城市公交充電站設(shè)計(jì)策略與綜合解決方案探討

安科瑞 陳聰

摘要：隨著我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)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(mǎn)足新能源汽車(chē)應(yīng)用的需求。同時(shí)，在城市發(fā)展中新能源公交車(chē)的數(shù)量呈現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢(shì)，而為了滿(mǎn)足車(chē)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(shí)提高城市公交充電站設(shè)計(jì)以及施工的綜合質(zhì)量。對(duì)此，文章主要基于城市公交充電站項(xiàng)目特征，探究設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jì)；施工技術(shù)；新能源

0引言

電動(dòng)汽車(chē)充電站是企業(yè)工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，有利于推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。綜合城市公交充電站設(shè)計(jì)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(jìn)程控制，提高施工綜合效率。在車(chē)站設(shè)計(jì)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(jì)。綜合實(shí)際狀況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(mǎn)足公交車(chē)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(huì)效益、經(jīng)濟(jì)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(jì)，充電基礎(chǔ)設(shè)施增量共有42.7萬(wàn)臺(tái)，同比上升了整體的12.9%。其中公共充電樁增量為10萬(wàn)臺(tái)，同比上升了39.1%，隨車(chē)配建私人充電樁增量為32.7萬(wàn)臺(tái)，同比上升了6.7%。截止2024年2月，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量共有902.3萬(wàn)臺(tái)，同比增加了63.7%。

分析一線(xiàn)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(guò)了80%，與服務(wù)的半徑加油站的比例是相同的。整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模呈現(xiàn)擴(kuò)大發(fā)展的態(tài)勢(shì)，2015年至2022年，從10萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到了521萬(wàn)臺(tái)，年均增長(zhǎng)已經(jīng)高于了70萬(wàn)臺(tái)。其中2021呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。充電基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)合理化發(fā)展的趨勢(shì)，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(xiàn)，有效提高了充電的綜合效率，在智能控制以及安全監(jiān)測(cè)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(guó)新能源公交車(chē)的比例日益增加，為了滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)需求，要綜合城市規(guī)劃實(shí)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(jì)以及優(yōu)化。融合大數(shù)據(jù)、智慧技術(shù)、云計(jì)算以及BIM等技術(shù)手段，進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，充分提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，這樣方可滿(mǎn)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(jì)

城市公交充電站設(shè)計(jì)，要綜合新能源公交車(chē)應(yīng)用路線(xiàn)、數(shù)量比例以及具體需求等因素，合理設(shè)置，保障匹配實(shí)際需求。城市公交充電站施工重點(diǎn)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(jì)中為了提高施工質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際狀況優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理技術(shù)進(jìn)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(xiàng)目特征、工作技術(shù)要求、設(shè)計(jì)圖案、現(xiàn)場(chǎng)施工狀況等多種因素，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

2.1總平面設(shè)計(jì)

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(jì)，在設(shè)計(jì)中主要包括充電車(chē)棚以及相關(guān)輔助設(shè)施。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及要求，綜合項(xiàng)目特征以及實(shí)際狀況，進(jìn)行充電工作區(qū)域的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中要合理控制距離，分析大型車(chē)輛的尺寸參數(shù)，縮小直流充電樁以及整流柜之間的實(shí)際距離，有效控制電流損耗等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中可以通過(guò)一字型的方式排列充電樁，在車(chē)輛的尾部預(yù)留空間，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行空間優(yōu)化，則可以提高資源利用效率，降低對(duì)土地資源的占用。同時(shí)要根據(jù)實(shí)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(chē)等各個(gè)區(qū)域。在設(shè)計(jì)中為了滿(mǎn)足公交車(chē)運(yùn)行的實(shí)際需求，要綜合車(chē)位、尺寸以及參數(shù)，在距離停車(chē)位尾部的邊線(xiàn)位置設(shè)置限位器，合理控制距離，有效避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而出現(xiàn)的隱患問(wèn)題。同時(shí)，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(chǎng)地中豎向布置主要應(yīng)用平坡結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行排水處理，將坡度控制到0.5%～1%左右。保障場(chǎng)地的標(biāo)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(wèn)題，在設(shè)計(jì)中平均標(biāo)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(chē)道以及站外道路口，根據(jù)實(shí)際狀況設(shè)置緩沖距離，便于出入。充電站行車(chē)道路的寬度要滿(mǎn)足單向通行的基礎(chǔ)要求，單車(chē)寬度要不得低于3.5m，而雙車(chē)管道則不得高于6.0m。轉(zhuǎn)彎半徑則要綜合小型電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不得小于9.0m，在設(shè)計(jì)中保障坡度不得高于6%。

2.2標(biāo)識(shí)功能設(shè)計(jì)

標(biāo)識(shí)系統(tǒng)可以提示引導(dǎo)，便于操作。在設(shè)計(jì)中要綜合不同的距離，進(jìn)行層次化的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中要根據(jù)遠(yuǎn)距離、中間以及近距離三個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合建筑結(jié)構(gòu)的體量、棚架作為主要的參數(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的設(shè)計(jì)；在中距離的設(shè)計(jì)中則要重點(diǎn)進(jìn)行LED屏幕的設(shè)計(jì)；而在近距離則要設(shè)置燈箱牌等等。通過(guò)層次化的設(shè)計(jì)，可以滿(mǎn)足視覺(jué)遞進(jìn)的需求，有利于引導(dǎo)。

2.3照明設(shè)計(jì)

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(gè)場(chǎng)所的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，確定各個(gè)場(chǎng)所的具體照明亮度。綜合應(yīng)急以及一般照明線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，做好基礎(chǔ)管線(xiàn)的配置，科學(xué)合理設(shè)置防護(hù)導(dǎo)線(xiàn)結(jié)構(gòu)。

2.4接地設(shè)計(jì)

通過(guò)接地裝置的設(shè)置可以有效提高整體的安全性，在設(shè)計(jì)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(hù)接地。在進(jìn)行低壓配電柜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用TN-S的接地方式進(jìn)行處理，而高低壓開(kāi)關(guān)柜以及變壓器等相關(guān)設(shè)備要根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)金屬外殼進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。

2.5直流充電樁設(shè)計(jì)

電動(dòng)車(chē)充電電源主要應(yīng)用戶(hù)外一體式電動(dòng)汽車(chē)充電樁，在設(shè)計(jì)中要保障整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高效率。充分滿(mǎn)足不同電動(dòng)汽車(chē)的充電需求。在硬件設(shè)計(jì)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(tái)設(shè)備要綜合實(shí)際狀況配置整流模塊。

在充電樁的設(shè)計(jì)中要融合人工智能、AI等技術(shù)，采集數(shù)據(jù)信息，識(shí)別車(chē)輛，電量統(tǒng)計(jì)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等等，綜合充電狀況，了解實(shí)際狀況以及信息。在設(shè)計(jì)中要配置充電槍?zhuān)瑵M(mǎn)足多臺(tái)電動(dòng)車(chē)同時(shí)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(jì)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為10KV的單路供電，其中單母線(xiàn)接線(xiàn)方式。

2.6.1負(fù)荷分析

充電機(jī)屬于全站核心負(fù)荷類(lèi)型，設(shè)計(jì)監(jiān)控以及等配套的設(shè)備。綜合多種設(shè)備運(yùn)行功率，變壓器容量參數(shù)為630kva，負(fù)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(xiàn)方式供電，高壓開(kāi)關(guān)柜為環(huán)網(wǎng)柜。在設(shè)計(jì)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(wèn)題。固定低壓開(kāi)關(guān)柜為0.4KV的低壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)，設(shè)置電容補(bǔ)償柜，優(yōu)化多種設(shè)備。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)以及短路等多種方式進(jìn)行保護(hù)處理，進(jìn)行綜合防護(hù)，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(jì)要求，合理地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及施工管理。強(qiáng)化施工材料、機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化的管理理念之下進(jìn)行施工作業(yè)，方可切實(shí)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(shí)際狀況設(shè)計(jì)充電棚，分析安全性、經(jīng)濟(jì)性以及美觀性。協(xié)調(diào)周邊環(huán)境，要便于施工以及運(yùn)營(yíng)管理。綜合公交車(chē)充電時(shí)間，充電設(shè)備以及防雨等多種因素，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的雨棚半封閉設(shè)計(jì)。在土建施工中要做好現(xiàn)場(chǎng)物料、施工進(jìn)度以及人員的安排以及動(dòng)態(tài)管理。做好施工進(jìn)度控制以及質(zhì)量管理。在施工中通過(guò)現(xiàn)代化管理理念進(jìn)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(hù)*網(wǎng)架

在施工中要根據(jù)要求進(jìn)行材料檢驗(yàn)，根據(jù)圖紙進(jìn)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(shí)處理銹蝕、臟污等相關(guān)問(wèn)題，便于后續(xù)操作。根據(jù)管理要求進(jìn)行拼裝處理，控制精度，要充分提高拼裝的穩(wěn)定性，增強(qiáng)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(duì)較大。在施工中為了提高吊裝的精度，根據(jù)要求進(jìn)行平面位置、標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)件的預(yù)拼裝，根據(jù)吊裝要求進(jìn)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(jìn)行施工，在施工中應(yīng)用鋼筋混凝土地下獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在項(xiàng)目中應(yīng)用的鋼構(gòu)件為熱鍍鋅防腐材質(zhì)，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，做好防腐處理。根據(jù)要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(duì)于露出地面的位置陽(yáng)角則要進(jìn)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(wèn)題。

3.4電纜溝施工

通過(guò)磚砌溝壁，混凝土壓頂，應(yīng)用鍍鋅角鋼在底部包邊，同時(shí)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(jìn)行土方的開(kāi)發(fā)，對(duì)不同施工段的條件進(jìn)行分析，確定應(yīng)用的電纜溝的材質(zhì)，為常見(jiàn)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(lèi)型，確定施工方式。在施工中保障邊線(xiàn)平直性，做好中線(xiàn)距離、高程的控制，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行校驗(yàn)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(wèn)題。在施工中應(yīng)用細(xì)石混凝土壓頂?shù)姆绞竭M(jìn)行處理，但是施工中受到長(zhǎng)度的影響容易出現(xiàn)裂縫的隱患，對(duì)此可以通過(guò)布設(shè)φ6mm鋼筋的方式進(jìn)行處理，綜合實(shí)際狀況合理設(shè)置變形縫。做好模板施工，在施工中強(qiáng)化質(zhì)量控制以及管理，保障符合清水混凝土的施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5電纜敷設(shè)

在上端引入電纜，做好基礎(chǔ)防護(hù)處理，避免因?yàn)槟Σ恋葐?wèn)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(jìn)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(shí)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(diǎn)以及終點(diǎn)的斷截面，要保障長(zhǎng)度適宜，避免資源浪費(fèi)等問(wèn)題。應(yīng)用直埋的方式進(jìn)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(jìn)行施工，充分提高整體安全性。

3.6二次接線(xiàn)

線(xiàn)槽安裝以及接線(xiàn)，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(yán)格控制長(zhǎng)度，綜合實(shí)際狀況進(jìn)行接地處理。在戶(hù)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(xiàn)槽100mm的位置進(jìn)行處理。根據(jù)要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而影響電纜的芯線(xiàn)以及尺寸等等。在電纜芯線(xiàn)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(jì)中融合全生命周期精細(xì)化管理理念，可以基于現(xiàn)代化管理手段進(jìn)行科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)防護(hù)、安全以及回路等各個(gè)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(duì)充電樁的基礎(chǔ)信息、充電站設(shè)計(jì)模型等進(jìn)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(guò)防護(hù)性檢查，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輔助調(diào)試等多種方式進(jìn)行質(zhì)量控制以及綜合處理。

3.8工程收尾階段

進(jìn)行工程全生命周期管理理念對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范化管理，強(qiáng)化細(xì)節(jié)控制以及質(zhì)量管理，統(tǒng)計(jì)施工信息，了解施工項(xiàng)目特征，綜合數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化，對(duì)比施工組織預(yù)案以及內(nèi)容，了解差異性、問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)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(gè)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(xiàng)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(tái)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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿(mǎn)足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)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(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶(hù)側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)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(jì)運(yùn)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(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)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(tái)適用場(chǎng)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(wú)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(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(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充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)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(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線(xiàn)電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

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(chǔ)能、充電站及總體負(fù)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(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

5.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)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(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(fèi)用，變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電站的運(yùn)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(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

5.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶(hù)對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測(cè)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(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

5.1.8運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢(xún)各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)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(wú)功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

5.1.9實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)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(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱(chēng)、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。

圖18實(shí)時(shí)告警

5.1.10歷史事件查詢(xún)

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖19歷史事件查詢(xún)

5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)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(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)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(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)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(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(zhǎng)閃變曲線(xiàn)；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線(xiàn)，包括日有功負(fù)荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）和年有功負(fù)荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，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(huà)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(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)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(chēng)、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)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(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)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(shí)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(xiàn)查詢(xún)

應(yīng)可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看各電參量曲線(xiàn)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。

圖22曲線(xiàn)查詢(xún)

5.1.14統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)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(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線(xiàn)診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)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?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

5.1.16通信管理

可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)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(hù)權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶(hù)權(quán)限

5.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。

圖27故障錄波

5.1.19事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故*10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶(hù)隨意修改。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

6結(jié)束語(yǔ)

在城市公交充電站的設(shè)計(jì)以及施工中，要綜合城市規(guī)劃、建設(shè)以及場(chǎng)地的實(shí)際狀況進(jìn)行規(guī)范化處理，協(xié)調(diào)多個(gè)領(lǐng)域，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行方案優(yōu)化，保障各項(xiàng)工序有序開(kāi)展，降低設(shè)計(jì)以及施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)以及隱患問(wèn)題。對(duì)此，文章通過(guò)分析充電站設(shè)計(jì)以及施工要點(diǎn)，確定施工內(nèi)容，優(yōu)化施工計(jì)劃，基于現(xiàn)代化管理理念進(jìn)行規(guī)范化控制，實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化，充分保障了施工質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.