摘要：為進(jìn)一步提升住宅小區(qū)汽車充電管理的規(guī)范性，要對具體設(shè)計工作予以核查。主要對新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁可行性進(jìn)行研究，并從充電樁平面布置、充電樁電容量測算以及充電樁電氣處理三個方面，對電動汽車配電系統(tǒng)、充電樁配電設(shè)計展開討論。
關(guān)鍵詞：新建住宅小區(qū)；電動汽車；充電樁；配電設(shè)計；可行性
引言
近幾年，電動汽車成為了新能源體系下重要的交通工具。相較于傳統(tǒng)的油動力汽車，無論是環(huán)境管理還是噪音處理方面，新能源電動汽車都具有一定的優(yōu)勢。這就需要市政工程體系順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，在新建住宅小區(qū)進(jìn)行電動汽車充電樁設(shè)置，并且結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行配電設(shè)計，從根本上提高充電樁配電設(shè)計的時效性
一、新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁可行性分析
伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新建住宅小區(qū)數(shù)量不斷增多，有效順應(yīng)國家能源管理要求設(shè)置汽車充電樁是必然的選擇，這就需要相關(guān)設(shè)計部門對配電布局予以綜合考量，各方面建立健全統(tǒng)籌性較好的管理控制機(jī)制，從根本上提高設(shè)計的時效性。近幾年，根據(jù)國家和中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟聯(lián)合編制的《中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展年度報告》，目前已有30多個省市出臺了充電設(shè)施建設(shè)補(bǔ)貼政策。其中，福建省內(nèi)開展了大范圍住宅小區(qū)電動汽車充電樁設(shè)置工作。充電樁的建成將有效滿足小區(qū)內(nèi)電動汽車的用電需求，大大減少汽車尾氣的排放，給社會帶來環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，做到節(jié)能替代并舉、效益環(huán)境雙贏。例如，長樂一個住宅小區(qū)的電動汽車充電樁工程，項目一共建設(shè)充電樁15臺，包括3臺30kW直流充電樁，1機(jī)1充；12臺7kW交流充電樁，1機(jī)1充，可同時為15輛電動汽車進(jìn)行充電服務(wù)。
在新建住宅小區(qū)內(nèi)有效設(shè)置汽車充電樁，能在保障能源汽車推廣項目運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，推動能源汽車管理項目的各方面進(jìn)步。因此，合理性設(shè)計、建設(shè)充電樁，設(shè)置變配電室，能有效為管理工作創(chuàng)設(shè)良好的發(fā)展空間和保障體系。在實(shí)際設(shè)計過程中，要各方面分析電動汽車不同類型的充電行為，并且在設(shè)置大量充電樁后有效對充電負(fù)荷和電網(wǎng)原始負(fù)荷的疊加過程予以判定，從而有效完成電網(wǎng)規(guī)劃以及運(yùn)行管理。基于此，為了切實(shí)滿足充電需求，增加并且適當(dāng)處理具體設(shè)計方案，對于新建住宅小區(qū)管理工作而言有著較為明確的指導(dǎo)價值，具有一定的可行性。
需要注意的是，相較于高速公路的休息區(qū)域和繁華市區(qū)不同，新建住宅小區(qū)內(nèi)的充電樁使用頻率較為特殊，且具有一定的規(guī)律性。多數(shù)居民都是駕車上班，一般在一天中會有不足百分之十五的私家車停留在小區(qū)內(nèi)。在工作日下班后，將迎來充電樁的使用高峰期，一般是在19：00到24:00之間；而在隔天天的0:00到8:00則是充電的低谷時間段；8:00到19：00之間則是每天充電的平穩(wěn)期。基于此，新建住宅小區(qū)內(nèi)進(jìn)行固定停車位和專用充電樁處理的過程中，要合理性完善峰谷電價和管理措施，并且有效建立配置方案和規(guī)劃，一定程度上減少變配室數(shù)量。科學(xué)化節(jié)省投資成本，為保證計費(fèi)處理和管理分界奠定基礎(chǔ)；有效維護(hù)操作過程的實(shí)際效果，實(shí)現(xiàn)提高智能化管理水平；結(jié)合電網(wǎng)應(yīng)用控制效果，對汽車動力電池予以充電負(fù)荷的判定，實(shí)現(xiàn)順應(yīng)智能化單向有序充電。
二、新建住宅小區(qū)電動汽車配電系統(tǒng)充電樁配電設(shè)計
為了保證小區(qū)電動汽車配電系統(tǒng)應(yīng)用水平，結(jié)合市場調(diào)研可知，要按照電動汽車充電站設(shè)計規(guī)范進(jìn)行分析。交流充電樁利用220V交流電壓，額定電流在32A以上，小區(qū)車庫配電設(shè)計中則要對單個充電裝置進(jìn)行分析，裝機(jī)容量在7kW左右，利用單相交流充電能提升整個小區(qū)配電系統(tǒng)充電方式的管理水平。
在新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁平面配置工作中，要結(jié)合設(shè)計要點(diǎn)建立完整的管控機(jī)制，建立健全合理性控制體系，從而維護(hù)設(shè)計效率的有效性。設(shè)計人員要充分考量差異化因素，結(jié)合實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)對具體問題進(jìn)行具體分析，優(yōu)化設(shè)計要求和設(shè)計布局體系的實(shí)際效果，確保其能為新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁配電設(shè)計工作水平的各方面進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。
1、配電系統(tǒng)充電樁平面布置
在投入項目中，配電系統(tǒng)充電樁的安排要結(jié)合小區(qū)內(nèi)實(shí)際布局結(jié)構(gòu)，盡量設(shè)置在地下車庫。室內(nèi)環(huán)境能有效提高敷設(shè)線路和維護(hù)管理工作的基本水平，并且能對充電樁防護(hù)等級予以合理性調(diào)控，減少成本投資。
選擇掛墻或者是柱子狀態(tài)的充電方式，這種處理和安裝機(jī)制能有效減少占地面積，提高配電系統(tǒng)配電技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際水平，也為后續(xù)監(jiān)督處理體系的優(yōu)化升級奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)意義上提高新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁配電設(shè)計的綜合水平。
2、充電樁電容量測算
充電樁的電容量測算要結(jié)合配電室的應(yīng)用環(huán)境，有效形成集中布置的工序布局，或者是進(jìn)行分區(qū)域集中布置。一般而言，在電容量測算的過程中要結(jié)合應(yīng)用要素和管控標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提升管理效果的完整程度，也為各方面升級配電設(shè)計效果奠定基礎(chǔ)。目前，較為常見的新能源汽車充電樁主要分為直流充電樁和交流充電樁兩種，前者為快充后者是慢充。要想合理性提升布局設(shè)計效果，就要結(jié)合新建住宅小區(qū)的面積對不同充電樁進(jìn)行合理性選擇，有效整合相應(yīng)設(shè)計要求，確保能從根本上提高配電系統(tǒng)處理工序的合理性和完整程度，也為合理性配電設(shè)計效率升級奠定基礎(chǔ)。也就是說，在充電負(fù)荷判定和計量的過程中，能結(jié)合負(fù)荷需求系數(shù)和安裝位置提高設(shè)計布局的完整性，且能充分考量充電樁配電設(shè)計注意事項。測算過程要結(jié)合電池充電功率對恒流階段進(jìn)行判定和分析，有效結(jié)合新建住宅小區(qū)充電樁負(fù)荷參數(shù)完善數(shù)據(jù)分析，保證配電設(shè)計工序的完整性。
在對配電容量進(jìn)行計算的過程中，要對單臺充電機(jī)輸入容量進(jìn)行計算，利用完成測定，其中，P表示的是單臺充電機(jī)輸出功率；S表示的是單臺充電機(jī)的輸入容量；cosφ表示的是充電機(jī)的功率因數(shù)，具體數(shù)值為0.96；η表示的是充電機(jī)效率，具體數(shù)值為0.93。例如，一臺60kW的快速充電機(jī)，其S為67.2kVA，快速充電機(jī)的同時工作系數(shù)為0.9，則充電設(shè)備整體項目的配電容量就要控制在60.5kVA。
除此之外，在實(shí)際管理工作開展進(jìn)程中，要對配電系統(tǒng)處理工序和標(biāo)準(zhǔn)化流程予以關(guān)注，有效建構(gòu)完整的監(jiān)督約束管理體系，確保能按照國家相關(guān)要求，夯實(shí)具體問題具體分析機(jī)制。新能源汽車電池要滿足蓄電池?zé)o通氣口、總面積低于封閉區(qū)域容積百分之一條件等基礎(chǔ)要求，有效劃分非危險區(qū)域，從而判定具體的設(shè)計流程。維護(hù)配電系統(tǒng)電位聯(lián)結(jié)管理工序，有效減少靜電作用，保證人身安穩(wěn)和設(shè)備安穩(wěn)，為管理工序的各方面進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。
3、充電樁配電系統(tǒng)設(shè)計
無論是何種方式，在平面布置工作開展后，都要整合配電系統(tǒng)處理機(jī)制和管控措施，完善配電系統(tǒng)管理項目的合理性。結(jié)合操作過程的要求，在不影響車輛充電或者是運(yùn)行過程的基礎(chǔ)上，提高配電系統(tǒng)工序的合理性。
在新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁配電設(shè)計工作開展進(jìn)程中，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行電氣管理，保證相應(yīng)參數(shù)分析的合理性和時效性，且能充分考量充電過程的具體要求。目前，在對新建住宅小區(qū)電動汽車充電樁配電設(shè)計時，一般按照三級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定和處理，但是，需要結(jié)合變配電室進(jìn)行專用回路的處理，從而提高電費(fèi)計量和管理水平。同時，小區(qū)管理人員也能依托實(shí)際運(yùn)行工序?qū)膊课贿M(jìn)行直流充電柱的管控，確保能在滿足應(yīng)急充電需求的基礎(chǔ)上，升級直流充電樁的負(fù)荷等級，要求在二級以上。
三、安科瑞充電樁運(yùn)營管理平臺
1、系統(tǒng)架構(gòu)
安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)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(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)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(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)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(yùn)行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測
交易結(jié)算：充電價格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)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(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等
微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能
數(shù)據(jù)服務(wù)：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(fù)荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負(fù)荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)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(dāng)變壓器負(fù)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(fù)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(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。
2.2平臺首頁
平臺首頁總覽每天的數(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(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計。
2.3實(shí)時監(jiān)控
?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(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。
2.4微信小程序
?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(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示
授權(quán)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(jìn)入這個頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁面，如圖所示
主功能頁
初次進(jìn)入主功能頁時需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等
充電
掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價和預(yù)計可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當(dāng)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(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評價。
個人信息
個人信息可以顯示當(dāng)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(shè)置支付密碼等功能
3、硬件配置
3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
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序號 |
名稱 |
型號、規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
數(shù)據(jù)服務(wù)器 |
DellR730CPU:E5-2620內(nèi)存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉(zhuǎn)2.5英寸小盤)RAID5 |
臺 |
1 |
甲供，供參考 |
|
2 |
WEB服務(wù)器 |
DellR730CPU:E5-2603內(nèi)存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉(zhuǎn)2.5英寸小盤)RAID5 |
臺 |
1 |
甲供，供參考 |
|
3 |
操作系統(tǒng) |
WindowsServer2012R2 |
套 |
2 |
甲供，供參考 |
|
4 |
數(shù)據(jù)庫 |
MySQL |
套 |
1 |
甲供，供參考 |
|
5 |
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) |
華為（HUAWEI）S1728GWR-4P-AC，24口千兆交換機(jī) |
臺 |
1 |
甲供，供參考 |
|
序號 |
點(diǎn)數(shù) |
數(shù)量 |
名稱 |
CPU資源 |
硬盤 |
帶寬 |
操作系統(tǒng)版本 |
|
1 |
<1000點(diǎn) |
1臺 |
|
4核16G |
數(shù)據(jù)盤150GSSD |
5M |
WindowsServer2012數(shù)據(jù)平臺版64位 |
|
2 |
<5000點(diǎn) |
2臺 |
應(yīng)用服務(wù)器 |
4核16G |
數(shù)據(jù)盤150GSSD |
6M |
WindowsServer2012數(shù)據(jù)平臺版64位 |
|
數(shù)據(jù)服務(wù)器 |
4核16G |
數(shù)據(jù)盤200GSSD |
1M |
WindowsServer2012數(shù)據(jù)平臺版64位 |
|||
|
3 |
<10000點(diǎn) |
2臺 |
應(yīng)用服務(wù)器 |
8核32G |
數(shù)據(jù)盤50GSSD |
10M |
WindowsServer2012數(shù)據(jù)平臺版64位 |
|
數(shù)據(jù)服務(wù)器 |
4核16G |
數(shù)據(jù)盤400GSSD |
1M |
WindowsServer2012數(shù)據(jù)平臺版64位 |
若客戶自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：
3.2現(xiàn)場推薦硬件配置清單：
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序號 |
名稱 |
型號、規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
7kW交流充電樁 |
AEV-AC007DB（L）1 |
只 |
|
安科瑞 |
|
2 |
40kW交流充電樁 |
AEV-AC040DB（L）A |
只 |
|
安科瑞 |
|
3 |
60kW直流一體充電樁 |
AEV-DC060SLA |
只 |
|
安科瑞 |
|
4 |
120kW直流一體充電樁 |
AEV-DC120SLA |
只 |
|
安科瑞 |
|
5 |
180kW直流分體式充電樁 |
AEV-DC180FA |
只 |
|