城(cheng)鎮(zhen)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造中(zhong)電動汽(qi)車(che)充電樁應用(yong)探(tan)討

　　楊雲
 

　　安(an)科瑞(rui)電氣(qi)股(gu)份有限(xian)公司 上(shang)海(hai)嘉(jia)定(ding) 201801
 

　　摘要(yao)：《2020 年(nian)政府(fu)工(gong)作報(bao)告》指出：加強(qiang)新(xin)型基礎設(she)施建(jian)設(she)，發(fa)展(zhan)新(xin)壹(yi)代信息網(wang)絡(luo)，拓(tuo)展(zhan) 5G 應用(yong)，建(jian)設(she)數(shu)據(ju)中心，增加充電樁、換(huan)電站(zhan)等設(she)施，推廣新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)，激(ji)發(fa)新消費(fei)需(xu)求、助力產業升(sheng)級。充電樁作(zuo)為(wei)新(xin)能(neng)源汽(qi)車(che)產業發展(zhan)與推(tui)廣(guang)的配(pei)套(tao)設(she)施，將迎(ying)來高速發(fa)展機遇。《實(shi)施城(cheng)市(shi)更(geng)新行(xing)動》明(ming)確(que)：加強(qiang)城(cheng)鎮(zhen)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造，是(shi)重大(da)的民(min)生(sheng)工程和發展(zhan)工程。目(mu)前(qian)在(zai)多重政策推動下，各(ge)地紛(fen)紛制(zhi)定(ding)了技術(shu)導則(ze)，老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造分(fen)為“基礎類”“完善(shan)類”“提升(sheng)類”。國(guo)家(jia)啟動“新(xin)基建(jian)”，國(guo)家(jia)“關於進壹(yi)步(bu)提升(sheng)電動汽(qi)車(che)充電基礎設(she)施服 務保(bao)障(zhang)能力的實(shi)施意見”(發改(gai)能(neng)源(yuan)規〔2022〕53 號) 發(fa)布(bu)，都將會加大(da)老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)充電樁的建(jian)設(she)步(bu)伐(fa)，積(ji)極(ji)滿(man) 足老舊(jiu)小(xiao)區(qu)居(ju)民關於電動汽(qi)車(che)充電的迫切(qie)需(xu)求。
 

　　關鍵字： 充電樁  變壓器(qi)  安(an)全
 

　　1 趨(qu)勢(shi)分(fen)析
 

　　根據(ju) GB / T 51313 - 2018 《電動汽(qi)車(che)分(fen)散充電設(she)施工程技術(shu)標(biao)準》(以(yi)下簡稱(cheng) 《汽(qi)車(che)充電標(biao)準》)第3.0.2條第1款(kuan)：“新(xin)建(jian)住(zhu)宅(zhai)配建(jian)停(ting)車位應100 %建(jian)設(she)充電設(she)施或(huo)預(yu)留建(jian)設(she)安(an)裝條件(jian)”不(bu)適用(yong)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)的改(gai)造。由(you)於老舊(jiu)小(xiao)區(qu)壹(yi)般(ban)建(jian)於2000年(nian)年(nian)底(di)以前(qian)，不(bu)同於棚改(gai)的“推(tui)倒(dao)重(zhong)建(jian)”，而是(shi)在既(ji)有基礎上(shang)“提檔(dang)升(sheng)級”，只(zhi)能(neng)依(yi)據(ju)第3.0.2條第3款(kuan)：“既(ji)有停(ting)車位配建(jian)分(fen)散充電設(she)施，宜結(jie)合電動汽(qi)車(che)的充電需(xu)求和配電網(wang)現(xian)狀(zhuang)合理(li)規(gui)劃(hua)、分(fen)步(bu)實(shi)施”。老舊(jiu)小(xiao)區(qu)因(yin)前(qian)期用(yong)電規 劃(hua)中(zhong)未涉及(ji)電動汽(qi)車(che)充電設(she)施，當時(shi)設(she)計(ji)的變壓器(qi)容(rong)量也(ye)因電力發(fa)展(zhan)負(fu)荷(he)容(rong)量逐(zhu)步(bu)增(zeng)大(da)而接(jie)近飽(bao)和，導致(zhi)後(hou)期加裝(zhuang)充電樁變得(de)非常困難。本(ben)文(wen)不討論(lun)充電設(she)施安(an)裝地點(dian)選擇(ze)困難、增(zeng)容(rong)影響小(xiao)區(qu)電網(wang)正(zheng)常(chang)運轉(zhuan)等難點(dian)問題(ti)，僅(jin)討(tao)論(lun)老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)如(ru)何(he)在不增容(rong)的前(qian)提下盡可(ke)能(neng)多(duo)地增(zeng)設(she)充電樁應用(yong)，以滿(man)足居(ju)民的強(qiang)烈需(xu)求。筆者調研(yan)了(le)所(suo)在城(cheng)市(shi) 2 個上(shang)世(shi)紀90 年(nian)代的典(dian)型老舊(jiu)小(xiao)區(qu)，壹(yi)個是(shi)某(mou)醫院家屬(shu)院(簡稱(cheng) A 小(xiao)區(qu))，壹(yi)個是(shi)多層住(zhu)宅(zhai)小(xiao)區(qu)(簡(jian)稱(cheng) B 小(xiao)區(qu))。A 小(xiao)區(qu)變壓器(qi)除承(cheng)擔住(zhu)宅(zhai)用(yong)電外(wai)還(hai)承(cheng)擔壹(yi)部分(fen)醫院附屬用(yong)房(fang)用(yong)電，包括燃氣(qi)鍋(guo)爐(lu)房(fang)、食(shi)堂、後(hou)勤辦公(gong)，鍋(guo)爐房(fang)負(fu)荷(he)容(rong)量 60 kW 僅(jin)在(zai)冬(dong)季投入(ru)；B 小(xiao)區(qu)變壓器(qi)承(cheng)擔住(zhu)宅(zhai)用(yong)電和臨街商(shang)鋪(pu)用(yong)電，變壓器(qi)負載率(lv)調研(yan)數(shu)據(ju)如(ru)表 1 所(suo)示(shi)。由(you)表 1 可(ke)看(kan)出 A 小(xiao)區(qu)變壓器(qi)尚(shang)有壹(yi)部分(fen)冗余(yu)，B 小(xiao)區(qu)變壓器(qi)容(rong)量接近飽(bao)和，沒有擴容(rong)可(ke)能(neng)，但谷(gu)峰差異比較懸(xuan)殊(shu)。經(jing)調研(yan)，居(ju)民對(dui)充電樁有需(xu)求，而物(wu)業部門由(you)於電力負(fu)荷(he)不(bu)夠(gou)、車位較少(shao)、如(ru)何(he)收費、充電樁如(ru)何(he)選擇、充電安(an)全等問題(ti)制(zhi)約表示(shi)很無(wu)奈。經(jing)筆者溝通，物(wu)業部門表示(shi)只(zhi)要(yao)在不(bu)增(zeng)容(rong)的前(qian)提下，也(ye)願(yuan)意想辦法改(gai)造增(zeng)設(she)充電樁，畢竟這是(shi)大勢(shi)所(suo)趨(qu)，也(ye)是(shi)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造中(zhong)“提升(sheng)類”的要(yao)求。
 

　　表 1 老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)變壓器(qi)負載率(lv)
 

2 老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造中(zhong)充電樁的選(xuan)擇(ze)應用(yong)
 

　　電動汽(qi)車(che)充電樁分(fen)為交(jiao)流和直(zhi)流兩類，如(ru)表 2 所(suo)示(shi)。鑒(jian)於充電樁有“交(jiao)流慢速充電”和“直(zhi)流快速充 電”的特點，結(jie)合老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)居(ju)民出行規律允(yun)許(xu)有較長(chang)的持(chi)續(xu)充電時(shi)間，尤其是(shi)有峰(feng)谷(gu)電價調節(jie)地區(qu)的居(ju)民用(yong)戶對(dui)電價的敏感(gan)度(du)更(geng)強(qiang)，適合選(xuan)擇(ze)“交(jiao)流慢充” 方(fang)式。交流充電樁接(jie)入(ru)220 V電源就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)，並(bing)且交流單相充電樁充電功(gong)率(lv)是(shi) 7 kW，電流小(xiao)於32A；而直(zhi)流充電樁的充電功(gong)率(lv)壹般(ban)都在(zai) 30 kW 以(yi)上(shang)，單槍的輸(shu)入(ru)電流較大(da)，這對(dui)變壓器(qi)容(rong)量和供電線(xian)路(lu)都(dou)是(shi)壹個巨(ju)大的考(kao)驗，壹(yi)般(ban)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)甚至壹(yi)臺都安(an)裝不(bu)了。從(cong)安(an)裝角(jiao)度考(kao)慮(lv)，直(zhi)流充電樁安(an)裝成(cheng)本比較高，線(xian)路(lu)敷(fu)設(she)甚至比設(she)備成(cheng)本(ben)還(hai)要(yao)高。因此(ci)，交流單相 7kW慢充充電樁適合老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)的改(gai)造。電動汽(qi)車(che)充電具有間歇(xie)性和不規(gui)律性(xing)，集(ji)中(zhong)充電易導致(zhi)電網(wang)常(chang)規(gui)用(yong)電高峰重(zhong)疊，會影響小(xiao)區(qu)電網(wang)正(zheng)常(chang)運行(xing)，只有實(shi)行分(fen)布(bu)錯峰(feng)充電，才(cai)能避免充電負荷(he)與(yu)生(sheng)活用(yong)電負荷(he)高峰時(shi)段(duan)重疊。這樣的話(hua)，在(zai)現(xian)有小(xiao)區(qu)變壓器(qi)不增容(rong)的情(qing)況(kuang)下，通過(guo)制(zhi)定(ding)電動汽(qi)車(che)有序(xu)充電用(yong)電策略，合理(li)控(kong)制(zhi)輸(shu)出功(gong)率(lv)，就(jiu)能滿(man)足車輛(liang)的充電需(xu)求。
 

　　表 2 電動汽(qi)車(che)充電樁分(fen)類
 

3 分(fen)時(shi)共(gong)享有序(xu)充電系統(tong)的解決方(fang)案(an)
 

圖 1 系統(tong)圖(tu)
 

　　針(zhen)對(dui)老(lao)舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造中(zhong)充電樁應用(yong)難題(ti)，電動汽(qi)車(che)充電樁分(fen)時(shi)共(gong)享、有序(xu)充電管(guan)理(li)系(xi)統(tong)可(ke)以(yi)滿(man)足老舊(jiu)小(xiao)區(qu)的改(gai)造需(xu)求。系統(tong)通(tong)過(guo)監(jian)測配(pei)電變壓器(qi)功(gong)率(lv)限值、實(shi)時(shi)負(fu)荷(he)及(ji)上(shang)級系(xi)統(tong)的控(kong)制(zhi)指令(ling)等情(qing)況(kuang)，動態控(kong)制(zhi)充電樁的上(shang)線(xian)數(shu)量、充電輸出等，從(cong)而實(shi)現(xian)小(xiao)區(qu)電網(wang)“車(che) - 樁(zhuang) - 網(wang)”協(xie)調調度(du)，如(ru)圖(tu) 1 所(suo)示(shi)。配(pei)電監(jian)控(kong)管(guan)理(li)裝(zhuang)置通(tong)過(guo)通(tong)信單元與(yu)網(wang)絡(luo)運營(ying)管(guan)理(li)平(ping)臺之間實現(xian)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)信(xin)，測(ce)量配電變壓器(qi)的容(rong)量，實時(shi)上(shang)傳(chuan)配電網(wang)中(zhong)電壓、電流、功(gong)率(lv)、負載(zai)冗(rong)余量等參數(shu)，運營(ying)管(guan)理(li)雲(yun)平(ping)臺根據(ju)電網(wang)參(can)數(shu)信(xin)息對(dui)充電樁的接(jie)入(ru)、退出、充電、輔源(yuan)輸(shu)出等運行(xing)狀態進(jin)行(xing)控(kong)制(zhi)操(cao)作；網(wang)絡(luo)運營(ying)管(guan)理(li)平(ping)臺通過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)信(xin)方(fang)式分(fen)別(bie)與交(jiao)流充電樁的主(zhu)控(kong)單元和直(zhi)流充電樁的主(zhu)控(kong)單元連(lian)接(jie)；交(jiao)流充電樁和直(zhi)流充電樁均(jun)通(tong)過(guo)充電樁主(zhu)控(kong)單元、保(bao)護(hu)及(ji)監(jian)測單元、刷(shua)卡單元、計(ji)量單元、費(fei)用(yong)結(jie)算單元、人(ren)機(ji)交(jiao)互單元、輸(shu)出單元、輔助(zhu)電源切(qie)換(huan)單元來(lai)實(shi)現(xian)交(jiao)流充電樁和直(zhi)流充電樁的控(kong)制(zhi)引(yin)導、安(an)全保護(hu)及(ji)監(jian)測、人(ren)機交互、計(ji)量及(ji)費用(yong)核算、充電記錄及(ji)故障(zhang)信息存(cun)儲；網(wang)絡(luo)運營(ying)管(guan)理(li)平(ping)臺與手(shou)機 APP 客(ke)戶端(duan)相互通信。實時(shi)監(jian)測變壓器(qi)負荷，當負荷超(chao)過(guo)50%時(shi)，系(xi)統(tong)會限制(zhi)新(xin)增(zeng)開始(shi)充電的充電樁的功(gong)率(lv)，降為(wei)50%，當變壓器(qi)負荷超(chao)過(guo)80%時(shi)，系(xi)統(tong)將不(bu)允(yun)許新(xin)增充電樁開始(shi)充電，直(zhi)到(dao)負荷下降為(wei)止(zhi)，大(da)幅度(du)提升(sheng)了(le)配(pei)電網(wang)管(guan)理(li)充電樁的能(neng)力(li)，在不進行(xing)小(xiao)區(qu)配(pei)網(wang)升(sheng)級改(gai)造的情(qing)況(kuang)下，使(shi)得(de)充電樁的安(an)裝量增加，同時(shi)實(shi)現(xian)電網(wang)削(xue)峰填(tian)谷(gu)的目(mu)標(biao)。
 

　　ASCP200-40B防火(huo)限(xian)流式保護器(qi)是(shi)安(an)科瑞(rui)專(zhuan)門為(wei)了(le)保護(hu)低(di)壓(ya)配電線(xian)路(lu)中(zhong)短路(lu)、過(guo)載(zai)、超(chao)溫(wen)、漏電和過(guo)/欠(qian)壓等問題(ti)研發(fa)，可(ke)以(yi)有效(xiao)克(ke)服(fu)傳(chuan)統(tong)斷(duan)路(lu)器(qi)、空氣(qi)開關和監(jian)控(kong)設(she)備存(cun)在(zai)的短(duan)路(lu)電流大、切(qie)斷(duan)短(duan)路(lu)電流時(shi)間長、短路(lu)時(shi)產(chan)生(sheng)的電弧火(huo)花(hua)大，以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)壽命短等弊端(duan)，當發生短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)時(shi)，能(neng)以(yi)微(wei)秒(miao)級速(su)度(du)快速限(xian)制(zhi)短(duan)路(lu)電流以實現(xian)滅弧保護(hu)，從(cong)而能(neng)顯(xian)著減(jian)少(shao)電氣(qi)火(huo)災(zai)事(shi)故(gu)，保(bao)障(zhang)使(shi)用(yong)場所(suo)人員(yuan)和財產的安(an)全。
 

　　4 結(jie)語(yu)
 

　　城(cheng)鎮(zhen)老舊(jiu)小(xiao)區(qu)改(gai)造中(zhong)增(zeng)設(she)充電設(she)施是(shi)帶動電動汽(qi)車(che)消費(fei)，低(di)碳(tan)生活、推(tui)進(jin)綠(lv)色發(fa)展的重(zhong)要(yao)舉措(cuo)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)應根據(ju)小(xiao)區(qu)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)設(she)計(ji)安(an)全的充電設(she)施，盡可(ke)能(neng)在(zai)不(bu)進行小(xiao)區(qu)配(pei)網(wang)升(sheng)級改(gai)造的情(qing)況(kuang)下進行(xing)部(bu)署(shu)。並(bing)通(tong)過(guo)智(zhi)能物聯(lian)、分(fen)時(shi)共(gong)享、有序(xu)充電等新技術(shu)實(shi)現(xian)電動汽(qi)車(che)參與電力運行(xing)削(xue)峰填(tian)谷(gu)，提高電網(wang)效(xiao)率(lv)，推動充電樁在(zai)智(zhi)慧(hui)交(jiao)通、智慧(hui)城(cheng)市(shi)建(jian)設(she)中(zhong)發(fa)揮重要(yao)作用(yong)。