地下停车场充电桩技术方案设计说明.docx
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地下停车场充电桩技术方案设计说明
深圳市金霆新能源技术有限公司
深圳市金霆新能源技术有限公司
地下停车场
充电桩建设项目
设
计
方
案
深圳市金霆新能源技术有限公司
二〇一七年二月
宝安区社区光纤接入网工程项目
可行性研究报告
广东南方电信规划咨询设计院有限公司
二〇一三年六月
第1章项目概况
1.1项目背景概述
近年来，随着国家鼓励新能源发展政策的不断出台，电动汽车行业得到迅猛的发展，因此，购置与建设电动汽车充电设备、电动汽车充电设施也成为政府及相关业主的必然需求。
而现阶段配套设施的方案与实际应用也成为社会普遍的焦点。
充电设备、设施的设计与建设一般被充电车型，充电类别，车辆应用类型，充电站电量及功率因数，现场建造费用，实用与美观性所制约。
我公司将综合考虑以上制约因素，为大家提供最合适的充电方案。
1.2金霆新能源简介
深圳市金霆新能源技术有限公司总部座落于深圳“国际知识创新村”—南山智园，公司是国家认定的高新技术企业、双软企业。
金霆新能源作为专业的太阳能光伏发电、新能源汽车充电系统解决方案及设备提供商，向用户提供稳定、高品质的产品和优质的服务。
金霆新能源持续投入于产品研发和技术创新，研发团队中拥有多名光伏领域专家和新能源汽车充电专家，通过自主创新，公司已获得多项专利和软件著作权。
公司注重科技成果转化，长期与德国、美国等国的太阳能光伏企业进行技术交流，不断汲取世界最先进的理念与技术。
金霆新能源产品成功应用于西北大型荒漠电站及分布式光伏电站等近千个优质的光伏电站项目。
金霆新能源愿意承担社会责任，始终以“绿色能源，阳光使命”为企业发展理念，金霆新能源凭着科学的管理体系，强大的研发实力和良好的客户服务，成为新能源行业投资者和承建商可靠的合作伙伴。
公司产品主要分为四大系统：
光伏发电系统、电动汽车充电设备系统、家用储能系统、智能监控系统。
电动汽车充电设备系统主要产品有：
一体式直流充电机、分体式直流充电机、交流充电桩、广告机充电桩、车载充电机、车载DC/DC电源等。
公司不仅能提供全套的电动汽车充换电站专用设备，还能提供全套解决方案，将充换电站的供配电、充电、换电、计量计费、监控、安防等相关部分有机融合在一起，提供系统集成的“交钥匙”工程。
第2章充电站建设规范
2.1依据的标准
本次充电站项目的生产，制造、验收和交接试验依照国家标准及行业标准、国家标准及行业标准未提部分参考IEC标准。
Q/CSG11516.1-2010《电动汽车充电设施通用技术要求》
Q/CSG11516.2-2010《电动汽车充电站及充电桩设计规范》
Q/CSG11516.3-2010《电动汽车非车载充电机技术规范》
Q/CSG11516.4-2010《电动汽车交流充电桩技术规范》
Q/CSG11516.5-2010《电动汽车非车载充电机充电接口规范》
Q/CSG11516.6-2010《电动汽车非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议》
Q/CSG11516.7-2010《电动汽车充电站监控系统技术规范》
GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备
GBT18487.1-2001电动车辆传导充电系统一般要求
GBT18487.2-2001电动车辆传导充电系统电动车辆与交流直流电源连接要求
GBT18487.3-2001电动车辆传导充电系统电动车辆交流直流充电机（站）
GBT20234.1-2011电动汽车传导充电用连接装置第1部分：
通用要求
GBT20234.2-2011电动汽车传导充电用连接装置第2部分：
交流充电接口
GBT20234.3-2011电动汽车传导充电用连接装置第3部分：
直流充电接口
GBT27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间通信协议
GBT19826-2005直流电源设备
SZDBZ29.3-2009电动汽车充电系统技术规范第3部分：
非车载充电机
SZDBZ29.5-2009电动汽车充电系统技术规范第5部分：
交流充电桩
GB50055-93通用用电设备配电设计规范
GB12326-2000电能质量电压波动和闪变
GB/T14549-93电能质量公用电网谐波
GB50017-2003钢结构设计规范
GB50052-2009供配电系统设计规范
GB50053-9410kV及以下变电所设计规范
GB50054-95低压配电设计规范
GB50060-20083~110kV高压配电装置设计规范
GB50062-201066kV及以下架空电力线路设计规程
GB50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范
GB50217-2007电力工程电缆设计规范
GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的公用技术要求
GB12706.3-2008额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆第三部分：
交联聚乙烯绝缘电力电缆
DL/T5220-200510kV及以下架空配电线路设计技术规程
DL/T5221-2005城市电力电缆线路设计技术规定
DL/T599-2005城市中低压配电网改造技术导则
DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL/T621-1997交流电气装置的接地
JGJ/T16-2008民用建筑电气设计规范
Q/CSG10012-2005《中国南方电网公司城市配电网技术导则》
Q/CSG10703-2009《中国南方电网公司110kV及以下配电网装备技术导则》
《国家电网公司企业标准（充电桩）》
2.2设计原则
1）模块化设计原则:
本方案采用模块化设计，方便未来根据充电运营情况增加充电设施，预留若干充电桩配电容量及漏电开关，后期可直接新增充电桩，不影响现有设备运行。
2）贯彻“简洁、安全、实用、高效”的建站方针。
3）“安全优先，兼顾效率、效益”的原则，按照变电站建设规范来规划新增的电动汽车充电站布局。
4）电动汽车充电站位置规划考虑电动汽车充电便利性、人性化，同时新增的充电站车流和人流不影响、不干扰其他功能区域的人流和车流，从而保持良性的运营。
5）美观大方的设计原则；无论充电桩还是配电设计，各种充电标示，都进行专业的工业造型设计，以达到美观大方、经济使用的目标。
6）全面监控的设计原则；充电监控系统可以实时显示充电设施的工作状态，和充电站的运营收入情况，便于管理和维护，具有良好的展示效果。
7）充电站设备符合电气设备运行及安全要求，执行国家相关的政策、法规。
第3章项目需求分析
3.1地下停车场充电桩电动汽车充电需求分析
地下停车场充电桩项目共计171台交流充电桩。
B1层（地下一层）设1台充电桩配电总箱，4台就地充电桩配电箱，B2层（地下二层）设2台充电桩配电总箱，6台就地充电桩配电箱，B3层（地下三层）设1台充电桩配电总箱，3台就地充电桩配电箱。
地下各层停车场的充电桩以及供配电设计具体如下：
1）地下一层设22台7KW交流充电桩，立式安装，由2台就地充电桩配电箱供电；
2）地下一层夹层设29台7KW交流充电桩，立式安装，由2台就地充电桩配电箱供电；
3）地下二层设90台7KW交流充电桩，立式安装，由6台就地充电桩配电箱供电；
4）地下三层设30台7KW交流充电桩，立式安装，由3台就地充电桩配电箱供电；
通过对现场图片情况的了解和客户要求提出以下配置方案：
序号
设备名称
数量
型号
备注
1
交流充电桩立柱式
171
7kW
2
配电总箱
4
3
配电分支箱
13
4
充电站监控系统
1
3.2充电站系统设计
充电站主要由供电系统、充电设备、监控系统以及配套设施组成。
供电系统执行系统供电和配电功能；充电设备主要包含交、直流充电桩，执行充电功能；监控系统包括安防监控系统和充电监控系统，配套设施包含充电工作区、站内建筑、消设施等外围设施。
上述全部系统保证充电站的正常、安全、稳定、高效运行。
1）充电站组成结构图
2）充电站系统设备主拓扑图
（1）充电站配套充电桩
直流一体式充电桩为快充，预计在2个小时左右能充满一台交交车。
交流充电桩为慢充，预计6~8h可以充满。
（2）与之配套的电气设备为：
箱变（含高压柜、变压器、低压柜）、户外交流柜等。
（3）新建充电站，配置消防、空凋、安防、标示等。
（4）电网至箱变的连接电缆、低压柜至充电桩的连接电缆，均根据现场情况拟定长度、走向。
（5）充电站配置一套充电桩监控后台和一套计费系统以及站区监控系统，其中充电桩监控后台对下可监控、对上可接受并上传数据，其操作界面可实现“四遥”。
箱变：
包含高压柜、进线柜、计量柜、出线柜，低压侧配电柜等。
值班房：
操作员工作站、发卡充值设备、充电监控大屏幕、通信柜、UPS等。
充电站进线采用10kV单路，10kV侧采用单母线接线方式。
高压柜采用真空断路器中置式开关柜。
设进线柜、计量柜、出线柜。
根据目前电动汽车充电站负荷变化较大、空载时间长的特点，设计选用干式低损耗节能型变压器。
变压器容量详见专变容量计算。
站内设通信电源柜、UPS柜，在站内停电时可保证站内监控设备、照明等持续用电。
根据规范，充电站接地电阻按不大于4欧设计。
设计采用水平接地体为主，垂直接地体为辅的接地方式，水平接地体采用TJ-120铜绞线，垂直接地体采用φ25，长2500的铜棒，沿进站电缆及10kV电缆沟外引，并在站内采用离子接地措施以满足接地要求。
3.2.1充电站系统设备配置
10kV配电系统配置原则
充电站进线电源采用10kV单路供电，10kV侧采用单母线接线方式。
高压柜采用真空断路器。
设进线柜、计量柜、出线柜。
配电系统主要设备选型原则
根据目前电动充电站负荷变化大、空载时间长的特点，设计选用干式低损耗节能变压器。
3.2.2配电变压器容量计算
南沙区南沙湾公交总站配电变压容量（SN）选择主要根据充电站内充电机的输入容量（用S表示，根据充电机的输出功率P进行折算）、充电机数量N、充电机同时系数Kx及变压器最佳负荷率βm，功率因数COSΦ可以达到0.99，充电机容量折算采用如下算法：
直流充电桩总容量：
S1=NP=16*60=960KW
交流充电桩总容量：
S2=NP=（4*7）*3=84KW
充电机总容量：
S=（S1+S2）/（COSΦ*η）=（960+84）/（0.99*0.95）=1110kVA
η为充电机工作效率，高频开关整流充电机取0.95。
配电变压器容量为：
SN=（Kx*S+Se）/βm=（1110*1+50）/0.8=1450kVA
充电机同时系数（Kx）由充电机使用情况和数量决定，取值范围1。
βm为变压器最佳负荷率，取0.8。
Se为充电站内其他设备用总负荷量，包括空调、照明、办公用电负荷等。
接地系统：
采用变压器中性点直接接地系统，采用TN-S接地方式，接地电阻不应大于4欧姆。
3.2.3充电站监控系统
充电站建设投运后，会面临费用结算、充值管理、定期巡检、日常维护、故障处理、数据汇总、指标核算、经营优化、效率提升等管理动作，需要依靠自动化的站级监控系统完成。
推出的智能能源网关+云管理平台+APP/微信服务号的完整电站运营解决方案，结合物联网、移动支付、云计算、分布式等先进技术，具备设备管理、资金结算、充电服务三大功能板块。
EN+科技致力于提供简洁、低廉、轻便、免维护的工作平台，帮助充电运营方花费最少的投资，获得更多的收益，从而让运营方专注于核心管理动作。
a）监控系统的结构
本站计算机监控系统采用分层分布式结构，以间隔为单元，按对象进行设计，分站控层和间隔层。
站控层设备集中设置，采用自适应双以太网，并实现整个系统的监控功能，站控层包括操作员工作站/微机五防工作站，间隔层设备实现就地监控功能，链接各间隔单元的智能I/O设备等。
为使整个监控系统能安全可靠的运行，监控系统具有相应的安全、保护措施。
b）系统功能
Ø运行监视功能：
主要包括充电站正常运行时的各种信息和事故状态下得自动报警，站内监控系统能对设备异常和事故进行分类，设定等级。
当设备状态发生变化时推出相应画面。
事故时，事故设备闪光直至运维人员确认，可方便的设置每个测量点得越线值、极限值，越线时发出声光报警并推出相应画面。
Ø运行管理功能：
可进行自诊断，在线统计和制表打印，按用户要求绘制各种图表，定时记录充电站运行的各种数据，采集电能量，按不同时段进行电能累加和统计，最后将其制表打印。
Ø远动功能：
在站级层设置远动终端，按双通道考虑。
可从计算机网络上直接获得站内全部运行数据，可与调度端主站进行通信，将其所需的各遥测、遥信和电能信息传给调度端，同时可接收调度端发来的各种信息，并具有通道监视功能。
Ø控制和操作：
实现对智能充电机的操作和控制，包括开始、停止、紧急停止的控制；在充电机向电动汽车充电时，根据用户选择的充电方式，自动调正充电机输出，即根据充电机连接电池类型及其充电特性，调整各阶段充电参数，并下发给充电机；在电动汽车电池向电网充电时，根据调度指令自动调整输出功率。
Ø管理功能：
能量协调与管理：
结合电能质量与当前设备的时间运行工况，对站内各种充电机的运行定值参数和运行状态进行调节，实现系统能量的协调和管理。
Ø用户交易信息管理：
对用户帐号中的消费信息以及车辆充电过程信息进行管理，如当前的剩余金额，充电历史记录。
卡片对应车辆信息管理以及相关电池及单体电池若干信息的管理，充电过程的历史电流电压波形。
Ø设备管理：
监控系统能自动统计设备运行小时数、动作次数、事故和故障次数以及相应的时间等，以便考核并合理安排运行和检修计划，设备检修要挂检修牌。
Ø管理维护：
可供系统管理员进行系统维护用，可完成画面、数据库的定义、修改、系统参数的定义、修改，报表的制作、修改等工作。
C）系统特点
Ø低成本部署
●充电运营平台不同于传统的软件架构，采用云平台+SaaS的服务模式，用户购买对应电桩数量的软件使用权，无需独立部署整套系统，降低投资成本。
●公司专业的系统工程师团队负责全部的运营系统维护与管理工作，用户可专注于日常工作，无需设立专人维护服务器、系统平台等。
Ø灵活扩展
●充电运营平台采用插件化的授权方式，用户可根据实际业务需要，选择和购买需要使用的功能项，后续跟随业务变化也可继续增加功能选项。
●按需购买实际电桩数量的软件使用权，后续如继续建设，可随时、便捷购买新增电桩的软件使用权，扩容简单。
Ø响应快速
●充电运营平台采用B\S架构，免客户端，用户打开网页浏览器连接互联网即可使用软件功能，新增需求、问题处理等系统平台修改完成后即可上线，不涉及复杂的配置、升级、兼容性问题。
●智能充电桩支持通过运营平台远程、智能升级，对于用户细分需求，可以通过修改充电桩软件并集中远程升级方式快速实现，相对于传统的维护人员抵达现场近端升级的方式，成本、速度得到大幅度的优化。
公司针对运营方还免费提供手机APP、微信公众服务号，为车主提供移动式智能服务，帮助车主利用网络在线寻桩、预约、付费等，充电运营商无需增加投资即可拥有完整的端到端解决方案，从而为电动车主提供更加优秀的服务，获取长期收益。
3.3停车场充电桩现场信息
第4章金霆充电站及充电桩介绍
4.1充电站系统组成
充电站主要有5大子系统、另加充电设备房组成。
充电站执行功能的主要是：
直流充电、交流充电系统；监控主要是由：
配电检测、充电检测、以及安防系统组成；计量计费系统属电站用电量管理系统。
配电系统属充电站电源管理设备。
上述全部系统，保证充电站能够正常、安全、稳定、高效的运行。
（1）充电站组成系统框图如图2-1：
（2）充电站电气系统一次图见变配电系统接线图
4.2直流充电机系统主要特点
高效低谐波，A类品质；
模块化设计，系统可靠；
宽电压输出，使用方便；
监管系统好，多项专利。
4.2.1高效低谐波，A类品质
系统效率≥95%，充电模块50℃满功率输出，功率密度行业领先，设备能耗低，能源利用率高。
全系列充电模块采用有源功率因数校正技术，符合国网A级设备要求，输入THDi<5%,功率因数高达0.99，站内无需单独配置消谐装置，节省空间和成本。
4.2.2模块化设计，系统可靠
模块化设计，系统采用多模块并联输出方式，配置灵活，运维管理方便；多机冗余互备，单机故障不影响系统，极大提高系统可靠性和稳定性。
每个充电站既可配置大功率快充，也可多方式调配功率充电。
4.2.3全方位保护，运行安全
具有输入、输出、部件自检及操作连接保护：
输入过、欠压保护；直流输出过压、短路保护；模块过热保护及模块故障；绝缘故障保护；充电机与电池连接检查等。
确保系统安全可靠运行，有效防止各种意外情况发生。
4.2.4宽电压输出，使用方便
充电模块：
200V-750V，模块输出电压调节范围宽，连续可调，满足不同蓄电池组端电压的充电需要，增加用户价值：
一机多用，可为不同电压等级的电动汽车充电，无需单独定制不同输出电压的充电机，提高充电机的利用率。
4.2.5监管系统好，多项专利
金霆充/换电站采用自主开发的监管系统，架构先进，在项目实践中总结研发多项技术专利，可实现对充/换电站计量、设备管理、场所管理等运行、管理需要。
4.3直流一体式充电桩
本系统将充电机、充电接口、人机交互界面、通信、计费等部分集成为一个整体，适用于户外为电动汽车进行直流快速充电。
4.3.1系统特点
适应超强的电压输入输出，输入电压范围宽达380Vac±20%.,具备200-750Vdc全范围直流输出电压。
可调节电流电压的输出以满足不同类型的电池充电要求。
具备智能的风冷系统，挑选严格的器件组成超长寿命的充电系统。
采用领先的DSP技术，强大的运算与控制功能使整个系统智能节能高效运行。
具有交流输入过/欠压保护，过温保护，直流输出过/欠压，过流/短路保护。
输出反灌保护，急停，防雷保护，热插拔维护等功能多种充电方式可选，支持4G模块无线传输，手机APP可随时观看充电电量充电时间充电费用等，支持移动支付，刷卡支付方式，具备完善准确的计费系统。
具有防水、防尘、安装调试方便、功能全面等特点，人性化设计，操作简便并提供语音操作指引。
兼容性强，针对不同类型电动汽车充电。
4.3.2技术参数
规格
产品型号
JTEV-DC030K
JTEV-DC060K
JTEV-DC120K
外观结构
产品名称
一体式直流充电桩
使用场景
充电站等快充场合
外壳材质
白色金属机身
设备尺寸
550*740*223mm
530*700*1460mm
600*700*1700mm
安装方式
壁挂式\落地式
充电组件
充电枪*1
（2）
走线方式
下进线，下出线
线缆长度
4m
4m
4m
电气指标
输入电压
380V
输入频率
50Hz
最大功率
30KW
60KW
120KW
计量精度
1级
输出电压
250V-750V
输出电流
0-60A
0-120A
0-160A
待机功耗
3W
环境指标
适用场景
户内/户外
工作温度
-25℃~+50℃
工作湿度
5%~95%无凝露
工作海拔
<2000m
防护等级
IP54
冷却方式
强迫风冷
噪声控制
≤60dB
安规认证
NB\T33008、NB\T33001、EN61851-1:
2011、EN61851-23:
2014
MTBF
100,000小时
特殊防护
防UV设计
安全设计
过压保护
欠压保护
过载保护
短路保护
漏电保护
接地保护
过温保护
低温保护
防雷保护
倾倒设计
人机交互
CAN通讯
RS485
以太网口
IC卡支付
指示灯
LCD屏
用户界面
扩展界面
4.4交流充电桩
交流充电桩与电动汽车车载充电机配合使用，为电动汽车提供慢速充电，一般安装在大中型城市的高档住宅小区、CBD、购物中心等。
4.4.1、本产品特点：
Ø交流充电桩分为壁挂式、落地式两种。
交流桩桩体是一样的，只需增加相应的安装附件，就可以适用不同的安装方式，通用性强。
Ø交流充电桩可配置大液晶显示屏，提供高质量可动态的视频媒体服务。
Ø具有紧急停止充电按钮，在紧情况下，可以按下此按钮结束充电。
Ø具有短路保护、过载保护、漏电保护功能，能很好地保护设备及人身安全。
Ø充电桩拥有远程监控、移动支付、自动结算、APP寻桩、预约及导航功能的充电管理平台，软硬兼有的产品体系，为用户提供更好的服务体验。
Ø稳定安全
a．整体防护等级达到IP65，防水防尘性能极佳，能够广泛应用于暴雨、沙尘等恶劣环境；
b．金属机身采用户外专用喷粉工艺以实现防UV设计，露天暴晒场景不变色不脱班；
c．部件均采用工业级元器件，可靠性能充分保证；
d．MTBF时间长达100，000小时，设计寿命高达15年；
e．独创倾倒保护设计，桩体姿态偏移自动断电，接触碰撞情况安全隐患。
Ø创新技术
a.可支持车位侦测功能，更好支持运营管理；
b.可支持车位锁联动，可实现桩位预约、桩位共享等需求；
c.充电集群管理，保证电气安全达到综合输出最优；
d.待机状态功耗低于5W，工作状态自身功耗低于10W，处于行业超前水平；
e.交流桩结构可壁挂式、落地式、抱杆式安装，最大程度适应不同场地条件。
Ø最优适配
a.系统模块化设计，刷卡、屏幕、车位侦测等均可按需配置，匹配实际需求，节省投资；
b.支持WIFI\CAN\GPRS\RS485\Bluetooth\DI\DO等各类接口，满足客户不同需求；
c.可支持远程升级，快速满足需求变更。
4.4.2、技术参数表
详细规格
产品型号
JTEV-AC7K-02
JTEV-AC7K-00
JTEV-AC7K-03
JTEV-AC7K-04
外观结构
产品名称
即插即用交流桩
运营版交流桩
带屏无卡交流桩
带屏刷卡交流桩
使用场景
家庭或内部自用
配套运营管理系统
配套运营管理系统，带显示屏
行业招标标准产品
外壳材质
钢化玻璃面板，白色金属机身
设备尺寸
373*253*149mm （ L*W*H ）
安装方式
壁挂式\落地式
安装组件
壁挂背板266.5*147*26mm （ L*W*H ）（标配）；落地立柱205*100*1500mm （ L*W*H ）（需单独采购）
走线方式
壁挂式上进线，落地式下进线；统一为下出线
设备重量
<7kg
通讯组件
（需单独采购）
──
能源网关
能源网关
能源网关
线缆长度
4m
4m
4m
4m
电气指标
输入电压
220V
输入频率
50Hz
最大功率
7KW
计量精度
1级
输出电压
220V
输出
升级会员 