安科瑞 陳(chén)聰

1. 概(gài)述

2023年(nián)12月(yuè)23日(rì)蔚來宣布(bù)了一(yī)項(xiàng)重(zhòng)要(yào)的計(jì)劃(huá)，表(biǎo)示蔚(wèi)來將(jiāng)在2024年新建1000座換電站(zhàn)，這將(jiāng)使蔚(wèi)來的換電站總數(shù)達(dá)到3310+座，2025年(nián)蔚來將建成覆蓋“九縱(zòng)九橫(héng)十九(jiǔ)*城市(shì)群(qún)”的(dí)高(gāo)速換電(diàn)網(wǎng)絡(luò)，並且全(quán)球(qiú)換(huàn)電(diàn)站數(shù)量(liáng)將(jiāng)超過4000座(zuò)。此外(wài)，蔚來還計劃(huá)在(zài)2024年(nián)新增20000根充電樁，使充電(diàn)樁總(zǒng)數達到41000+根(gēn)。這(zhè)一戰(zhàn)略規(guī)劃的(dí)主要(yào)目(mù)標是(shì)為(wéi)車(chē)主提供(gōng)更加便捷(jié)的充電(diàn)和換電服務(wù)，與(yǔ)傳統的充電(diàn)樁相(xiāng)比，蔚來(lái)換電(diàn)站能(néng)夠(gòu)在(zài)短時間內完(wán)成(chéng)電(diàn)池充(chōng)電和更(gēng)換(huàn)，提供更(gēng)快捷(jié)的(dí)充(chōng)能解決方案(àn)，這也(yě)成為了(liǎo)吸(xī)引新(xīn)能源汽車消費者的一大(dà)亮點。

蔚來(lái)自(zì)建(jiàn)充(chōng)換電(diàn)站的(dí)計(jì)劃(huá)堪比當(dāng)年京東自建物(wù)流，盡(jìn)管(guǎn)當年很多人(rén)不(bù)看(kàn)好，但是現在的(dí)京(jīng)東(dōng)物流(liú)現在(zài)已(yǐ)經成(chéng)為京東(dōng)電商(shāng)生態的重要競爭力之一。而(ér)重視用戶體驗的蔚來(lái)為用戶(hù)建(jiàn)立起(qǐ)*的(dí)充換電(diàn)網絡，不僅(jǐn)可(kě)以更好的服(fú)務於(yú)用戶，而且數(shù)以千(qiān)計的(dí)充(chōng)換電(diàn)站構(gòu)建(jiàn)的(dí)虛(xū)擬電(diàn)廠未來也(yě)可能是(shì)中(zhōng)國能源(yuán)市(shì)場(cháng)的重要參與者和獲(huò)益(yì)者(zhě)。

盡(jìn)管(guǎn)布局充換電(diàn)站對蔚來(lái)的(dí)意義非常(cháng)重大，但是(shì)同時(shí)也耗資龐大(dà)。根(gēn)據蔚(wèi)來2023年全年財(cái)報數據來看(kàn)，依舊處於虧損階段，而(ér)相比其(qí)他造(zào)車(chē)新勢力，蔚來(lái)為(wéi)提高用(yòng)戶體驗(yàn)而花了(liǎo)更(gēng)多的錢(qián)來布(bù)局充換電站。充(chōng)換電站屬於重資(zī)產(chǎn)，建造和運(yùn)營前(qián)期(qī)都需要投(tóu)入大量(liáng)資(zī)金(jīn)，通過數(shù)字(zì)化(huà)平台(tái)來運維管(guǎn)理顯然可以(yǐ)在提升用戶體驗的(dí)同時大幅降(jiàng)低充換電(diàn)站(zhàn)的運營(yíng)成本。

圖1-1 蔚來充換電站(zhàn)NIO House

2. 充(chōng)換(huàn)電站的供配(pèi)電係(xì)統及智能化(huà)要求(qiú)

充(chōng)換電站變配電係(xì)統(tǒng)通常采(cǎi)用(yòng)箱式(shì)變電站，由(yóu)高壓室，變壓(yā)器室(shì)和低壓室三個(gè)獨立小室(shì)組(zǔ)成，用(yòng)電容(róng)量一(yī)般在630kVA~1250kVA之間，根(gēn)據(jù)充換電站(zhàn)的(dí)規模而定(dìng)，如圖2-1所示(shì)。

圖(tú)2-1 充換(huàn)電站箱變典型一(yī)次圖

圖(tú)2-2 充換電(diàn)站(zhàn)箱(xiāng)式(shì)變(biàn)電(diàn)站(zhàn)

蔚來對(duì)充換電(diàn)站箱(xiāng)變智(zhì)能(néng)化做(zuò)了標(biāo)準化(huà)要(yào)求，對(duì)箱式變(biàn)電站(zhàn)電(diàn)氣(qì)參數(shù)，接點(diǎn)溫(wēn)度(dù)，變(biàn)壓(yā)器室和高低壓(yā)室(shì)內環境(jìng)參(cān)數(shù)監測要求見(jiàn)表(biǎo)2-1。

表(biǎo)2-1 箱式變電(diàn)站數(shù)字化監(jiān)測要(yào)求(qiú)

3. 充(chōng)換電站(zhàn)數字化監(jiān)控和(hé)運維解決方(fāng)案(àn)

3.1. 設備配(pèi)置及(jí)組網方案

根據(jù)需求現(xiàn)場(cháng)箱(xiāng)式(shì)變(biàn)電(diàn)站配置安(ān)科瑞微機保護(hù)裝置，諧波檢測(cè)裝置，多功(gōng)能儀(yí)表，無(wú)綫測溫傳感(gǎn)器，無功補(bǔ)償控製器(qì)和智(zhì)能電容補(bǔ)償裝(zhuāng)置等，通過(guò)RS485總綫(xiàn)接(jiē)入設置(zhì)在智慧測控(kòng)櫃內(nèi)的智(zhì)能網關ANet-2E4SM，最後通(tōng)過(guò)4G上傳至蔚來充換(huàn)電站運(yùn)維管理(lǐ)平台，設備配(pèi)置(zhì)圖見(jiàn)圖3.1-1，現場設(shè)備組(zǔ)網結(jié)構圖建圖(tú)3.1-2。

圖(tú)3.1-1 充換電站箱式變電站智(zhì)能裝(zhuāng)置(zhì)配(pèi)置

圖(tú)3.1-2 現場(cháng)設(shè)備組網結構圖

3.2. 設(shè)備(bèi)選型表

表(biǎo)3.2-1 蔚來(lái)充換電站(zhàn)箱(xiāng)變(biàn)智能化(huà)設備選(xuǎn)型表

3.3. 智(zhì)能網關(guān)及平台

由於蔚來(lái)已(yǐ)經建設(shè)了(liǎo)充換電站(zhàn)運(yùn)維管理平台，本(běn)項目箱變數據通(tōng)過ANet-2E4SM智(zhì)能網(wǎng)關采集(jí)後，按照(zhào)蔚來(lái)運(yùn)管平台(tái)要(yào)求的數據格(gé)式上(shàng)傳平(píng)台。智能(néng)網關采用嵌(qiàn)入式係統，具備(bèi)本(běn)地(dì)數(shù)據采集，邏(luó)輯判斷，協議(yì)轉換，斷(duàn)點(diǎn)續傳，數(shù)據加密，協(xié)議(yì)定製(zhì)等(děng)功能(néng)，可(kě)以(yǐ)無縫(féng)對接上級平(píng)台(tái)。

安(ān)科瑞Acrelcloud-1000電力運維(wéi)平台(tái)也(yě)可(kě)以(yǐ)滿(mǎn)足箱變運(yùn)維管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能(néng)，平(píng)台(tái)可同時接入(rù)數(shù)以千計的用(yòng)戶(hù)變電站(zhàn)數據(jù)。平(píng)台采集的(dí)數(shù)據(jù)包(bāo)括(kuò)變電所電(diàn)氣參數和環(huán)境(jìng)數(shù)據(jù)，包括電(diàn)流電壓功(gōng)率(shuài)，開(kāi)關狀(zhuàng)態(tài)，變(biàn)壓(yā)器溫度，環(huán)境溫(wēn)濕度(dù)，浸水，煙霧(wù)，視(shì)頻，門禁等信(xìn)息，有(yǒu)異(yì)常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發出告(gào)警信號(hào)。平台(tái)通(tōng)過手(shǒu)機APP下(xià)發運維任(rèn)務到(dào)人(rén)員手(shǒu)機上，並(bìng)通過(guò)北鬥(dǒu)定位跟蹤(zōng)運維執(zhí)行(háng)過程進(jìn)行閉(bì)環，提(tí)高運維效率，及時(shí)發(fā)現缺陷(xiàn)並(bìng)做(zuò)消缺(quē)處理(lǐ)。

圖3.3-1 AcrelCloud-1000電力運(yùn)維(wéi)平(píng)台界麵

3.3.1. 電(diàn)力(lì)監(jiān)測(cè)

運維平台通(tōng)過4G網絡(luò)采集(jí)箱變配電(diàn)係(xì)統數據，包(bāo)括(kuò)電流(liú)電壓功(gōng)率電能(néng)和開(kāi)關(guān)狀(zhuàng)態(tài)等數據，掌握(wò)箱變實時和歷(lì)史數據(jù)。

3.3.2. 電(diàn)能(néng)統計(jì)

基(jī)於尖峰(fēng)平穀(gǔ)分(fēn)時電度統(tǒng)計(jì)不同時(shí)段(duàn)的電能消(xiāo)耗(hào)和用(yòng)電成本(běn)，並形成日報，月報，年報(bào)表(biǎo)，通過(guò)同比(bǐ)環(huán)比分析(xī)比較，便於用(yòng)戶計算(suàn)運營(yíng)成(chéng)本。

3.3.3. 異(yì)常(cháng)報警

箱變電(diàn)流，電壓，功率(shuài)，開(kāi)關(guān)狀態，變(biàn)壓器(qì)負(fù)荷率和繞(rào)組(zǔ)溫度，電氣接(jiē)點溫(wēn)度，環(huán)境溫濕(shī)度，煙霧(wù)，浸(jìn)水(shuǐ)，視頻，門禁信息(xī)，發生(shēng)異常情況會及(jí)時(shí)通過(guò)APP和短信向運維人員發(fā)出報警信息(xī)。

3.3.4. 運維管理

可幫(bāng)助(zhù)用戶(hù)製定巡檢(jiǎn)計劃(huá)，記(jì)錄巡檢發(fā)現(xiàn)的缺(quē)陷，並(bìng)派(pài)發(fā)消缺工單，查(chá)看巡(xún)檢軌(guǐ)跡定(dìng)位(wèi)和(hé)消缺搶修進度，反饋(kuì)任(rèn)務(wù)進度等(děng)，閉環(huán)運(yùn)維管理流(liú)程(chéng)。

3.3.5. 用戶報告

運維(wéi)平(píng)台(tái)自動生成用戶(hù)用電(diàn)及(jí)運行診(zhěn)斷(duàn)報告，對配(pèi)電(diàn)係(xì)統運(yùn)行情況提供周(zhōu)期性(xìng)診斷報告，總結配電係(xì)統存在的問(wèn)題(tí)，提出(chū)改進建議(yì)。

另外(wài)平台(tái)還(huán)具備環(huán)境(jìng)監測，視頻監(jiān)控(kòng)，電能質(zhì)量分(fēn)析(xī)，需量分(fēn)析(xī)，設備台(tái)賬(zhàng)等管理(lǐ)功能(néng)，幫助用(yòng)戶(hù)管(guǎn)理地(dì)理分(fēn)散，數量(liáng)眾多的箱變，提高供(gōng)電可靠性和(hé)設備(bèi)使(shǐ)用壽(shòu)命，降(jiàng)低運維(wéi)成本(běn)和用(yòng)電成(chéng)本。