福田枢纽电动公交客车充电站设计方案.docx
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福田枢纽电动公交客车充电站设计方案
福田枢纽电动公交客车充电站设计方案
一设计内容
本次设计的内容包括：
停车区和综合楼、变配电系统、充电系统、充电监控系统、安防监控系统、光伏发电系统、大屏幕系统和车辆信息平台等几个部分。
整个充电站的规模暂时按83个停车位进行设计，主要分五个区进行摆放。
二综合楼的设计
综合楼暂定于3#和4#停车区，二层建筑，一层仍为停车区，二楼集监控室、快速充电机室、休息室为一体，安装的设备包括：
快速充电柜、充电机监控、安防监控、大屏幕、车辆信息平台以及光伏发电设备等。
同时，按照消防的要求配置灭火器、消防栓和消防应急电源。
二配电系统的设计
2.1概述
在原垃圾房一侧的绿地上建设一个配电房。
变压器按2台1250kVA变压器进行设计，10kV接入点位置待定，变压器采用节能环保的蒸发冷却变压器。
配电系统包括高压开关柜、变压器、低压开关柜、无功补偿装置和微机测控装置、配电监控等几个部分。
2.2配电容量计算
充电站的规模为：
12kW的普通充电机66台，安装于1#、2#、3#和5#停车区；60kW的快速充电机16台，240kW的快速充电机1台，安装于4#停车区。
单台充电机的输入容量为：
（公式1）
式中：
P—单台充电机的输出功率；
—单台充电机的输入容量；
—充电机的功率因数,取0.95；
—充电机的效率,取0.92；
由上式计算可得各种不同容量的充电机最大输入容量为：
240kW快速充电机：
S=240000/0.95/0.92=270.60kVA；
60kW快速充电机：
S=60000/0.95/0.92=68.65kVA；
12kW慢速充电机：
S=12000/0.95/0.92=13.73kVA；
240kW快速充电机的同时系数为1，其余充电机取0.8的同时系数，则充电设备所需的配电总容量为：
270.60+0.8*（68.65*16+13.73*66）=1874.26kVA
考虑50kVA的站内负荷和1.3的冗余系数，则总配电容量为2501.54kVA，选用两台1250kVA的变压器。
由于所有充电机均采用了有源功率因数校正技术，交流输入功率因数大于0.99，电流谐波THD小于5%，故无功补偿装置按变压器容量的15%选取，即选用两台16kVar*12的自动无功补偿装置。
2.3配电开关选择
1、240kW快速充电机配置1台400A配电开关；
2、每2台60kW的快速充电机配置1台250A配电开关，共配置8台160A空气开关；
3、按照每9台12kW的普通充电机配置1台160A配电开关，共需配置8台160A空气开关；
4、大屏幕配置1台63A的空气开关；
5、站内其它负荷配置1台63A的空气开关；
6、每段母线配置1台63A的光伏发电用配电开关；
7、动力配电箱和照明配电箱，共配置6台63A空气开关；
8、每种型号的空开需考虑至少备用一只。
则共需设计160A空气开关24只，63A空气开关12只。
2.4PWM整流柜
12kW的普通充电机采用集中PWM整流的方式，故配电房内需安装PWM整流柜，按照每9台普通充电机配置1台PWM整流器，则共需配置8台120kW的PWM整流器，每2台安装在1面2200*800*800的PWM整流柜内，则共需4面PWM整流柜。
2.5配电房电缆统计
1、10kV配电1回，配电房输入电源；
2、240kW快速充电机交流电缆三相五线制400A1根，低压配电—240kW快速充电机；
3、60kW快速充电机三相五线制250A9根，低压配电—60kW快速充电机；
4、12kW普通充电机，直流，三线，250A8根，PWM整流器—普通充电机；
5、PWM整流器交流电缆，三相五线制，250A，8根，低压配电—PWM整流器；
6、至大屏幕电缆，63A，1根，低压配电—大屏幕；
7、配电箱电缆，63A，4根，低压配电—配电箱；
8、光伏发电并网电缆，63A，2根，低压配电—光伏发电系统；
三充电系统设计
充电站的规模为：
12kW的普通充电机66台，安装于1#、2#、3#和5#停车区；60kW的快速充电机16台，安装于4#停车区，240kW的快速充电机1台，安装于4#停车区。
其中，每台60kW的快速充电机由一面充电柜和一面电动汽车充电机终端组成；每台240kW的快速充电机由三面充电柜和一面电动汽车充电机终端组成；每台12kW的普通充电机由一面一体化充电机组成。
所有充电柜都统一安装在2楼，而充电机终端和一体化充电机安装在相应停车位的尾部。
存在问题：
电缆的长度和600A电缆的插头问题。
四监控系统设计
4.1充电机监控
每台电动汽车充电机与充电机监控系统之间通过网络接口相连，所以每个停车区均需配置一个24端口的交换机，由交换机将所有充电机的信息连接到监控计算机。
4.2安防监控
充电站安防监控系统主要包括视频监控以及烟雾监视系统、辅助灯光系统。
视频监控包括摄像机、视频服务器和视频监控计算机组成，实现辖区内重要场所和重要设备区的实时图像监视。
视音频图像设备及信号格式采用PAL视频制式，中文菜单，视频编解码标准采用MPEG4进行视频压缩，并以通用的图像存储格式进行图像记录和存储，便于各种设备接口和图像信息利用。
视频监控可与充电站内GPS对时并具有循环录像存储功能。
视频监控系统监视范围如下：
（1）监视充放电站区域内场景情况；
在每个停车区的两端和中部各布置1个室外高速球机，监视场地和充电设备；
（2）监视充放电站出入口汽车的进出情况；
在充电站的出入口各布置1个室外高速球机，监视出入口情况；
（3）监视充电站内主要室内场景情况；
在充电机室、太阳能蓄电池室、光伏发电设备室各配置2个室内中速球机，监视设备运行情况；在展厅、配电系统主控制室、消防及安防监控室、中央监控及调度室、休息室、2楼过道两端各布置1个室内高清半球形摄像机，监视室内场景和工作状态。
（4）监视高低压配电室内主要室内场景情况；
在高、低压配电室各配置1个中速球机，监视室内场景和设备状态。
烟雾监视系统的配置原则为，室内每12平方米配置一个烟雾报警器。
在夜间照度不够的地方配置辅助灯光，原则上尽量利用已有的照明系统。
五光伏发电系统设计
详见光伏发电系统设计方案。
六大屏幕系统设计
详见大屏幕拼接显示墙系统设计方案。
七信息平台设计
八设备及材料清单
项目
名称
规格型号
数量
备注
一、变配电室
1
10kV环网柜
四单元
1
环网柜
2
10kV高压开关柜
KYN28-10,1250A
1
进线隔离柜
3
10kV高压开关柜
KYN28-10,1250A
1
进线开关柜
3.1
10kV配网进线测控装置
1
4
10kV高压开关柜
KYN28-10,1250A
2
出线柜
4.1
10kV配网变压器测控装置
2
5
10kV高压开关柜
KYN28-10,630A
1
母线设备柜
5.1
10kV配网公用测控装置
1
6
10kV高压开关柜
630A
1
计量柜
7
10kV配电变压器
SB（B）11-M-1250/10
2
蒸发冷却
8
380V交流配电柜
GCK
2
进线柜
9
低压无功补偿柜
16kVar×12
2
电容器柜
10
380V交流配电柜
GCK
4
馈线柜
11
380V交流配电柜
GCK
1
联络柜
12
直流电源柜
GZDW-24Ah/110V
1
13
PWM整流器
ATC700M150
8
14
380V封闭母线桥
TMY-2（3×（100×10）+100×8
5
进线（米）
15
380V封闭母线桥
TMY-2（3×（100×10）+100×8
4
联络（米）
16
多功能电能表
5
17
中速室内球形摄像头
2
二、综合楼
1
配电监控
1.1
配电监控系统
1
1.2
台式计算机
Dell™OptiPlex™380SFF
1
23”液晶屏
1.3
UPS主机
2kVA，后备2小时
1
1.4
配电系统控制调度台
1
1.5
GPS时钟
1
1.6
PT测控装置
1
1.7
配电监控屏体
2
1.8
室内高清半球形摄像头
1
1.9
立式空调
3匹
2
含在建筑内
1.10
配电箱
1
含在建筑内
2
中央监控
2.1
充电监控系统
1
2.2
计费管理系统
1
2.3
信息平台系统
1
2.4
UPS主机
5kVA，后备2小时
1
2.5
大屏幕
DLP3.66米×1.83米
1
2.6
多屏处理器
1
2.7
大屏幕管理PC
1
2.8
VWAS控制软件
1
2.9
塔式服务器
X3550M23*300G
1
2.10
网络打印机
HPLaserJetP3005
1
2.11
立式空调
3匹
2
含在建筑内
2.12
配电箱
1
含在建筑内
2.13
室内高清半球形摄像头
1
2.14
屏体
2
2.14.1
GPS时钟
1
2.14.2
交换机
24口
1
3
消防及安防监控
3.1
烟雾监视系统
1
含在建筑内
3.2
视频服务器
1
3.3
安防监控系统
1
3.4
立式空调
3匹
1
含在建筑内
3.5
配电箱
1
含在建筑内
3.6
室内高清半球形摄像头
1
4
充电机
4.1
电动汽车充电柜
ATC600CG150
3
4.1.1
充电模块
ATC600MN25
16
4.1.2
PWM整流器
ATC700M150
3
4.2
电动汽车充电柜
ATC400CG150
16
4.1.1
充电模块
ATC400MN30
80
4.1.2
PWM整流器
ATC700M150
16
4.3
立式空调
3匹
2
含在建筑内
4.4
配电箱
2
含在建筑内
4.5
室内高清半球形摄像头
1
5
光伏发电（方案一）备注：
用于4#区1、2、3号充电车位
5.1
太阳能电池组件及支架
210Wp
200
共42kW
5.1.1
汇流箱
八进一出
2
5.1.2
直流防雷配电柜
1
5.2
PWM可逆整流器
ATC700MJ75-ZN
1
5.3
直流变换器
ATC700MJ75
1
5.4
双向直流变换器
ATC700MN75
1
5.5
光伏发电系统监控装置
1
5.6
立式空调
3匹
2
含在建筑内
5.7
配电箱
2
含在建筑内
5.8
室内高清半球形摄像头
1
5
光伏发电（方案二），用于4#区1、2、3、4号充电车位
5.1
太阳能电池组件及支架
210Wp
300
共63kW
5.1.1
汇流箱
八进一出
3
5.1.2
直流防雷配电柜
1
5.2
PWM可逆整流器
ATC700MJ100-ZN
1
5.3
直流变换器
ATC700MJ100
1
5.4
双向直流变换器
ATC700MN100
1
5.5
光伏发电系统监控装置
1
5.6
立式空调
3匹
2
含在建筑内
5.7
配电箱
2
含在建筑内
5.8
室内高清半球形摄像头
1
6
储能电池组
6.1
储能蓄电池架
2V/600Ah
300
阀控铅酸
6.2
立式空调
3匹
1
含在建筑内
6.3
室内高清半球形摄像头
1
三、1#停车区设备：
1
一体化充电机
ATC400CJ30N
18
12kW
2
交换机箱
含24端口交换机
1
3
视频摄像头
3
4
手提式泡沫灭火器
9
四、2#停车区设备：
1
一体化充电机
ATC400CJ30N
17
12kW
2
交换机箱
含24端口交换机
1
3
视频摄像头
3
4
手提式泡沫灭火器
9
五、3#停车区设备：
1
一体化充电机
ATC400CJ30N
16
12kW
2
交换机箱
含24端口交换机
1
3
视频摄像头
3
4
手提式泡沫灭火器
9
六、4#停车区设备：
1
电动汽车充电机终端
ATC400ZD150
17
60kW*
2
交换机箱
含24端口交换机
1
3
视频摄像头
3
4
手提式泡沫灭火器
9
七、5#停车区设备：
1
一体化充电机
ATC400CJ30N
15
12kW
2
交换机箱
含24端口交换机
1
3
视频摄像头
3
4
手提式泡沫灭火器
9
*—其中，可根据需要配置一定比例的同容量600V充电机。
大屏幕拼接显示墙系统
设计方案
1.1、
1.系统设计思路
整个系统设计主要考虑了先进实用、安全可靠、美观大方、可扩展、结构开放和维护简单等几个方面。
1）先进实用性
本方案采用最新的DLP（数字光处理）显示技术，投影单元具有数字色彩调整技术、系统软件控制等先进技术。
2）系统的安全可靠性
整个系统（投影设备，控制设备）是专门为监控中心长时间连续工作而设计的，完全满足持续运行的要求。
3）系统美观大方
整个大屏显示系统可以清晰、逼真、明亮地显示各种信息内容；所有的设计完全从人体工程学的角度着手，使得用户获取相应信息的同时享受到良好的视觉效果，同时整个监控室布局合理。
4）系统的可扩展性
采用模块结构，确保系统的可扩展性和兼容性，系统采用一体化投影箱体，扩容方便。
扩容时仅需增加投影单元个数和图形卡数量，在软件上进行重新设置即可。
5）系统开放性
系统的通讯协议向用户开放，使用户系统能更好的与本系统融合。
系统具有二次开发接口，满足用户维护软件、开发新的应用软件的需求。
利用此接口，大屏幕控制系统可向用户综合管理系统开放，完成用户指定的特殊功能需求。
6）维护方便性
当需要增加新的应用系统时，只需将相应的应用系统连入网络即可完成新系统在大屏幕上的显示。
每个投影单元均采用模块化设计，可方便的进行维护。
1.2、2.系统组成
本方案将提供的大屏幕显示系统主要由以下几部分组成：
1）60”2×3DLP™显示单元拼接墙体
2）多屏处理器系统
3）显示墙应用管理系统（VWAS）软件等
4）大屏幕控制PC
图1DLP大屏幕显示系统结构图
本方案提供的大屏幕显示系统拼接墙由6套60”DLP一体化显示单元。
以2（行）×3（列）的方式拼接而成。
规格如下：
单屏面积：
1220mm（宽）×915mm（高）≈1.12m²
整屏面积：
1220mm（宽）×3×915mm（高）×2=3660mm（宽）×1830mm（高）
≈6.70m²
箱体厚度：
750mm
墙体外观示意图如下：
图2大屏幕显示墙体外观示意图
1.3、3．主要设备技术指标
1.3.1、3.1．显示单元
总体
分辨率
1024×768
投影机芯亮度
900ANSI流明
对比度比值
1700:
1
显示色深
12bit
视角
水平：
＞=160°
垂直：
＞=80°
拼接缝隙
小于0.5mm
输入
模拟RGB
端子
1通道，BNC×5（RGBHV）
信号
图像
0.7Vp-p/75Ω
同步
TTL（标准+/-）
数字RGB
端子
2通道，DVI格式
信号
TMDS（1个DVI—I，1个DVI-D）
视频
端子
3通道，BNC
信号
1路高清视频信号，可复用为1路S-Video，或者2路复合视频输入接口
输出
数字RGB
端子
1通道，DVI格式
信号
TMDS（DVI-D）
显示器件
寿命
大于100,000小时
光源
类型
超高压水银灯泡100W/120W
寿命
平均大于10000/6000小时
电源
电源电压
AC100-240V（自适应）
电源频率
50/60Hz
功耗
240W
工作条件
温度
0°Cto40°C
湿度
20%to80%不冷凝
平均无故障时间（MTBF）
大于30,000小时
重量
97kg
尺寸A×B×C（mm）
1220×915×750
图1显示单元外观示意图
1.3.2、3.2多屏处理器系统
操作系统
操作系统
WINDOWSXPPRO+SP2
图形界面
WindowsGUI
CPU卡
CPU
IntelP4C2.8G或P4E3.0G以上
内存
2×DDR400/512MB
以太网接口
1个10M/100M/100M网口
驱动器
硬盘
2，IDE接口，7200转，80G
光驱
1，16XDVD
图形显示卡
输出通道数
每卡支持2路输出
输出通道分辨率
640×480－1600×1200
色深
16bit、32bit
刷新频率
60Hz
连接器
LFH59
转接线
LFH59转DVI－I（数字）
LFH59转HD－15（模拟）
Video矩阵卡
信号格式
CVBS最多可以支持8路输入/输出
信号制式
PAL/NTSC
连接器类型
64-pin接口
电源
类型
单电源
输入
100V~240VAC,47~63Hz,10.0Amax
输出功率
400W
风扇
数量
单散热风扇
工作条件
工作温度
0℃～40℃
贮存温度
-20℃～80℃
相对湿度
20%～80%不冷凝
认证标准
CCC（GB4943-2001CLASSA、GB17625CLASSA、GB9254CLASSA）；CE（EN60950，EN55022EN61000、EN55024）
1.3.3、3.3．大屏幕管理控制系统控制软件
大屏幕控制管理系统（VWAS）是大屏幕显示系统专用管理系统。
通过VWAS管理软件，可以实现对大屏幕显示系统的硬件、信号、显示等进行方便、多点的管理和控制。
VWAS基于Windows2000/XP操作系统及网络Server/Client架构，支持TCP/IP网络协议、串口控制协议。
VWAS完全以大屏幕显示系统的系统结构为基础进行开发，对大屏幕各组件如显示单元、多屏处理器系统等设备进行最方便、实时的控制。
VWAS完全采用中文控制界面，支持菜单管理，优化操作过程，通过单一界面即可实现所有的管理控制功能。
VWAS提供完善的多用户管理，配合多点控制功能，用户可以在局域网内任意控制电脑上实现分区域、多级别的管理。
光伏发电、储能及电动汽车充电系统
一、系统组成
光伏发电、储能及电动汽车充电系统主要组成如下：
（1）光伏电池系统；
（2）汇流箱
（3）直流防雷配电柜；
（4）光伏出口直流变换器；
（5）双向直流变换器
（6）储能蓄电池组；
（7）可逆PWM整流器；
（8）电动汽车充电机；
二、总体设计方案
2.1方案简介
光伏电池阵列经汇流箱和直流防雷配电柜后，经直流变换器接入直流系统母线。
储能蓄电池组直接挂接到直流系统母线，直流系统母线通过电动汽车充电机（直流变换器）为电动汽车充电，同时，电网与直流系统之间设置PWM整流器，实现电网与直流系统之间的能量交换。
光伏发电、储能和电动汽车充电系统的示意图如下：
图1储能和电动汽车充电系统示意图
2.2系统内部的能量流
光伏阵列产生的直流电压，分别经直流配电和直流变换器后，给通过充电机给电动汽车充电。
光伏阵列通过控制器调节直流变换器的输出来保证太阳能极板工作于最大功率点，实现MPPT。
其中，PWM整流器可双向工作，用于控制整个系统能量的平衡，具体工作原理如下：
MPPT控制器控制直流变换器的输出功率以保证太阳能极板工作于最大功率点，并将光伏阵列产生的电压限制在储能电池组允许的范围内；充电机也采用直流变换器的方式，将直流母线电压转换为电动车所需的电压/电流。
光伏产生的能量优先用于电动汽车充电，如果能量仍有剩余，则通过向储能电池组充电将能量储存。
其中，储能电池组的最大充电电流不能超过0.1C，如果超过该值，则通过PWM整流器反向将能量送入内部电网，来保证储能电池的最大充电电流为0.1C。
如光伏阵列所提供的能量不能满足电动汽车充电的要求，则优先使用储能电池组储存的能量为充电机供电，当储能电池组的电压降低到电压下限时，则投入PWM整流器，补足电动汽车充电所需的能量。
上述监控过程都是由监控器控制自动实现的。
2.3直流变换器
直流输入电压：
400V—600V
直流输出电压：
400V—550V，可调
直流输出电流：
20A×n，n为模块数量，本系统可以选择5台
稳压精度：
≤±0.5%
稳流精度：
≤±0.5%
纹波系数：
≤0.5%
并机均流不平衡度：
≤±3%
效率：
≥94%（满载）
太阳能最大功率点跟踪范围：
400V—600V
通讯接口：
RS485
2.4储能蓄电池组
储能蓄电池组的容量，根据后备时间要求而不同，如采用阀控密封铅酸蓄电池组，建议选用2V单体电池230只，按放电终止电压为1.8V计算，浮充电压按照2.25V计算，直流系统母线的最低电压为414V，最高充电电压为450V。
储能蓄电池组的最大充电电流限值为0.1C。
2.5电动汽车充电机
直流输入电压：
400V—600V
直流输出电压：
260V—400V，可调
直流输出电流：
30A×n，n为模块数量，本系统可以选择2台
稳压精度：
≤±0.5%
稳流精度：
≤±0.5%
纹波系数：
≤0.5%
并机均流不平衡度：
≤±3%
效率：
≥94%（满载）
通讯接口：
RS485
由于2台光伏阵列的最大输出功率为60kW，而每台充电机的最大输出功率为24kW，故可配置2台电动汽车充电机。
2.6PWM整流器
整流方式：
隔离方式：
工频变压器
交流输入电压：
380V±15%
直流输出电压：
400V—600V，可调
直流输出电流：
150A
稳压精度：
≤±
升级会员 