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安科瑞 陳聰
摘要:隨著我國新能源汽車市場的高速發(fā)展,人們的充電需求日益增加,構(gòu)建高質(zhì)量基礎(chǔ)充電設(shè)施體系,可以有效滿足新能源汽車應(yīng)用的需求。同時,在城市發(fā)展中新能源公交車的數(shù)量呈現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢,而為了滿足車輛的充電需求,要綜合城市交通建設(shè)以及規(guī)劃合理配置充電站,切實提高城市公交充電站設(shè)計以及施工的綜合質(zhì)量。對此,文章主要基于城市公交充電站項目特征,探究設(shè)計要點以及施工技術(shù)手段,以供參考。
關(guān)鍵詞:城市;公交充電站設(shè)計;施工技術(shù);新能源
0引言
電動汽車充電站是企業(yè)工業(yè)發(fā)展的重點,有利于推動能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。綜合城市公交充電站設(shè)計以及施工技術(shù)手段,優(yōu)化施工程序,確定施工方案,可以有效提高設(shè)備的綜合利用效率。優(yōu)化工序,提高施工設(shè)備的科學(xué)配置,有利于進程控制,提高施工綜合效率。在車站設(shè)計中要綜合空間結(jié)構(gòu),設(shè)備性能、功能需求等多種因素合理設(shè)計。綜合實際狀況進行優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化流程,可以有效控制成本,提高施工綜合效率。充電站設(shè)備完善,可以有效滿足公交車應(yīng)用的需求,在應(yīng)用中有利于成本控制,減少環(huán)境污染,具有重要的社會效益、經(jīng)濟效益。
1城市公交充電站發(fā)展背景
根據(jù)2024年2月數(shù)據(jù)統(tǒng)計,充電基礎(chǔ)設(shè)施增量共有42.7萬臺,同比上升了整體的12.9%。其中公共充電樁增量為10萬臺,同比上升了39.1%,隨車配建私人充電樁增量為32.7萬臺,同比上升了6.7%。截止2024年2月,我國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量共有902.3萬臺,同比增加了63.7%。
分析一線城市的城區(qū)可以發(fā)現(xiàn),在這些區(qū)域中公共充電樁的覆蓋率已經(jīng)超過了80%,與服務(wù)的半徑加油站的比例是相同的。整體上來說,我國充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模呈現(xiàn)擴大發(fā)展的態(tài)勢,2015年至2022年,從10萬臺增長到了521萬臺,年均增長已經(jīng)高于了70萬臺。其中2021呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。充電基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)合理化發(fā)展的趨勢,公共充電樁比例為33%。整體布局分布優(yōu)化,技術(shù)水平也在日益提高,形成了交流慢充以及直流快充等相關(guān)技術(shù)路線,有效提高了充電的綜合效率,在智能控制以及安全監(jiān)測等技術(shù)領(lǐng)域上也取得了顯著的效果。
在此種背景之下,我國新能源公交車的比例日益增加,為了滿足運營需求,要綜合城市規(guī)劃實際需求,做好城市公交充電站等充電基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計以及優(yōu)化。融合大數(shù)據(jù)、智慧技術(shù)、云計算以及BIM等技術(shù)手段,進行科學(xué)化設(shè)計,充分提高設(shè)計的質(zhì)量,這樣方可滿足城市公交充電站的應(yīng)用需求。
2城市公交充電站設(shè)計
城市公交充電站設(shè)計,要綜合新能源公交車應(yīng)用路線、數(shù)量比例以及具體需求等因素,合理設(shè)置,保障匹配實際需求。城市公交充電站施工重點包括土體結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)以及電纜敷設(shè)等相關(guān)內(nèi)容。在設(shè)計中為了提高施工質(zhì)量,根據(jù)實際狀況優(yōu)化設(shè)計方案,實現(xiàn)現(xiàn)代化管理技術(shù)進行綜合分析,充分提高施工綜合質(zhì)效。在施工管理中要綜合項目特征、工作技術(shù)要求、設(shè)計圖案、現(xiàn)場施工狀況等多種因素,對其進行科學(xué)設(shè)計。
2.1總平面設(shè)計
基于城市規(guī)劃方案、工藝要求、建設(shè)發(fā)展的規(guī)模等因素,綜合地形、土地利用合理設(shè)計,在設(shè)計中主要包括充電車棚以及相關(guān)輔助設(shè)施。根據(jù)標準以及要求,綜合項目特征以及實際狀況,進行充電工作區(qū)域的設(shè)計。在設(shè)計中要合理控制距離,分析大型車輛的尺寸參數(shù),縮小直流充電樁以及整流柜之間的實際距離,有效控制電流損耗等問題。在設(shè)計中可以通過一字型的方式排列充電樁,在車輛的尾部預(yù)留空間,根據(jù)實際狀況進行空間優(yōu)化,則可以提高資源利用效率,降低對土地資源的占用。同時要根據(jù)實際狀況做好監(jiān)控安裝,便于日常檢查。在充電站的規(guī)劃中,優(yōu)化充電設(shè)備以及行車等各個區(qū)域。在設(shè)計中為了滿足公交車運行的實際需求,要綜合車位、尺寸以及參數(shù),在距離停車位尾部的邊線位置設(shè)置限位器,合理控制距離,有效避免因為操作不當而出現(xiàn)的隱患問題。同時,要合理設(shè)置雨棚,覆蓋充電工作區(qū)域,做好避雷針的設(shè)置,保障整體安全性。
2.1.1豎向布置
在站區(qū)的場地中豎向布置主要應(yīng)用平坡結(jié)構(gòu),根據(jù)實際狀況進行排水處理,將坡度控制到0.5%~1%左右。保障場地的標高不得小于周邊的結(jié)構(gòu),這樣則可以有效避免內(nèi)澇等問題,在設(shè)計中平均標高要符合要求,在充電棚中室內(nèi)外的適宜高差為0.20m。
2.1.2管溝布置
主要應(yīng)用磚砌溝壁結(jié)構(gòu),頂部為混凝土結(jié)構(gòu),蓋板為角鋼包邊的混凝土材質(zhì),充分提高整體美觀性。在室內(nèi)的電纜則要做好防滲漏以及排水處理。
2.1.3道路結(jié)構(gòu)
在充電站的入口位置連接車道以及站外道路口,根據(jù)實際狀況設(shè)置緩沖距離,便于出入。充電站行車道路的寬度要滿足單向通行的基礎(chǔ)要求,單車寬度要不得低于3.5m,而雙車管道則不得高于6.0m。轉(zhuǎn)彎半徑則要綜合小型電動汽車的標準進行設(shè)計,不得小于9.0m,在設(shè)計中保障坡度不得高于6%。
2.2標識功能設(shè)計
標識系統(tǒng)可以提示引導(dǎo),便于操作。在設(shè)計中要綜合不同的距離,進行層次化的設(shè)計。在設(shè)計中要根據(jù)遠距離、中間以及近距離三個層次進行設(shè)計,綜合建筑結(jié)構(gòu)的體量、棚架作為主要的參數(shù),進行遠距離的設(shè)計;在中距離的設(shè)計中則要重點進行LED屏幕的設(shè)計;而在近距離則要設(shè)置燈箱牌等等。通過層次化的設(shè)計,可以滿足視覺遞進的需求,有利于引導(dǎo)。
2.3照明設(shè)計
室外照明要綜合區(qū)域范圍,確定照明的亮度以及范圍,合理設(shè)置。綜合充電站各個場所的參照標準進行分區(qū)設(shè)計,確定各個場所的具體照明亮度。綜合應(yīng)急以及一般照明線路進行優(yōu)化設(shè)計,做好基礎(chǔ)管線的配置,科學(xué)合理設(shè)置防護導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
2.4接地設(shè)計
通過接地裝置的設(shè)置可以有效提高整體的安全性,在設(shè)計中接地電阻不得高于4Ω,其主要功能就是工作接地、防雷以及保護接地。在進行低壓配電柜系統(tǒng)設(shè)計中主要應(yīng)用TN-S的接地方式進行處理,而高低壓開關(guān)柜以及變壓器等相關(guān)設(shè)備要根據(jù)實際狀況對金屬外殼進行接地設(shè)計。
2.5直流充電樁設(shè)計
電動車充電電源主要應(yīng)用戶外一體式電動汽車充電樁,在設(shè)計中要保障整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,提高效率。充分滿足不同電動汽車的充電需求。在硬件設(shè)計中要基于一體式充電設(shè)備以及充電連接設(shè)備,構(gòu)建一體化設(shè)備,每臺設(shè)備要綜合實際狀況配置整流模塊。
在充電樁的設(shè)計中要融合人工智能、AI等技術(shù),采集數(shù)據(jù)信息,識別車輛,電量統(tǒng)計以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計等等,綜合充電狀況,了解實際狀況以及信息。在設(shè)計中要配置充電槍,滿足多臺電動車同時充電的需求,可以有效提高充電的綜合效率。
2.6充電站供配電系統(tǒng)設(shè)計
在系統(tǒng)設(shè)計中為10KV的單路供電,其中單母線接線方式。
2.6.1負荷分析
充電機屬于全站核心負荷類型,設(shè)計監(jiān)控以及等配套的設(shè)備。綜合多種設(shè)備運行功率,變壓器容量參數(shù)為630kva,負載率為0.8。
2.6.2配電設(shè)備
設(shè)置箱式變電站,高壓為10KV單路電源結(jié)構(gòu),單母線方式供電,高壓開關(guān)柜為環(huán)網(wǎng)柜。在設(shè)計中要綜合設(shè)備節(jié)能性能以及應(yīng)用需求綜合分析,降低能源損耗等問題。固定低壓開關(guān)柜為0.4KV的低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu),設(shè)置電容補償柜,優(yōu)化多種設(shè)備。在設(shè)計中應(yīng)用過載長延時以及短路等多種方式進行保護處理,進行綜合防護,提高整體安全性能。
3城市公交充電站施工技術(shù)
根據(jù)城市規(guī)劃以及設(shè)計要求,合理地進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及施工管理。強化施工材料、機械設(shè)備、人員以及土建工程等關(guān)鍵流程的質(zhì)量控制,在系統(tǒng)化、規(guī)范化以及標準化的管理理念之下進行施工作業(yè),方可切實提高城市公交充電站的施工質(zhì)量。在充電站中要根據(jù)實際狀況設(shè)計充電棚,分析安全性、經(jīng)濟性以及美觀性。協(xié)調(diào)周邊環(huán)境,要便于施工以及運營管理。綜合公交車充電時間,充電設(shè)備以及防雨等多種因素,通過鋼結(jié)構(gòu)的雨棚半封閉設(shè)計。在土建施工中要做好現(xiàn)場物料、施工進度以及人員的安排以及動態(tài)管理。做好施工進度控制以及質(zhì)量管理。在施工中通過現(xiàn)代化管理理念進行綜合控制,優(yōu)化模板、底筋鋪設(shè)等不同的工序,充分保障施工綜合質(zhì)量。施工中主要流程如下。
3.1戶*網(wǎng)架
在施工中要根據(jù)要求進行材料檢驗,根據(jù)圖紙進行預(yù)先排桿,在下方則要根據(jù)要求做好鋼枕木的處理,做好表面的清潔處理,及時處理銹蝕、臟污等相關(guān)問題,便于后續(xù)操作。根據(jù)管理要求進行拼裝處理,控制精度,要充分提高拼裝的穩(wěn)定性,增強結(jié)構(gòu)的安全性。在吊裝施工中涉及到環(huán)境、結(jié)構(gòu)以及技術(shù)等諸多的因素,作業(yè)難度相對較大。在施工中為了提高吊裝的精度,根據(jù)要求進行平面位置、標高等參數(shù)的控制,保障符合技術(shù)要求。根據(jù)圖紙規(guī)范要求,基于技術(shù)標準進行構(gòu)件的預(yù)拼裝,根據(jù)吊裝要求進行規(guī)范化處理。在吊裝施工中做好垂直度的檢查,合理控制誤差,提高整體的穩(wěn)固性。
3.2充電區(qū)域
主要應(yīng)用鋼框架以及鋼桁架的組合結(jié)構(gòu)進行施工,在施工中應(yīng)用鋼筋混凝土地下獨立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),在項目中應(yīng)用的鋼構(gòu)件為熱鍍鋅防腐材質(zhì),根據(jù)實際狀況進行現(xiàn)場焊接,做好防腐處理。根據(jù)要求進行標準化處理,合理設(shè)置充電區(qū)域,基于不同環(huán)節(jié)的要求進行規(guī)范施工,做好基礎(chǔ)處理,方可有效提高施工綜合質(zhì)量。
3.3設(shè)備基礎(chǔ)
充電樁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為混凝土基礎(chǔ),箱變基礎(chǔ)則主要應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。露出地面基礎(chǔ)要符合美觀性能,對于露出地面的位置陽角則要進行倒角處理,尺寸為20~30mm,在埋件的四周要做好打磨,焊接錨筋做好技術(shù)以及工藝控制,避免出現(xiàn)焊接變形等問題。
3.4電纜溝施工
通過磚砌溝壁,混凝土壓頂,應(yīng)用鍍鋅角鋼在底部包邊,同時電纜溝的邊緣位置主要材質(zhì)為熱鍍鋅角鋼支撐結(jié)構(gòu),做好結(jié)構(gòu)安全性以及外觀性能的協(xié)調(diào)控制。根據(jù)要求進行土方的開發(fā),對不同施工段的條件進行分析,確定應(yīng)用的電纜溝的材質(zhì),為常見的主要為磚砌以及鋼筋混凝土的電纜溝,在施工中綜合具體的類型,確定施工方式。在施工中保障邊線平直性,做好中線距離、高程的控制,根據(jù)標準要求進行校驗處理。在溝底的施工中要綜合水流等因素,避免出現(xiàn)積水等問題。在施工中應(yīng)用細石混凝土壓頂?shù)姆绞竭M行處理,但是施工中受到長度的影響容易出現(xiàn)裂縫的隱患,對此可以通過布設(shè)φ6mm鋼筋的方式進行處理,綜合實際狀況合理設(shè)置變形縫。做好模板施工,在施工中強化質(zhì)量控制以及管理,保障符合清水混凝土的施工標準要求。
3.5電纜敷設(shè)
在上端引入電纜,做好基礎(chǔ)防護處理,避免因為摩擦等問題而出現(xiàn)的拖拉,影響整體的質(zhì)量。在施工中要根據(jù)要求進行整齊排列,要做好加固處理。垂直敷設(shè)電纜則要做好固定處理,綜合實際狀況采取有效措施提高整體的穩(wěn)固性。合理控制電纜起點以及終點的斷截面,要保障長度適宜,避免資源浪費等問題。應(yīng)用直埋的方式進行電纜敷設(shè),埋的深度要高于800mm,應(yīng)用下墊上蓋的方式進行施工,充分提高整體安全性。
3.6二次接線
線槽安裝以及接線,要綜合電纜的規(guī)格以及具體數(shù)量確定,構(gòu)建完善的配套結(jié)構(gòu)。在施工中嚴格控制長度,綜合實際狀況進行接地處理。在戶內(nèi)端施工中,要在入屏柜之前做處理,應(yīng)用合適的鋼帶結(jié)構(gòu),保障切斷位置牢固性。在纜內(nèi)內(nèi)層的處理中要在入線槽100mm的位置進行處理。根據(jù)要求進行標準化處理,避免因為操作不當而影響電纜的芯線以及尺寸等等。在電纜芯線的拉直處理中合理控制力度,保障整體效果。
3.7安裝調(diào)試
充電站的設(shè)計中融合全生命周期精細化管理理念,可以基于現(xiàn)代化管理手段進行科學(xué)管理,實現(xiàn)對防護、安全以及回路等各個系統(tǒng)的綜合控制。了解變電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)以及信息系統(tǒng),對充電樁的基礎(chǔ)信息、充電站設(shè)計模型等進行基礎(chǔ)調(diào)查,優(yōu)化設(shè)備配置,拓展功能以及基礎(chǔ)性能,通過防護性檢查,通過現(xiàn)場輔助調(diào)試等多種方式進行質(zhì)量控制以及綜合處理。
3.8工程收尾階段
進行工程全生命周期管理理念對施工的各個環(huán)節(jié)進行規(guī)范化管理,強化細節(jié)控制以及質(zhì)量管理,統(tǒng)計施工信息,了解施工項目特征,綜合數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)方案優(yōu)化,對比施工組織預(yù)案以及內(nèi)容,了解差異性、問題,根據(jù)實際狀況進行綜合處理,采取優(yōu)化措施以及手段,整合在施工中產(chǎn)生的各個數(shù)據(jù),做好檔案收集以及歸納,形成數(shù)據(jù)方案,則可以為相關(guān)項目提供參考。
4Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
4.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求,總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應(yīng)用,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設(shè)備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
4.2平臺適用場合
系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
4.3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層,詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下:
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
5.1實時監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電站及總體負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。
圖1系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
5.1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
5.1.2儲能界面
圖3儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(shè)置,包括開關(guān)機、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設(shè)置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS交流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。
圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。
圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。
5.1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
5.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息,主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。
5.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,且通過不同的配置,實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
5.1.6發(fā)電預(yù)測
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預(yù)測界面
5.1.7策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。
具體策略根據(jù)項目實際情況(如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等)進行接口適配和策略調(diào)整,同時支持定制化需求。
圖16策略配置界面
5.1.8運行報表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù),報表中顯示電參量信息應(yīng)包括:各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。
圖17運行報表
5.1.9實時報警
應(yīng)具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位,及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警,應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。
圖18實時告警
5.1.10歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖19歷史事件查詢
5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1)在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;
3)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素;應(yīng)能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);
5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員;系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù),包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
5.1.12遙控功能
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖21遙控功能
5.1.13曲線查詢
應(yīng)可在曲線查詢界面,可以直接查看各電參量曲線,包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖22曲線查詢
5.1.14統(tǒng)計報表
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計報表
5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
5.1.16通信管理
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序,然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
圖25通信管理
5.1.17用戶權(quán)限管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控操作,運行參數(shù)修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
5.1.18故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。
圖27故障錄波
5.1.19事故追憶
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關(guān)位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。
5.2硬件及其配套產(chǎn)品
序號 | 設(shè)備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG | 內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等 | |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | 系統(tǒng)軟件顯示載體 | |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | 為監(jiān)控主機提供后備電源 | |
4 | 打印機 | HP108AA4 | 用以打印操作記錄,參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復(fù)限,系統(tǒng)事故,設(shè)備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式 | |
5 | 音箱 | R19U | 播放報警事件信息 | |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機 | D-LINKDES-1016A16 | 提供 16 口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題 | |
7 | GPS時鐘 | ATS1200GB | 利用 gps 同步衛(wèi)星信號,接收 1pps 和串口時間信息,將本地的時鐘和 gps 衛(wèi)星上面的時間進行同步 | |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | 電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU 協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能 | |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | 可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能??蓭?RS485 通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能 | |
10 | 電能質(zhì)量監(jiān)測 | APView500 | 實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質(zhì)量,記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動源。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接 | |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | 置針對光伏、風(fēng)能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能:實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),可多路上送平臺據(jù): | |
14 | 串口服務(wù)器 | Aport | 功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù),反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān),調(diào)溫,及*全斷電(二次開關(guān)實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳 UPS 內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU 等設(shè)備 | |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | 1)反饋各個設(shè)備狀態(tài),將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防 VO信號,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā) |
6結(jié)束語
在城市公交充電站的設(shè)計以及施工中,要綜合城市規(guī)劃、建設(shè)以及場地的實際狀況進行規(guī)范化處理,協(xié)調(diào)多個領(lǐng)域,根據(jù)實際狀況進行方案優(yōu)化,保障各項工序有序開展,降低設(shè)計以及施工中存在的風(fēng)險以及隱患問題。對此,文章通過分析充電站設(shè)計以及施工要點,確定施工內(nèi)容,優(yōu)化施工計劃,基于現(xiàn)代化管理理念進行規(guī)范化控制,實現(xiàn)流程優(yōu)化,充分保障了施工質(zhì)量。
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【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
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