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技術(shù)咨詢(xún)工程師:蔣靜 18761503215
1. 概述
2023年12月23日蔚來(lái)宣布了一項重要的計劃,表示蔚來(lái)將在2024年新建1000座換電站,這將使蔚來(lái)的換電站總數達到3310+座,2025年蔚來(lái)將建成覆蓋“九縱九橫城市群"的高速換電網(wǎng)絡(luò ),并且換電站數量將超過(guò)4000座。此外,蔚來(lái)還計劃在2024年新增20000根充電樁,使充電樁總數達到41000+根。這一戰略規劃的主要目標是為車(chē)主提供更加便捷的充電和換電服務(wù),與傳統的充電樁相比,蔚來(lái)?yè)Q電站能夠在短時(shí)間內完成電池充電和更換,提供更快捷的充能解決方案,這也成為了吸引新能源汽車(chē)消費者的一大亮點(diǎn)。
蔚來(lái)自建充換電站的計劃堪比當年京東自建物流,盡管當年很多人不看好,但是現在的京東物流現在已經(jīng)成為京東電商生態(tài)的重要競爭力之一。而重視用戶(hù)體驗的蔚來(lái)為用戶(hù)建立起完善的充換電網(wǎng)絡(luò ),不僅可以更好的服務(wù)于用戶(hù),而且數以千計的充換電站構建的虛擬電廠(chǎng)未來(lái)也可能是中國能源市場(chǎng)的重要參與者和獲益者。
盡管布局充換電站對蔚來(lái)的意義非常重大,但是同時(shí)也耗資龐大。根據蔚來(lái)2023年全年財報數據來(lái)看,依舊處于虧損階段,而相比其他造車(chē)新勢力,蔚來(lái)為提高用戶(hù)體驗而花了更多的錢(qián)來(lái)布局充換電站。充換電站屬于重資產(chǎn),建造和運營(yíng)前期都需要投入大量資金,通過(guò)數字化平臺來(lái)運維管理顯然可以在提升用戶(hù)體驗的同時(shí)大幅降低充換電站的運營(yíng)成本。
圖1-1 蔚來(lái)充換電站NIO House
2. 充換電站的供配電系統及智能化要求
充換電站變配電系統通常采用箱式變電站,由高壓室、變壓器室和低壓室三個(gè)獨立小室組成,用電容量一般在630kVA~1250kVA之間,根據充換電站的規模而定,如圖2-1所示。
圖2-1 充換電站箱變典型一次圖
圖2-2 充換電站箱式變電站
蔚來(lái)對充換電站箱變智能化做了標準化要求,對箱式變電站電氣參數、接點(diǎn)溫度、變壓器室和高低壓室內環(huán)境參數監測要求見(jiàn)表2-1。
表2-1 箱式變電站數字化監測要求
3. 充換電站數字化監控和運維解決方案
3.1. 設備配置及組網(wǎng)方案
根據需求現場(chǎng)箱式變電站配置安科瑞微機保護裝置、諧波檢測裝置、多功能儀表、無(wú)線(xiàn)測溫傳感器、無(wú)功補償控制器和智能電容補償裝置等,通過(guò)RS485總線(xiàn)接入設置在智慧測控柜內的智能網(wǎng)關(guān)ANet-2E4SM,最后通過(guò)4G上傳至蔚來(lái)充換電站運維管理平臺,設備配置圖見(jiàn)圖3.1-1,現場(chǎng)設備組網(wǎng)結構圖建圖3.1-2。
圖3.1-1 充換電站箱式變電站智能裝置配置
圖3.1-2 現場(chǎng)設備組網(wǎng)結構圖
3.2. 設備選型表
表3.2-1 蔚來(lái)充換電站箱變智能化設備選型表
3.3. 智能網(wǎng)關(guān)及平臺
由于蔚來(lái)已經(jīng)建設了充換電站運維管理平臺,本項目箱變數據通過(guò)ANet-2E4SM智能網(wǎng)關(guān)采集后,按照蔚來(lái)運管平臺要求的數據格式上傳平臺。智能網(wǎng)關(guān)采用嵌入式系統,具備本地數據采集、邏輯判斷、協(xié)議轉換、斷點(diǎn)續傳、數據加密、協(xié)議定制等功能,可以無(wú)縫對接上級平臺。
安科瑞Acrelcloud-1000電力運維平臺也可以滿(mǎn)足箱變運維管理功能,平臺可同時(shí)接入數以千計的用戶(hù)變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環(huán)境數據,包括電流電壓功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息,有異常發(fā)生10S內通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到人員手機上,并通過(guò)北斗定位跟蹤運維執行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán),提高運維效率,及時(shí)發(fā)現缺陷并做消缺處理。
圖3.3-1 AcrelCloud-1000電力運維平臺界面
3.3.1. 電力監測
運維平臺通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )采集箱變配電系統數據,包括電流電壓功率電能和開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數據,掌握箱變實(shí)時(shí)和歷史數據。
3.3.2. 電能統計
基于尖峰平谷分時(shí)電度統計不同時(shí)段的電能消耗和用電成本,并形成日報、月報、年報表,通過(guò)同比環(huán)比分析比較,便于用戶(hù)計算運營(yíng)成本。
3.3.3. 異常報警
箱變電流、電壓、功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器負荷率和繞組溫度、電氣接點(diǎn)溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門(mén)禁信息,發(fā)生異常情況會(huì )及時(shí)通過(guò)APP和短信向運維人員發(fā)出報警信息。
3.3.4. 運維管理
可幫助用戶(hù)制定巡檢計劃,記錄巡檢發(fā)現的缺陷,并派發(fā)消缺工單,查看巡檢軌跡定位和消缺搶修進(jìn)度,反饋任務(wù)進(jìn)度等,閉環(huán)運維管理流程。
3.3.5. 用戶(hù)報告
運維平臺自動(dòng)生成用戶(hù)用電及運行診斷報告,對配電系統運行情況提供周期性診斷報告,總結配電系統存在的問(wèn)題,提出改進(jìn)建議。
另外平臺還具備環(huán)境監測、視頻監控、電能質(zhì)量分析、需量分析、設備臺賬等管理功能,幫助用戶(hù)管理地理分散、數量眾多的箱變,提高供電可靠性和設備使用壽命,降低運維成本和用電成本。
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