàn)系統(tǒng)擴展性和開放性。以標準化、通用化為工程實施原則，為今后充電機推廣使用奠定基礎。本設計主要參照以下標準規(guī)范：電動汽車相關技術標準GB50156-2002《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》GB/T18487.1-2001《電動車輛傳導充電系統(tǒng)一般要求》GB/T18487.2-2001《電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流電源的連接要求》GB/T18487.3-2001《電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流充電機（站）》GB/T19596-2004《電動汽車術語》GB/T20234-2006《電動汽車傳導充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求》QC/T743-2006《電動汽車用鋰離子蓄電池》Q/GDW233-2009《電動汽車非車載充電機通用技術要求》Q/GDW234-2009《電動汽車非車載充電機電氣接口規(guī)范》Q/GDW235-2009《電動汽車非車載充電機通信規(guī)約》Q/GDW236-2009《電動汽車充電站通用要求》Q/GDW237-2009《電動汽車充電站布置設計導則》Q/GDW238-2009《電動汽車充電站供電系統(tǒng)規(guī)范》YD/T1436-2006《室外型通信電源系統(tǒng)》《國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設施建設指導意見》[國家電網(wǎng)營銷（2009）1561號]電氣技術標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50053-94《10kV以下變電所設計規(guī)范》GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》；GB50055-93《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB50217-2007《電力工程電纜設計規(guī)范》GB12326-2000《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T17215.211-2006《交流電測量設備通用要求、試驗和試驗條件》GB/T17215.322-2008《靜止式有功電能表0.2S級和0.5S級》SDJ6-83《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規(guī)程》DL/T856-2004《電力用直流電源監(jiān)控裝置》JB/T5777.4-2000《電力系統(tǒng)直流電源設備通用技術條件及安全要求》JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》《電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)定匯編》（第二版）土建技術規(guī)范GB50003-2001《砌體結構設計規(guī)范》GB50007-2002《地基基礎設計規(guī)范》GB50009-2001《建筑結構荷載規(guī)范》GB50010-2002《混凝土結構設計規(guī)范》GB50011-2001《建筑抗震設計規(guī)范》GB50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》GB50017-2003《鋼結構設計規(guī)范》GB50034-2004《建筑照明設計標準》GB50037-96《建筑地面設計規(guī)范》GB50345-2004《屋面工程技術規(guī)范》GB50057-1994《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50067-97《汽車庫，修車庫，停車場設計防火規(guī)范》GB50202-2002《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50300-2001《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50303-2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》JGJ50-2001《城市道路和建筑物無障礙設計規(guī)范》JGJ100-98《汽車庫建筑設計規(guī)范》給排水設計規(guī)范GB50013-2006《室外給水設計規(guī)范》GB50014-2006《室外排水設計規(guī)范》GB50015-2003《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50084-2001《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50140-2005《建筑滅火器配置設計規(guī)范》GB/T50106-2001《給水排水制圖標準》監(jiān)控系統(tǒng)IEC60870 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《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范》3設計方案3.1方案概述3.1.1規(guī)模本設計方案的目標是建一座中型電動汽車充電站，占地約1000平方米，包括8臺充電機，一座綜合辦公室和其他相關輔助設施。3.1.2充電機及配電容量選擇本充電站充電設備包括2臺DC500V/400A大型直流充電機用于大型車輛的慢速充電；2臺DC500V/200A中型直流充電機用于中型車輛或小型車輛充電；4臺5～10KW交流充電樁用于小型車輛充電。配電系統(tǒng)采用1臺400kVA干式非晶合金變壓器，高壓側采用單路常供，單母線接線方式，低壓側采用單母線接線方式，同時設置低壓備用電源。3.1.3場地布置充電站占地1000平方米，充電工作區(qū)包括8個停車位，其中2個大型車輛停車位，2個中型車輛停車位橫向布置，4個小型車輛停車位縱向布置。在停車區(qū)域醒目位置設置國網(wǎng)充電站標示。3.2一次系統(tǒng)設計進線電源采用10kV單路供電，10kV側采用單母線接線方式。高壓柜采用真空斷路器中置式開關柜(型號KYN28-12)，設進線計量柜、PT及避雷器柜、出線柜。在高壓側設置保護和監(jiān)控系統(tǒng)；根據(jù)電動汽車充電站的特點，630kVA變壓器采用干式非晶合金變壓器，空載損耗為普通干式變壓器的30%左右,極大降低空載運行時的損耗；0.4kV側采用單母線接線方式，設進線柜、有源濾波無功補償柜、出線柜，備用電源進線柜，出線柜采用抽屜柜或固定式開關柜，低壓每路出線帶交流計量裝置。0.4kV側進線開關和備用電源進線開關采用MTE系列智能斷路器，具備電氣和機械連鎖功能，配置三段式保護；其余配置NS系列斷路器。3.3二次系統(tǒng)設計整個充電站的二次系統(tǒng)按綜合自動化配置考慮。配置一面監(jiān)控屏，屏上安裝智能通信裝置、公用測控裝置、視頻監(jiān)控裝置。智能通信裝置完成與站內(nèi)可通信設備的接入，通過通訊采集設備信息。并具備向遠方控制中心傳輸信號的功能與接口。公用測控裝置主要采集0.4kV側開關的位置信號、負荷電流等，并提供一定的遙控輸出接點備用。10kV進線配置微機保護，就地安裝在開關柜上，具備三段式過流保護、過負荷保護、低壓保護、過壓保護等保護功能，同時具備遙測、遙信、遙控的功能?？赏ㄟ^現(xiàn)場總線接入智能通信裝置，上傳信息。3.4充電機系統(tǒng)設計3.4.1交流充電樁交流充電樁用于對具有車載充電機的電動乘用車輛的提供交流充電電源，一般系統(tǒng)簡單，占地面積小，安裝方便，可安裝于電動汽車充電站、公共停車場、住宅小區(qū)停車場、大型商場停車場等室內(nèi)或室外場所，操作使用簡便，是重要的電動汽車充電設施。交流充電樁應具備以下功能：交流充電樁一般提供AC220V，5kW/10KW的交流供電能力具備短路、過流、漏電、過壓、欠壓保護功能；交流充電樁上設置指示燈或觸摸屏，顯示運行狀態(tài)；設置急停開關、操作按鍵等必須的操作接口；配置多功能交流電度表，進行交流充電計量；可配置多種付費方式，并可設置打印機，提供票據(jù)打印功能。3.4.2直流充電機直流充電機采用整流設備為電動乘用車輛的蓄電池充電，包含功率單元、控制單元、電氣接口和通訊接口，一般由整流柜、直流充電樁、連接電纜和充電連接器等組成。直流充電機一般功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬，可滿足不同類型電動乘用車輛蓄電池的充電需求。直流充電機可分為大中小三種基本類型：大型充電機單臺最大功率200kW，輸出電壓范圍DC300～500V，最大輸出電流400A，占用兩個800×800×2260mm的標準機柜空間；中型充電機單臺最大功率100kW，輸出電壓范圍DC300～500V，最大輸出電流200A，占用一個800×800×2260mm的標準機柜空間；小型充電機由高頻開關電源模塊并機組成，單臺電源模塊最大輸出功率8.75kW，輸出電壓范圍DC150～350V，最大輸出電流25A，兩臺占用一個800×800×2260mm的標準機柜空間。設計選用時，根據(jù)充電機的輸出參數(shù)要求，同型號充電機可以多個并聯(lián)工作，提高輸出功率。3.5充電站監(jiān)控系統(tǒng)設計充電站監(jiān)控系統(tǒng)作為充電站自動化系統(tǒng)的核心，主要包括充電站監(jiān)控后臺、充電機控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)監(jiān)控、計量計費系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及通信管理機等。3.5.1充電站監(jiān)控后臺充電站監(jiān)控后臺通常由一臺服務器與兩臺工作站組成，也可根據(jù)需要增加監(jiān)控工作站與服務器數(shù)量，系統(tǒng)內(nèi)這些計算機通過以太網(wǎng)絡互聯(lián)。充電站監(jiān)控后臺主要完成充電機及配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲，監(jiān)控充電機及配電系統(tǒng)的運行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供針對充電站系統(tǒng)的諸如智能負荷調(diào)控等高級應用功能，為充電站安全、可靠、經(jīng)濟運行提供保障手段。3.5.2配電系統(tǒng)監(jiān)控配電系統(tǒng)監(jiān)控分為保護和測控兩個部分，負責針對充電站配電系統(tǒng)的監(jiān)控及保護功能的實現(xiàn)，通過通信管理機與充電站后臺系統(tǒng)實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。10kV進線變配置微機保護測控一體化裝置，具備進線變的保護、測量和進線變開關的遙控功能；配置一面監(jiān)控屏，安裝通訊管理裝置和公用測控裝置；公用測控裝置完成充電站配電系統(tǒng)的測控任務，主要負責采集0.4kV母線電壓、出線開關的位置信號和負荷電流，并具備低壓進線開關和聯(lián)絡開關的遙控功能；為了提高配電系統(tǒng)的自動化程度，實現(xiàn)配電站無人或少人值班，可在0.4kV側配置分段備自投裝置。3.5.3安防（視頻）監(jiān)控系統(tǒng)安防系統(tǒng)完成充電站的視頻監(jiān)控以及消防、門禁和周界安全的監(jiān)控，通過通信管理機獲取配電系統(tǒng)監(jiān)控及充電機的相關告警信息，用以完成視頻聯(lián)動監(jiān)控。一般由攝像機、紅外報警器、煙感報警器、門禁系統(tǒng)、輔助燈光、聲光報警器、連接電纜、監(jiān)控屏柜、嵌入式硬盤錄像機、液晶顯示器、報警主機、綜合電源、網(wǎng)絡交換機、監(jiān)控終端等設備組成。3.5.4計量計費系統(tǒng)計量計費系統(tǒng)主要由計量部分和計費部分組成，計量部分由關口電表、直流電表、交流電表(含三相表與單相表)以及充電站計量管理機組成；計費部分主要由計費工作站與服務器組成。充電站內(nèi)由用電采集終端負責采集各個關口電表、直流電表、交流電表的實時電量信息，通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與計費工作站通訊，將整個充電站的總電量、各充電機的每次充電電量傳送到后臺進行處理，并把電量和計費信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務器中；通過充電站計量管理機完成與用電信息采集系統(tǒng)或上級監(jiān)控中心的通信，確保上級系統(tǒng)能夠實時獲取充電站內(nèi)的電量信息。3.6標識系統(tǒng)設計國家電網(wǎng)公司充電站標識系統(tǒng)采用國網(wǎng)綠為顏色基調(diào)，應用醒目簡潔的設計突出環(huán)保性、宣傳性、未來性的設計理念。根據(jù)設置標識的目的，以及標識所依附的建筑物或構筑物的特點，標識系統(tǒng)的設計分為遠、中、近三個層次。其中，遠距離標識包括建筑、主棚架等大體量的建筑物；中距離標識包括中小型主棚架、中小型標識柱、LED顯示屏等；近距離標識系統(tǒng)包括燈箱牌、小型標識柱、圍欄廣告等。下圖是大型充電站的標識設計實例：圖3.1充電站效果圖3.7其它相關專業(yè)設計3.7.1命名方式充電站命名規(guī)則為：“地名”加“站名”加“充電站類型”。“充電站類型”分為：充電站、充放電站，其中：充放電站可以包括更換電池功能。例如：唐山市南湖充電站或者唐山市南湖電動汽車充電站。充電機命名規(guī)則為：“充電站名稱”加“編號”加“充電機”。例如：唐山市南湖充電站1號充電機。交流充電樁命名規(guī)則為：“地名”加“停車場名”加“編號”加“交流充電樁”?；颉俺潆娬久Q”加“編號”加“交流充電樁”。例如：唐山市南湖營業(yè)所停車場1號交流充電樁；唐山市南湖充電站1號交流充電樁。3.7.2總平面設計充電工作區(qū)布置在遵