1.概述

隨著新能源汽車保有量上升，新能源汽車充換電設施需求量同步增加。由于我國土地、電力資源相對緊張，隨著車輛保有量繼續(xù)增加，換電模式有望成為對充電模式的良好補充，具備廣闊的中長期發(fā)展前景。蔚來是換電領域的先行者，已經(jīng)在全國建成3000多家換電站，如今動力電池供應商寧德時代也殺入換電領域，寧德時代在換電站方面的規(guī)劃目標是要達到1萬座。短期來看，2027年的目標是3000座。相信隨著各類技術和標準的日益成熟，進入換電領域的企業(yè)也會越來越多。

2.充換電站的供配電系統(tǒng)及智能化

充換電站變配電系統(tǒng)通常采用箱式變電站，由高壓室、變壓器室和低壓室三個獨立小室組成，用電容量一般在630kVA~1250kVA之間，根據(jù)充換電站的規(guī)模而定，如圖2-1所示。

圖2-1 充換電站箱變典型一次圖

圖2-2 充換電站箱式變電站

客戶對充換電站箱變智能化做了標準化要求，對箱式變電站電氣參數(shù)、接點溫度、變壓器室和高低壓室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測要求見表2-1。

表2-1 箱式變電站數(shù)字化監(jiān)測要求

3.充換電站數(shù)字化監(jiān)控和運維解決方案

3.1.設備配置及組網(wǎng)方案

根據(jù)需求現(xiàn)場箱式變電站配置安科瑞微機保護裝置、諧波檢測裝置、多功能儀表、無線測溫傳感器、無功補償控制器和智能電容補償裝置等，通過RS485總線接入設置在智慧測控柜內(nèi)的智能網(wǎng)關ANet-2E4SM，然后通過4G上傳至蔚來充換電站運維管理平臺，設備配置圖見圖3.1-1，現(xiàn)場設備組網(wǎng)結構圖建圖3.1-2。

圖3.1-1 充換電站箱式變電站智能裝置配置

圖3.1-2 現(xiàn)場設備組網(wǎng)結構圖

3.2.設備選型表

3.3.智能網(wǎng)關及平臺

由于建設了充換電站運維管理平臺，本項目箱變數(shù)據(jù)通過ANet-2E4SM智能網(wǎng)關采集后，按照蔚來運管平臺要求的數(shù)據(jù)格式上傳平臺。智能網(wǎng)關采用嵌入式系統(tǒng)，具備本地數(shù)據(jù)采集、邏輯判斷、協(xié)議轉換、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、協(xié)議定制等功能，可以無縫對接上級平臺。

安科瑞Acrelcloud-1000電力運維平臺也可以滿足箱變運維管理功能，平臺可同時接入數(shù)以千計的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所電氣參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率、開關狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務到人員手機上，并通過北斗定位跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán)，提高運維效率，及時發(fā)現(xiàn)缺陷并做消缺處理。

圖3.3-1 AcrelCloud-1000電力運維平臺界面

3.3.1.電力監(jiān)測

運維平臺通過4G網(wǎng)絡采集箱變配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率電能和開關狀態(tài)等數(shù)據(jù)，掌握箱變實時和歷史數(shù)據(jù)。

3.3.2.電能統(tǒng)計

基于尖峰平谷分時電度統(tǒng)計不同時段的電能消耗和用電成本，并形成日報、月報、年報表，通過同比環(huán)比分析比較，便于用戶計算運營成本。

3.3.3.異常報警

箱變電流、電壓、功率、開關狀態(tài)、變壓器負荷率和繞組溫度、電氣接點溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁信息，發(fā)生異常情況會及時通過APP和短信向運維人員發(fā)出報警信息。

3.3.4.運維管理

可幫助用戶制定巡檢計劃，記錄巡檢發(fā)現(xiàn)的缺陷，并派發(fā)消缺工單，查看巡檢軌跡定位和消缺搶修進度，反饋任務進度等，閉環(huán)運維管理流程。

3.3.5.用戶報告

運維平臺自動生成用戶用電及運行診斷報告，對配電系統(tǒng)運行情況提供周期性診斷報告，總結配電系統(tǒng)存在的問題，提出改進建議。

另外平臺還具備環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、電能質(zhì)量分析、需量分析、設備臺賬等管理功能，幫助用戶管理地理分散、數(shù)量眾多的箱變，提高供電可靠性和設備使用壽命，降低運維成本和用電成本。