劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

一、電動汽車充電站配電設計

1、高壓接入點、高低壓進出線方式

目前電動汽車充電站以建設于城區(qū)的為較多，這類電動汽車充電站高壓理所當然從高壓分接箱接入， 進線采用電纜以電纜溝、排管、直埋方式敷設。但位于高速公路服務區(qū)、景區(qū)停車場的電動汽車充電站，則根據(jù)現(xiàn)場實際，大都從附近10kV公用架空線路T接，采用架空線路、電纜線路混合方式接入。而低壓出線，目前無例外地采用電纜，沿場內(nèi)預留電纜溝、排管敷設， 至整流箱變或充電樁。

2、配電設施布置方式和地點

配電設施一般采用配電室、預裝箱式、臺架式等布置方式，但目前無論是電網(wǎng)公司公用電動汽車充電站項目，還是社會電動汽車充電站項目，都是采用預裝箱式。因為目前電動汽車充電站建設都是在現(xiàn)有場地內(nèi)進行的改造，都希望新增的高低壓電力線路、配電設施、整流箱變及充電樁盡量不影響場地使用，所以占地少、布置靈活的預裝箱式成為首先選擇。

預裝箱式布置，布置地點需要充分考慮高壓進線方向、場地使用、負荷平臺、兩端出線合理等因素，花壇、坎地、角落，只要滿足相關距離要求，都可布置。

3、高、低壓計量方式和充電樁計費方式

電動汽車充電站根據(jù)不同產(chǎn)權和用途，其電價不同，其高壓計量方式和充電樁計費方式也不同，一般有以下幾種。

（1）屬電網(wǎng)公司的公用充電站。一般在變壓器低壓側安裝考核計量裝置，而在各充電樁安裝計費裝置， 且按商業(yè)電價計取電費。

（2）屬投資人獨立產(chǎn)權、僅供其內(nèi)部使用的充 電站。顯然，此類充電站只需按變壓器容量安裝高壓（ 低壓）計量裝置，其電價則根據(jù)充電站用途確定，如公交車輛則為生活電價，營運車輛則為商業(yè)電價。各充電樁則可不安裝計費裝置，或安裝內(nèi)部考核計量裝置。

（3）屬投資人獨立產(chǎn)權、供社會車輛使用的充 電站。此類充電站需按變壓器容量安裝高壓（低壓）計量裝置，其電價為商業(yè)電價。各充電樁安裝計量裝置， 其電價為經(jīng)地方物價局核準的定價。

4、充電機布置方式及交流配合

充電機分為集中方式和分散方式，其交流配合方式不同。

（1）集中方式指接入大功率交流電源，集中進行整流濾波（整流箱變），然后以直流方式（10 路左右）輸出至各充電樁。此種方式要求新增的配電設施要有與之配套的大功率出線斷路器，出線較少。

（2）分散方式指充電機就在充電樁內(nèi)，接入交流 電源后分散進行整流濾波，以直流方式直接輸出。此種方式要求新增的配電設施要有與充電機數(shù)目相配套的交流出線斷路器，出線較多。

二、電動汽車充電站配電設計的特殊問題

1、整流設備產(chǎn)生的諧波問題

電動汽車充電站的充電機在整流過程中，不可避免會產(chǎn)生諧波，勢必影響電力系統(tǒng)安穩(wěn)、穩(wěn)定運行，需要予以解決。

當傳統(tǒng)電容補償柜無法滿足現(xiàn)場使用要求時，需要配置專門的無功補償與濾波設備滿足功率因數(shù)及電能檢測質(zhì)量相關指標的要求。適用于高諧波條件下的無功補償與諧波治理設備以無源型靜止式補償及濾波設備和有源型濾波補償設備為代表，應按現(xiàn)場實際情況進行設計選型。

2、面向終端用戶的智能支付問題

公用、面向終端用戶的社會電動汽車充電站，都需要解決充電費用的智能支付問題。在終端充電機側， 應具備銀行卡、支付寶、微信支付等“掃一掃”啟動充電機功能，以及充電結束后的自動扣款功能。

顯然，此類充電站須具備有線或無線網(wǎng)絡通信、終端智能支付接入、充電機自動控制等硬件條件。

3、電纜敷設路徑與方式配合問題

由于充電樁的分散性，充電站建設時會敷設大量電纜，然而充電站場地內(nèi)必然會不斷有車輛進出，因而需要考慮電纜敷設方式問題，以避免車輛碾壓對電纜造成影響。當電纜穿過停車場時，需要采用電纜溝敷設，不可采用排管和直埋敷設方式，避免車輛碾壓損壞場地時損傷電纜；當電纜圍繞場地邊沿敷設時，可選擇任意敷設方式。

三、電動汽車充電站配電設計的發(fā)展

1、充電站供電容量的預留

僅從目前來看，政策允許住宅小區(qū)內(nèi)安裝個人充電樁，且多數(shù)廠家提供免費充電樁及安裝，但事實上在小區(qū)物業(yè)管理上仍存在阻力，很重要的原因是沒有多余的供電容量用來充電。因為目前成熟的住宅小區(qū)規(guī)劃時根本沒有考慮電動汽車充電負荷。

所以，新建住宅小區(qū)，建議按小區(qū)車位數(shù)的一定比例、單個充電樁負荷，預留今后小區(qū)電動汽車充電站的供電容量，至少應預留高壓接入點，等條件成熟再建設小區(qū)電動汽車充電站。

2、低谷電的合理利用

從目前汽車的使用規(guī)律看，大多數(shù)電動汽車充電*可控制在電網(wǎng)低谷時段。如此，便可充分利用目前住宅小區(qū)現(xiàn)有配電設施而無需另外大量投資，同時改善電網(wǎng)運行工況，車主也可節(jié)省充電費用。

3、配電設施布置的較優(yōu)方式

前述已說明，目前電動汽車充電站配電設施都采用了預裝箱式。事實上，以專業(yè)的角度來看，較優(yōu)方式應該是配電室方式，因為從電動汽車發(fā)展前景來看，其數(shù)量必然是越來越大，而且充電站也必定是一個長久建筑。故而在今后充電站規(guī)劃建設時，都應從長遠看， 在規(guī)劃、土地等方面，按配電室進行預留。

四、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統(tǒng)架構

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預jing；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術和秘鑰分發(fā)技術，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數(shù)據(jù)服務：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進行調(diào)度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。

2.3實時監(jiān)控

l 充電站監(jiān)控

充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

l 充電槍監(jiān)控

充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數(shù)、累計充電時長等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4微信小程序

l 搜索與使用

微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l 授權登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示：

l 主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。

l 充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

 l 個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

若客戶自己租用阿里云服務器，服務器配置根據(jù)充電槍點數(shù)的不同，分別如下：

3.2現(xiàn)場硬件配置清單：

參考文獻

[1] 何濤.電動汽車充電站配電設計實踐

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

作者簡介：劉細鳳，女，現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司