Аккумуляторная батарея часто добавляют на зарядную станцию для электромобилей уже после того, как было выбрано количество зарядных устройств. Это нарушает инженерный порядок. Если нагрузка на объекте, характер прибытия транспортных средств, лимит импорта и окно подзарядки неизвестны, аккумулятор большей емкости может сгладить один пик, оставив реальное «узкое место» нетронутым. Вопрос определения размера состоит из двух частей: какую мощность должен выдавать аккумулятор и сколько полезная энергия должна ли она выдерживать ее в период пиковой нагрузки. В этом руководстве показано, как выполнить этот расчет на основе измеренных интервалов, потребности зарядных устройств, нагрузки здания, резерва, потерь и планов расширения. В нем также разделяются ориентировочный расчет и окончательный электрический проект, чтобы заказчик знал, какими цифрами можно руководствоваться при составлении запроса предложений (RFQ), а какие должны быть подтверждены энергоснабжающей организацией, ЕРС-подрядчиком и инженером по релейной защите.
Краткий ответ заключается в том, чтобы рассчитать емкость аккумуляторной батареи исходя из пиковой нагрузки, превышающей допустимую импорт сетки и определите полезную энергию по продолжительности этого пика. Затем добавьте потери на преобразование, оперативный резерв, температурные ограничения, старение, время зарядки и стратегию управления объекта. Система хранения может сглаживать кратковременный пик, переносить энергию или поддерживать ограничение подключения; она не может создавать неограниченное суточное количество энергии. Окончательные значения кВт, кВт·ч, защиты и технологического присоединения относятся к компетенции квалифицированного проектировщика электрооборудования. Используйте измеренные интервалы и документированный рабочий цикл в качестве исходных данных для запроса предложений (RFQ).
Электропарк — это энергетическая система с временной проблемой. Требования к мощности зарядных станций для электромобилей мощность зарядных устройств, нагрузки здания, защиту, соглашение с энергоснабжающей организацией и стратегию управления. Накопитель энергии может ограничивать кратковременные пиковые потребления мощности, но он не может производить неограниченное количество энергии. Правильный размер зависит как от мощности (кВт), так и от емкости (кВт·ч).
Оценка нагрузки на объект начинается с интервалов данных приборов учета или систем управления зданием. Зафиксируйте типичные и загруженные дни; постройте график базовой мощности, времени прибытия транспортных средств, энергопотребления на одно транспортное средство и доступной импортной мощности. Данные с интервалом в пятнадцать минут часто бывают полезны, хотя по тарифу может использоваться другой интервал.
Для гамбургского депо предположим условный лимит импорта 250 кВт, нагрузку здания 70 кВт в 18:00 и запрос на интеллектуальную зарядку, достигающий 300 кВт в течение двух часов. Превышение лимита составляет 120 кВт. Аккумуляторная батарея, выдающая 120 кВт в течение двух часов, требует по меньшей мере 240 кВт·ч полезной энергии разряда без учета потерь на преобразование, резервного запаса, эксплуатационных ограничений батареи и старения. Расчет является наглядным примером; подрядчик по проектированию, закупкам и строительству (EPC) должен проверить его на основе данных приборов учета и метода измерения мощности, используемого энергоснабжающей организацией.
Мощность определяет, насколько быстро накопитель энергии может обслуживать зарядные устройства, а емкость — как долго он сможет это делать. Поэтому расчет размера аккумуляторной системы включает в себя две взаимосвязанные проверки: требуемую мощность разряда в кВт и полезную энергию в кВт·ч в период пиковых нагрузок. Система, спроектированная только с расчетом на кВт·ч, может иметь недостаточную мощность инвертора, а спроектированная только на кВт может разрядиться слишком рано. Вместо сравнения заявленных емкостей уточните допустимый диапазон уровня заряда системы хранения и ее выходную мощность при ожидаемых условиях окружающей среды.
Полезный расчет для первого приближения: требуемая мощность батареи равна превышению нагрузки объекта над разрешенным лимитом импорта; полезная энергия равна этой мощности, умноженной на продолжительность пика. Затем внесите поправки на потери в инверторе, минимальный и максимальный уровень заряда, старение, температуру, резерв и время перезарядки. Эти поправки — не просто формальность: батарея может соответствовать целевому показателю в кВт⋅ч и при этом не обеспечить требуемую мощность в кВт или выдержать короткий пик и разрядиться до возвращения последнего автомобиля.
Напряжение и ток определяют электрическую сторону расчета. В качестве упрощенного примера, трехфазная нагрузка переменного тока примерно равна √3 × линейное напряжение × ток × коэффициент мощности. Трехфазное вводное устройство на 400 В и 16 А выдает примерно 11 кВт при коэффициенте мощности, равном единице; при фактическом проектировании необходимо учитывать применимые номиналы оборудования и правила монтажа. Зарядное устройство переменного тока часто уместно там, где время пребывания велико, в то время как более мощное оборудование постоянного тока меняет подход как к пиковой нагрузке, так и к вопросу подключения.
Каждое зарядное устройство требует отдельной цепи, рассчитанной на его непрерывную работу, проводников, защитного устройства, средств отключения, системы заземления и требований местных норм. В юрисдикциях, где применяется правило 80% для непрерывной нагрузки, непрерывная нагрузка на зарядное устройство для электромобилей в 32 А требует цепи на 40 А, а не автоматического выключателя на 32 А. Это правило не заменяет проектную экспертизу: допустимая токовая нагрузка проводников, температурные номиналы клемм, способ монтажа, падение напряжения и местные правила могут изменить результат.
Однофазное питание может подойти для зарядки переменным током небольшой мощности, когда автомобили остаются на ночь, а доступная мощность ограничена. Трехфазное питание обычно делает более мощную зарядку переменным током и сбалансированное коммерческое распределение более практичными; оно также меняет требования к распределительным устройствам, кабелям и электросетям. Для более быстрого обслуживания изучите эксплуатационные последствия Быстрая зарядная станция постоянного тока мощностью 350 кВт прежде чем устанавливать целевой показатель мощности: коэффициент приема автомобиля и архитектура с разделением мощности могут иметь такое же значение, как и номинал зарядной колонки.
| Заявка | Типичный приоритет проектирования | Роль хранилища |
|---|---|---|
| Парковка для сотрудников или назначения | Умеренная мощность и длительное время выдержки | Ограничьте случайные пики. |
| Депо флота | Уверенность в отправлении и синхронизированные возвращения | Покрыть пиковый вечерний спрос и защитить лимит импорта. |
| Общественная быстрая зарядка | Высокая пропускная способность и емкость сети | Сглаживайте кратковременные пики во время расширения межсистемных связей. |
| Удаленная или временная работа | Мобильность и заданный рабочий цикл | Оцените портативную электростанцию для зарядки электромобилей с точки зрения энергопотребления и доступа к подзарядке. |
Запросите исследование возможности подключения заранее. Энергоснабжающая организация может указать мощность трансформатора, настройки защиты, конфигурацию счетчика, ограничения на экспорт или исследования для более крупной электрозарядной станции. Рассматривайте соглашение с энергоснабжающей организацией как исходные данные для проектирования, а не как финальные документы. В Европе обязательства по подключению и установке по-прежнему зависят от страны, оператора распределительной сети и конкретного объекта.
Заложите резерв физической и электрической мощности для распределительных устройств, кабелепроводов, систем связи, будущих аккумуляторных стеллажей и мощности трансформаторов. Зарядной станции для электромобилей на солнечной энергии также необходим реалистичный профиль генерации: вечерний пик возврата автопарка в Гамбурге может наступить после падения солнечной генерации. Накопителям энергии может потребоваться заряжаться раньше за счет солнечной энергии, сети или обоих источников. См. проектирование зарядной станции на солнечных батареях и аккумуляторах для вопросов системного уровня.
Стандарт IEC 61851 касается кондуктивных систем зарядки электромобилей, а IEC 60364-7-722 — низковольтных электроустановок для питания электромобилей; ни один из них не доказывает соответствие объекта требованиям или сертификацию каждого изделия. Уточните правила подключения к электросетям и требования к одобрению оборудования для целевого рынка. Неподтвержденные заявления могут задерживать ввод в эксплуатацию и сорвать передачу объекта EPC-подрядчиком.
Для покупателей, сравнивающих настраиваемое аппаратное обеспечение и документацию по поддержке на объекте, XYDF может стать полезным поводом для обсуждения поставок после завершения разработки модели нагрузки. Просмотрите Зарядная станция для электромобилей имея на руках фактическое ограничение по мощности, график зарядки и необходимые интерфейсы; для схем с высокой пропускной способностью также оцените Быстрая зарядка постоянным током конфигурация против плана совместного использования энергии сайта. Узнать больше о Подход XYDF перед установлением требований к документации поставщика.
Это зависит от времени стоянки, энергии, необходимой к моменту отправления, возможностей бортового кондиционера и одновременного количества транспортных средств. Разделите требуемую энергию на доступный интервал времени, затем убедитесь, что суммарная мощность в кВт соответствует пропускной способности сети или стратегии управления накопителями.
Обычно они включают в себя отдельную цепь, проводники и автоматический выключатель с правильными номиналами, подходящую изоляцию и заземление, а также местные правила монтажа и правила энергоснабжения. Тип питания, номинал, способ монтажа и рынок назначения определяют окончательную конструкцию.
Если действующие нормы применяют правило 80% для непрерывной нагрузки, автоматический выключатель на 40 А может обеспечивать непрерывную зарядку силой до 32 А. Перед установкой проверьте указанную для зарядного устройства цепь, сечение проводников, местные нормы и емкость электрощита.
В распространенных европейских конфигурациях зарядка переменным током (AC) мощностью 11 кВт обычно использует трехфазную сеть, например 400 В при 16 А на фазу. Подтвердите совместимость автомобиля и проект монтажа, а не полагайтесь на номинальную маркировку.
Аккумуляторная система хранения энергии имеет правильный размер только тогда, когда мощность, емкость, время срабатывания, электрическая защита и будущее расширение рассматриваются в комплексе. Начните с измеренных интервалов нагрузки и прибытия транспортных средств, установите допустимый объем импорта из сети, рассчитайте пиковую нагрузку для сглаживания и ее продолжительность, а затем добавьте резерв, потери, старение, температуру, время перезарядки и алгоритм управления, который будет обеспечивать соблюдение лимита. Показателя емкости в киловатт-часах (кВт·ч) в заголовке недостаточно, а правило постоянной нагрузки не может заменить квалифицированную экспертную оценку проекта. Окончательная проверка остается за энергоснабжающей организацией, ЕРС-подрядчиком и инженером по защите, особенно в случаях, когда система хранения изменяет схему подключения или план питания критически важных нагрузок. После того как эти границы задокументированы, рассмотрите Линейка зарядного оборудования XYDF против реальной модели мощности и энергии объекта.
Синьцзя Дунфан Электрик Технолоджи Ко., Лтд.
