安(ān)科瑞 陳(chén)聰

摘要：《2020 年(nián)政(zhèng)府(fǔ)工作報(bào)告(gào)》指(zhǐ)出(chū)：加(jiā)強(qiáng)新(xīn)型基礎設(shè)施建設(shè)
，發展(zhǎn)新(xīn)一(yī)代信息網絡(luò)
，拓(tuò)展 5G 應用
，建設數(shù)據(jù)中心(xīn)
，增加(jiā)充電樁(zhuāng)，換(huàn)電站等(děng)設施(shī)
，推廣(guǎng)新能(néng)源(yuán)汽車
，激發新(xīn)消費(fèi)需求，助力產(chǎn)業升(shēng)級。充電樁(zhuāng)作為新(xīn)能(néng)源汽(qì)車(chē)產業(yè)發展(zhǎn)與推(tuī)廣的(dí)配(pèi)套設施(shī)
，將迎來高(gāo)速發(fā)展機(jī)遇(yù)。《實(shí)施城(chéng)市(shì)更新行(háng)動》明確(què)：加強城(chéng)鎮老(lǎo)舊小區改造
，是(shì)重大(dà)的民生工程和(hé)發展工(gōng)程(chéng)。目(mù)前在多重(zhòng)政(zhèng)策(cè)推動下(xià)
，各地(dì)紛(fēn)紛(fēn)製(zhì)定了技術導則
，老(lǎo)舊小(xiǎo)區(qū)改(gǎi)造(zào)分為“基(jī)礎類”“*類”“提升類”。國家啟動“新基建(jiàn)”
，國(guó)家發改委“關於(yú)進(jìn)一步(bù)提升電動汽車充電基礎(chǔ)設施服(fú) 務保障能(néng)力的(dí)實施(shī)意見”（發改(gǎi)能源(yuán)規(guī)〔2022〕53 號） 發布
，都(dū)將會加大(dà)老舊(jiù)小區充電樁(zhuāng)的建設步(bù)伐
，積(jī)極(jí)滿(mǎn) 足老舊(jiù)小區居民關於(yú)電(diàn)動汽車(chē)充電(diàn)的迫切(qiē)需求。

關鍵(jiàn)字： 充電(diàn)樁  變壓器  安全(quán)

1 趨勢分析

根據(jù) GB / T 51313 - 2018 《電動汽車分散充電設(shè)施工(gōng)程技術標準(zhǔn)》（以下(xià)簡稱(chēng) 《汽(qì)車(chē)充電(diàn)標(biāo)準》）第3.0.2條(tiáo)：“新建(jiàn)住(zhù)宅配建停(tíng)車位應100 %建設充電(diàn)設(shè)施或(huò)預留建設安裝條件(jiàn)”不適用老舊(jiù)小(xiǎo)區的(dí)改造。由(yóu)於老(lǎo)舊(jiù)小區(qū)一般建於2000年年底以前(qián)
，不(bù)同於(yú)棚改的(dí)“推倒(dǎo)重建”
，而(ér)是(shì)在既有基礎(chǔ)上(shàng)“提檔升級”
，隻能依據第(dì)3.0.2條第3款：“既(jì)有停(tíng)車(chē)位(wèi)配(pèi)建分散(sàn)充電設施
，宜結合(hé)電動汽(qì)車的(dí)充(chōng)電需(xū)求和配(pèi)電網現狀(zhuàng)合(hé)理(lǐ)規劃(huá)，分步實(shí)施”。老舊(jiù)小區(qū)因前(qián)期用電規(guī) 劃(huá)中未涉及電動汽車充電(diàn)設施
，當時設計的(dí)變(biàn)壓(yā)器容量(liáng)也因電(diàn)力(lì)發展負荷(hé)容量(liáng)逐(zhú)步(bù)增加(jiā)而接(jiē)近(jìn)飽和(hé)
，導致(zhì)後期(qī)加(jiā)裝(zhuāng)充電樁變(biàn)得(dé)非常困(kùn)難。本文(wén)不討(tǎo)論充電設施安裝(zhuāng)地點選(xuǎn)擇困(kùn)難，增容影(yǐng)響(xiǎng)小(xiǎo)區電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)等難點問(wèn)題
，僅討論老(lǎo)舊(jiù)小區如(rú)何在(zài)不增容的前提(tí)下盡(jìn)可(kě)能多地(dì)增設充(chōng)電樁應(yīng)用
，以滿足(zú)居(jū)民(mín)的強烈需求。筆者調(tiáo)研(yán)了(liǎo)所(suǒ)在城市 2 個上世紀90 年代的典型(xíng)老舊(jiù)小區(qū)
，一個是(shì)某醫(yī)院家屬(shǔ)院(yuàn)（簡(jiǎn)稱 A 小區）
，一個是(shì)多(duō)層(céng)住宅小(xiǎo)區（簡稱(chēng) B 小(xiǎo)區(qū)）。A 小(xiǎo)區變壓器除承擔住(zhù)宅用(yòng)電外還(huán)承擔一部(bù)分醫(yī)院(yuàn)附屬(shǔ)用房(fáng)用(yòng)電
，包括燃氣鍋爐房(fáng)，食堂，後勤(qín)辦(bàn)公(gōng)
，鍋(guō)爐(lú)房負荷容量(liáng) 60 kW 僅在冬季投(tóu)入；B 小區(qū)變(biàn)壓(yā)器(qì)承擔住宅用電和臨(lín)街商鋪用(yòng)電
，變壓(yā)器負載率調(tiáo)研數據(jù)如表 1 所(suǒ)示。由表 1 可看出(chū) A 小(xiǎo)區變(biàn)壓(yā)器尚有一部(bù)分冗餘(yú)
，B 小區(qū)變壓器容量接近(jìn)飽和
，沒有擴容(róng)可能
，但穀峰差異(yì)比較懸(xuán)殊(shū)。經(jīng)調研(yán)
，居民對(duì)充(chōng)電樁有需(xū)求(qiú)
，而物業(yè)部(bù)門由於(yú)電力負荷(hé)不(bù)夠，車(chē)位較(jiào)少(shǎo)，如(rú)何(hé)收費，充(chōng)電樁(zhuāng)如(rú)何選擇(zé)，充電安全(quán)等問(wèn)題(tí)製(zhì)約(yuē)表示(shì)很(hěn)無奈(nài)。經筆者溝通
，物業(yè)部門(mén)表(biǎo)示隻要(yào)在(zài)不增(zēng)容的前(qián)提(tí)下
，也願(yuàn)意想辦(bàn)法改造增設(shè)充(chōng)電(diàn)樁
，畢(bì)竟(jìng)這是大(dà)勢(shì)所(suǒ)趨
，也是(shì)老舊小(xiǎo)區改造中“提(tí)升類”的要求。

表 1 老舊(jiù)小區(qū)變壓器(qì)負載(zǎi)率

2 老舊(jiù)小(xiǎo)區改造中(zhōng)充電樁的(dí)選(xuǎn)擇應(yīng)用

電動(dòng)汽(qì)車充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)分為(wéi)交流和直流(liú)兩(liǎng)類
，如(rú)表 2 所(suǒ)示。鑒(jiàn)於(yú)充電(diàn)樁有“交(jiāo)流慢速充電”和“直(zhí)流(liú)快(kuài)速充 電(diàn)”的(dí)特點
，結合老舊小區居(jū)民出(chū)行規律允(yǔn)許有較(jiào)長的持(chí)續充電時間(jiān)
，尤(yóu)其(qí)是有峰(fēng)穀(gǔ)電價(jià)調節地(dì)區(qū)的居(jū)民用戶對電(diàn)價的敏(mǐn)銳度更強
，適(shì)合選(xuǎn)擇“交流慢充” 方(fāng)式(shì)。交流充(chōng)電(diàn)樁接入220 V電(diàn)源(yuán)就可(kě)以(yǐ)使(shǐ)用(yòng)
，並且(qiě)交流單(dān)相充電(diàn)樁(zhuāng)充電功率(shuài)是 7 kW
，電流(liú)小(xiǎo)於(yú)32A；而直流充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)充(chōng)電功率一般(bān)都在(zài) 30 kW 以上
，單槍(qiāng)的(dí)輸(shū)入電流較大
，這(zhè)對(duì)變壓(yā)器(qì)容量(liáng)和供電(diàn)綫(xiàn)路都是(shì)一(yī)個巨(jù)大的考(kǎo)驗
，一般(bān)老(lǎo)舊(jiù)小區甚至(zhì)一台都(dū)安(ān)裝不(bù)了。從安(ān)裝角(jiǎo)度考慮(lǜ)
，直流充電樁安(ān)裝成(chéng)本(běn)比(bǐ)較(jiào)高
，綫路敷(fū)設甚至(zhì)比(bǐ)設(shè)備成本還要高。因此
，交(jiāo)流(liú)單相 7kW慢(màn)充充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)適合(hé)老舊(jiù)小區的(dí)改(gǎi)造。電動汽(qì)車(chē)充(chōng)電具有(yǒu)間歇(xiē)性(xìng)和(hé)不規(guī)律(lǜ)性
，集中充(chōng)電(diàn)易(yì)導致電網常規用(yòng)電高峰(fēng)重疊(dié)
，會影(yǐng)響(xiǎng)小(xiǎo)區(qū)電網正常(cháng)運(yùn)行(háng)
，隻(zhī)有實(shí)行(háng)分布錯(cuò)峰充電
，才能(néng)避免充電(diàn)負荷(hé)與生活(huó)用電負荷(hé)高峰時段重疊(dié)。這(zhè)樣的話(huà)
，在現有小(xiǎo)區(qū)變壓器(qì)不(bù)增容的(dí)情(qíng)況下(xià)
，通(tōng)過製(zhì)定(dìng)電動(dòng)汽車有序(xù)充(chōng)電用電策(cè)略
，合理控製(zhì)輸出(chū)功(gōng)率
，就(jiù)能滿(mǎn)足車輛的(dí)充電需(xū)求。

表 2 電動汽(qì)車充電(diàn)樁(zhuāng)分(fēn)類

3 分時共享有序充(chōng)電(diàn)係統的(dí)解決(jué)方(fāng)案

圖 1 係統圖(tú)

  針對老舊小區改(gǎi)造中充(chōng)電樁(zhuāng)應(yīng)用(yòng)難(nán)題
，電動汽(qì)車充電(diàn)樁(zhuāng)分(fēn)時共享(xiǎng)，有序充電(diàn)管(guǎn)理(lǐ)係統可以(yǐ)滿(mǎn)足老舊(jiù)小區(qū)的改(gǎi)造需求(qiú)。係(xì)統通過監(jiān)測配(pèi)電(diàn)變壓器(qì)功(gōng)率(shuài)限(xiàn)值，實時負荷及上級(jí)係(xì)統的控製指(zhǐ)令(líng)等情況(kuàng)
，動(dòng)態控(kòng)製充電(diàn)樁的(dí)上綫(xiàn)數量，充電輸出等(děng)
，從(cóng)而實現(xiàn)小區電(diàn)網“車 - 樁 - 網”協(xié)調調度
，如(rú)圖 1 所示。配電(diàn)監控(kòng)管理裝(zhuāng)置(zhì)通(tōng)過通信單元(yuán)與網絡運營(yíng)管理(lǐ)平(píng)台之(zhī)間(jiān)實(shí)現以太網通信
，測(cè)量配(pèi)電(diàn)變壓器的容量
，實時(shí)上傳配(pèi)電網中電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率(shuài)，負(fù)載(zǎi)冗餘(yú)量(liáng)等(děng)參數(shù)
，運營管(guǎn)理(lǐ)雲平台(tái)根(gēn)據電網參數信(xìn)息(xī)對充電樁的(dí)接入(rù)，退出，充(chōng)電(diàn)，輔源輸(shū)出(chū)等(děng)運行(háng)狀態進行(háng)控製操作(zuò)；網(wǎng)絡運營(yíng)管理平台(tái)通(tōng)過(guò)以(yǐ)太(tài)網通(tōng)信方式分(fēn)別與交流(liú)充電(diàn)樁(zhuāng)的主(zhǔ)控單元和(hé)直(zhí)流充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)主控單(dān)元(yuán)連接(jiē)；交(jiāo)流充(chōng)電樁和直流(liú)充(chōng)電樁(zhuāng)均通(tōng)過(guò)充電(diàn)樁(zhuāng)主控(kòng)單(dān)元(yuán)，保(bǎo)護(hù)及監測(cè)單元，刷(shuā)卡(qiǎ)單元(yuán)，計量(liáng)單元(yuán)，費用結算單(dān)元(yuán)，人(rén)機交(jiāo)互單(dān)元(yuán)，輸出單(dān)元，輔(fǔ)助(zhù)電源切換單(dān)元來實(shí)現(xiàn)交流(liú)充電樁和直流充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的控製(zhì)引導，安(ān)全保(bǎo)護(hù)及(jí)監(jiān)測(cè)，人機(jī)交(jiāo)互(hù)，計量及(jí)費(fèi)用核算(suàn)，充(chōng)電記(jì)錄及故(gù)障信息存儲；網絡運營管理平台(tái)與手(shǒu)機 APP 客戶端(duān)相互通信。實時(shí)監(jiān)測變壓器負荷(hé)
，當(dāng)負荷超過(guò)50%時
，係統(tǒng)會(huì)限製新增開(kāi)始(shǐ)充(chōng)電的(dí)充電樁(zhuāng)的功率
，降(jiàng)為50%
，當(dāng)變壓器(qì)負荷超(chāo)過(guò)80%時(shí)
，係(xì)統將(jiāng)不允許(xǔ)新(xīn)增充(chōng)電樁開始充電
，直到負(fù)荷下(xià)降(jiàng)為(wéi)止
，大幅(fú)度提(tí)升了配(pèi)電網(wǎng)管(guǎn)理(lǐ)充(chōng)電樁的能力(lì)
，在不(bù)進行小(xiǎo)區(qū)配(pèi)網升(shēng)級(jí)改(gǎi)造的情況下
，使(shǐ)得充電樁的(dí)安(ān)裝量(liáng)增(zēng)加(jiā)
，同時實(shí)現(xiàn)電網削(xiāo)峰填穀(gǔ)的目標(biāo)。

  ASCP200-40B防火限(xiàn)流式保(bǎo)護器是安(ān)科瑞(ruì)專門為了保(bǎo)護(hù)低壓配電綫(xiàn)路(lù)中短路，過(guò)載，超溫(wēn)，漏(lòu)電(diàn)和(hé)過/欠(qiàn)壓(yā)等問(wèn)題研(yán)發
，可以合理克(kè)服(fú)傳統(tǒng)斷(duàn)路器(qì)，空氣(qì)開(kāi)關(guān)和(hé)監(jiān)控設備存在的(dí)短路(lù)電流(liú)大，切斷(duàn)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流時(shí)間長，短路時(shí)產(chǎn)生(shēng)的(dí)電弧火(huǒ)花(huā)大
，以及(jí)使(shǐ)用壽命(mìng)短等弊端
，當(dāng)發(fā)生短路故障(zhàng)時
，能以微秒級速度快速限製短路電流以(yǐ)實現滅(miè)弧保護(hù)
，從而能(néng)顯(xiǎn)著減(jiǎn)少電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災事(shì)故(gù)
，保障使用場(cháng)所人員和(hé)財產的(dí)安(ān)全(quán)。

4 結(jié)語(yǔ)

城鎮老舊小(xiǎo)區改造中增設充(chōng)電設(shè)施是(shì)帶動電動汽車消(xiāo)費
，帶領(lǐng)低碳生活(huó)，推(tuī)進綠(lǜ)色發(fā)展(zhǎn)的重(zhòng)要舉措(cuò)
，設計人員應根據小(xiǎo)區實(shí)際情況設(shè)計(jì)安全的充電設施(shī)
，盡可能在不(bù)進行(háng)小區配網(wǎng)升(shēng)級改(gǎi)造(zào)的情(qíng)況下(xià)進行部(bù)署(shǔ)。並(bìng)通過智能物聯，分(fēn)時(shí)共(gòng)享，有(yǒu)序充電等新技(jì)術實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車參與(yǔ)電力(lì)運(yùn)行削(xiāo)峰填穀
，提高電網(wǎng)效率
，推(tuī)動充(chōng)電(diàn)樁在智慧(huì)交通，智慧城市建設(shè)中(zhōng)發揮重要作用(yòng)。