【深度报告】中国光储充检智能超充站技术白皮书

12023年中国光储充检智能超充站技术白皮书2 41.光储充检智能超充站系统整体阐述 51.1.系统概述 51.2.设计原则 61.3.系统功能 91.4.系统配置说明 1.4.1.光储充检智能超充站-20 1.4.2.光储充检智能超充站-20把充电枪/不带储能电池(电池后期可升级加配) 1.4.3.光储充检智能超充站(10根充电枪+600kWh储能电池) 1.4.4.光储充检智能超充站-10根充电枪/不带储能电池(电池后期可升级加配) 1.5.系统适用说明 2.光储充检智能超充站系统技术说明 2.1.光储充检智能超充站系统组成 2.2.光储充检智能超充站系统设备参数 2.2.1.系统整体规格 2.2.2.光伏系统介绍 2.2.3.集装箱介绍 2.2.5.控制柜 2.2.7.储能变流器介绍 2.2.8.直流变换器介绍 312.2.9.分体式直流充电桩介绍 3.光储充检智能超充站基建要求 3.1.平面布局示意图 383.1.1.光储充检智能超充站-20根充电枪+1.2MWh储能电池 3.1.2.智能超充站-20把充电枪、不带储能电池(储能电池后期可升级加配).393.1.3.光储充检智能超充站-10根充电枪+600kWh储能电池 3.1.4.智能超充站-10根充电枪、不带储能电池(储能电池后期可升级加配).403.2.集装箱 40 413.4.监控系统 413.5.遮雨棚选择 3.6.休息室 443.7.箱变施工 453.8.电缆敷设方式 453.8.1.直埋敷设 453.8.2.电缆沟敷设 453.9.桥架敷设方式 473.10.排管敷设方式 4733.11.充电设备电缆预留长度 473.12.充电车位设计 48 3.14.1.灭火器基本原则 3.14.2.储能电站的防火间距 42020年9月22日，国家主席习近平在联合国大会上提出我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月习近平总书记在福建考察时强2020年11月2日发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中提到“要促进新能源汽车与可再生能源高效协同，鼓励‘光储充放'(分布式光伏发电一储能系统一充放电)多功能综合一体站建设”。合体、4S店、产业园区等高耗能行业用户，提供全方位、一站式的能源解决方案，是我国力电池与电网之间的能量互动(V2G)提供安全可靠的技术支撑。51.光储充检智能超充站系统整体阐述1.1.系统概述负荷，同时又可以得到峰谷电价套利的收益。通过电池充电实时检测(储充柜)实现电池健均以直流母线为中心进行系统间能量的支配与流动，使(1)控制策略：系统的能量调度控制策略可以根据当地电网的“峰-谷-平”段电价以及储能电池的SOC容量灵活地进行调整与设置，实现对储能电池的充放电和系统的能量控制，达到系统的最大利用。(2)使用方式：系统通过谷-平电价时段(可按当地电费价位设置)对电池进行充电，(3)数据处理：系统具有完善的通讯、监测、管理、控制、预警和保护功能，长时间持续安全运行，可通过上位机对系统运行状态进行监测，具备丰富的数据处理能力。(4)预警模式：微网能量管理系统MEMS通过储能变流器PCS对储能电池进行一系列的充放电控制，通过对比单体电芯电压差、温度差、总压差，提前预警异常单体电芯，进一步提高储能系统的安全性。进行监控，通过设置界面的告警保护条件对储能电池进行有效的保护。适用于室外安装。充电桩设备防护等级IP54,可在室外进行充电活动。系统给使用经由外61.2.设计原则《GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变》《GB/T145497.0.4电能质量公用电网谐波》《GB/T15543电能质量三相电压允许不平衡度》《GB/T20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分通用要求》>《GB/T27930-2015电动汽车非车载传导式《GB/T34658-2017电动汽车非车载传导式充电机与电《GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》《GB/T18487.2-2017电动汽车传导充电系统第2部分：非车载传导供电设备电磁兼《NB/T33008.1-2018电动汽车充电设备检验试验规范第1部分非车载充电机》《GB/T34133-2017储能变流器检测《IEC62477-1:2012电力电子变换器系统和设备的安全要求第1部分：通则》>《IEC61000-6-2:2005电磁兼容性(EMC)第6-2部分：通用标准工业环境的抗扰度》7《GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)》>《GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温》《GB/T2423.3-2006电工电子产品环境试验第2部试验》《GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动(正弦)》8《GB4208-2008外壳防护等级(IP代码)》9《GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部1.3.系统功能>支持光伏可再生能源接入平滑输出(具备100kWp光伏系统的接入接口);1.4.1.光储充检智能超充站-20根充电枪+1.2MWh储能电池数量(套/台)光伏车棚2舱+电池舱)集装箱22智能双向直流变NEBDCT-1801000250T2-2-V3储能系统(水冷)24充电桩(单枪)52627数量(套/台)设备舱集装箱12尺2流器PCS2数量(套/台)智能双向直2充电桩(单枪)3242516电池舱集装箱7尺2(水冷)2数量(套/台)1光伏车棚2舱+电池舱)集装箱20尺智能双向直流变NEBDCT-1801000250T2-2-V53储能系统(水冷)数量(套/台)4充电桩(单枪)056171.4.4.光储充检智能超充站-10根充电枪/不带储能电池(电池后期可升级加配)数量(套/台)设备舱集装箱12尺流器PCS智能双向直52充电桩(单枪)034540尺数量(套/台)6电池舱集装箱7尺1(水冷)1检测等应用场合。其防护等级为IP54,适用于室外。2.光储充检智能超充站系统技术说明单套光储充检智能超充站(10个充电车位+600kWh储能电池)组成如下：(1)光伏：单套配置32kWp。(2)交流配电柜：含带30KVA隔离变压器(用于辅助供电电气安全隔离),集装箱配电及防雷、含2路各50kWp(共100kWp)光伏控制器及光伏系统接入接口。(3)控制柜：控制柜作为系统的总控操作台，配和显示设备等，是用户主要操作平台，进行微流侧接入380V交流母线。(5)直流变换器(双向DC/DC):180kW(两通道),5台。(6)储能电池系统：系统由3个储能电池柜组成，总容量620kWh。(7)单枪充电桩(分体式非车载直流充电桩)10台：额定功率180kW*10台，用于汽车(9)集装箱：20尺标准集装箱。注：2套光储充检智能超充站(20个充电车位+1.2MWh储能电池)组成为上面基础配置基础图例：交流线缆直流线缆—D-D分体桩电理：桩逆变器显示器防逆流检测800KVA箱变2.2.1.系统整体规格1交流侧2180kW(两通道)180kW,双通道输出时单通道为3直流充电桩最大功率(单桩)4出厂时初始容量@20±3℃,0.5C,直流侧5交流侧6PCS交流侧电压范围交流侧7PCS直流侧电压范围直流侧8交流侧9三相四线制交流侧电池柜液冷，舱内风冷防护等级系统重量电池系统循环寿命≥3500次天循环1次10个充电车位雨棚可配置光伏32kWp,20个充电车位雨棚可配置光伏65kWp。2.2.3.集装箱介绍1套12交流配电柜套12套13套55集装箱台20尺集装箱16套17系统动力线束套18消防系统套自动消防系统19照明系统套不少于2个照明灯，2个应1急灯空调系统套1本项目集装箱，材料为考登钢(耐候钢)。集装箱将电池组、电池管理系统、双向换流器、通讯、安全等设备有机的集成到一个标准的单元内，该标准单元拥有自己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、电气联锁系统、安全逃生系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。集装箱排列图如下：集装箱顶板承受集中荷载大于3kN/0.18m²(600mm*300mm面积上),强度足够，无塑性到IP54的要求。集装箱运行寿命大于20年。集装箱的外壳、内壁均采用钢材，箱壁中间采用高品质岩棉夹芯板，隔热保温材料为50mm厚岩棉保温材料，最大绝缘10kV,能够适应-20℃~+50℃的运行温度，能全天候应对使用现场各种情况。集装箱外壳结构、隔热保温材料、内外装饰材料阻燃等级为A。具有RS485串口，配合声光报警器装置，可将信号送至监控后台。箱体结构防腐处理可使其使用寿命大于20年；舱体外部材料具耐腐蚀性；使用船用、电池组安装后满足抗震要求，防震等级为8级。集装箱温度控制方案集装箱机械接口特性栓固定点与整个集装箱的非功能性导电导体(集装箱金属外壳等)可靠联通，同时，以铜排的形式向用户提供2个符合最严格电力标准要求的接地点。(2)功率母线接口：用于与外部电网连接。消防系统集装箱对外具有2个接地点，确保2个接地点可靠接地，接地电阻小于4Ω。交流配电柜主要功能是用于连接外部电网负载以及电能计量、保护和系统并离网切换(1)系统额定电压：380V(2)系统电压范围：380V±15%(3)系统中性点接地方式：直接接地(4)安装地点：室内(1)额定绝缘电压：800V(2)额定容量：30kVA(辅助供电隔离变)(3)额定电流：957A(4)输入：3P/PE进线(5)安装方式：室内落地安装(6)冲击耐受电压：8KV(7)运行/极限分断能力：50/70KA2.2.5.控制柜参考范围参考范围1防护等级2下进线，下出线3安装方式4具备UPS不间断电源5网络交换交换机以太局域网，满足16路接入，系统所有设备的通信中心，RJ45口6指示灯具备7I/0口具备89显示输入设备具备自然风冷工作温度设备功能(2)放电倍率≤1C;(3)电池运行环境温度20℃-25℃;(4)每天充放电循环次数1次；123额定储能能量(直流侧)流侧4系统额定电压V5系统电压范围V6电池柜数量个37电池组串并联方式/8电芯电池类型/磷酸铁锂电池(LFP)V电压范围V内阻40%SOC状态，1kHZ)次充电℃放电℃9电箱电芯串并联方式/V电压范围V外形尺寸(长×深×约250电柜V串并联方式/电压范围V/外形尺寸(长×深×个7T说明1电池状态监测单体电压监测实时监控单体电压值2系统总电压监测实时监控系统总电压值3充放电电流监测4电池温度监测监控电池模组温度5绝缘电阻监测6电池故障报警系统内有级别告警，无级别告警7电池状态分析SOC估算8继电器控制对回路主正、主负等继电器进行控制9能量管理电池充、放电功率控制管理根据负载要求和电池状态进行充放电控制说明电池安全保护与PCS通讯采用CAN通讯项目1工作温度范围(℃)放电：-20℃~54℃充电：0℃~54℃0℃以下禁止充电2存储温度范围(℃)-30℃~60℃3电池状态监测精度和范围单体电压采样精度(mV)4总电压采样精度(%)5总电压检测范围(V)6电流采样精度(%)7电流检测范围(A)-350A～350A(以实际为准)8温度采样精度(℃)9温度采样范围(℃)电池状态分析精度SOC估算精度(%)≤5%@SOC≤30%或SOC≥80%,8%@80%>SOC12345绝缘过低告警0:正常1:告警60:正常1:告警在储能系统中，储能变流器(或称储能变流器)是连接于电池系统与电网(和/或负载)(1)电能质量高，谐波小；(2)防孤岛和孤岛运行，支持高/低/零压穿越，快速功率调度；(3)带三相不平衡负载能力强；(1)具备对电池双向充放电管理，延长电池寿命；(3)宽直流电压范围，适配多种电池；(4)多运行模式，具备预充、恒流/恒压充电、恒功率充放电、恒流放电等模式；(1)三电平架构，最大效率达99%;(2)1.1倍长期过载运行，提供更强电网支撑高能高效运行；(3)待机功耗低，空载损耗低；(1)主动电网防护，具备监测故障及保护功能；(2)运行状态实时监控，故障快速定位消除；(1)支持多种电网调度进行有功、无功补偿；(3)具备并网、离网运行，支持智能化自动并离网切换；(4)正面维护，安装便捷，适应各种应用场地。>并网P/Q控制恒压限流充电无功补偿调节控制>并网-离网平滑切换控制>防孤岛保护功能及孤岛检测进行模式切换功能故障穿越控制功能设备外观显示方式7寸触摸屏LED显示状态最大直流电压直流电压工作范围满载直流电压工作范围最大直流功率稳流精度稳压精度电压纹波电流纹波直流侧缓冲具备直流汇流接口6路交流侧最大交流视在功率交流接入方式隔离变压器无功范围允许电网电压范围允许电网频率范围49.5Hz～50.2Hz(可设)电流总谐波失真(THDi)功率因数功率因数可调范围-1(超前)~1(滞后)电流响应时间电流输出设置值的10%升时间)充放电切换时间电流输出设置值-90%至过载能力110%长期运行；120%1min保护≤0.5%输出额定电流电压波动和闪变400V±3%(三相三线)电压设置范围持续≤2%,短时≤4%(线性负载)电压过渡变动范围10%以内(电阻负载20%<=>100%)电压总谐波失真(THDv)允许电网频率范围过载能力101~110%:长期运行≤75dB@1米正常工作状态防护等级前进风、上出风适应靠停机自耗电工作温度-20℃~55℃(超过45℃降额)工作湿度>3000m降额使用以太网、RS485通信规约意外断电保护具备紧急停止按钮具备具备负荷开关+接触器交流开关具备断路器+接触器电网监测具备绝缘检测具备直流反接保护具备接地故障保护具备模块温度保护具备防孤岛保护具备高/低电压穿越(H/LVRT)具备浪涌保护介质强度电气间隙和爬电距离静电放电抗扰度(提供报告)电快速顺变脉冲群抗扰度(提供报告)射频电磁场辐射抗扰度(提供报告)浪涌(冲击)抗扰度(提供报告)(提供报告)扰度电磁发射要求(提供报告)电源线选用优质的国标电缆线(三相线)和编织线(接大地线)设备环境备散热人员操作防护套、绝缘鞋等)设备输入电源三相四线制即三根火线(A、B、C)+PE(大地线)安装区域要求可提供2路可调电压电流，可适应分布式微网的应用，满足不同的电动汽车充电提供稳定的>系统电压和电流的测试精度为小于≤0.1%FSR(fullscale);高速响应及高效>完善的安全保护条件：过压保护、欠压保护、欠流保护、温度保护、电压保护、系统的单通道输出能力说明项目输出电压范围VA动态双枪(单通道输出是最大180kW)2个2通道同时使用，单通%电压测量/控制精度；满足深圳地标DB4403%电流测量/控制精度；满足深圳地标DB4403功率精度纹波系数有效值≤1%最大效率%项目外部AC(220V)220VAC供电瓦通信接口双方协商确定工作环境温度℃噪声下，集装箱外1m处测量工作湿度防护等级设备尺寸5000米，超过2000米降额输出2000m开始降容，每增出线方式下出线认证证书CQC(或第三方相关测试)过压保护具备(满足GBT18487.1要求)欠压保护具备(满足GBT18487.1要求)过流保护具备(满足GBT18487.1要求)急停保护具备(满足GBT18487.1要求)维护或紧急情况可断短路保护具备(满足GBT18487.1要求)电池高压侧熔丝保护极性反接保护具备(满足GBT18487.1要求)项目模块过温保护具备(满足GBT18487.1要求)通讯心跳保护具备2.2.9.分体式直流充电桩介绍2.2.9.1.主要功能说明2.2.9.1.1.充电设定方式2.2.9.1.2.充电模式和连接方式充电桩采用GB/T18487.1-2015附录A中规定的充电模式4和连接方式C对电动汽充电桩具备控制导引功能。控制导引电路及控制原理应满足GB/T18487.1-2015中附录A的规定。与电池管理系统通信功能实时数据。通信协议满足GB/T27930-2监测功能充电过程中，直流充电桩实时绝缘监测以及保计量功能要包括：直流内阻、绝缘检测、充放电可用容量、充电SOC误差、放电SOC误差等。项目输出电压范围项目234通道独立供电5≤0.1%输出额定功率6充电枪线缆国标，黑色，5米菲尼克斯品牌充电枪7车载BMS辅助电源12V/24V可选8开机响应时间10%~90%负载输出电流爬升时间9充电启动时间从设备开始充电至车辆达到充电状态的时间--具备直流电能表，1级电能独立计量，配置符合GB-29318-2012的直流电能表，具有CMC认证，账单显示据显示充电时段、充电金额、用户ID二维码客户端扫码结算方式(支持支付宝、微信具备接入充电桩充电运营接口(包括扫码支付，后期可升级);支持远程系统升级；通讯接口CAN、以太网接口充电接口标准国标充电协议标准国标充电机与电池管理系统之间的通信协议；项目充电桩和DC/DC或上位机充电暂停功能具备防浪涌具备充电枪插拔保护具备具备充电枪电磁锁功能急停保护具备检测精度校正内置集装箱内车牌识别具备通信接口RS485短路保护具备绝缘监测具备防护等级具备静电放电抗扰度3级度3级电快速瞬变脉冲群抗扰度3级浪涌(冲击)抗扰度3级认证证书(出货海外TUV)充(放)电协议标准补充具备电动汽车非车载传导充(放)电机与电池管理系统之间的通信协议(草案v3.1)。支持V2G放电报文，实现充电桩充放电功工作温度项目工作湿度超出范围降额使用3.光储充检智能超充站基建要求3.1.平面布局示意图A户外教变酒0户折集变A户外教变酒0户折集变佛直地见)u二3.1.2.智能超充站-20把充电枪、不带储能电池(储能电池后期可升级加配)m(0设指0设指变#0%1变)指一其重…作中顺光电一其重…作中顺光电…体息室(选肥)口3.1.4.智能超充站-10根充电枪、不带储能电池(储能电池后期可升级加配)一地草来老一地草来老二休息室(选配)uD……D场地面积占地约为550m2,设备及充电车位区域占地约为320m2n3.3.照明系统tHBVR-15中一中一11十1__既11十1__阻3.4.监控系统0體 E003.5.遮雨棚选择正式的雨棚钢结构及基础设计蓝图；>雨棚现场施工单位的钢结构施工资质(钢结构专业承包)证明；>雨棚钢结构防腐方案(包括涂料产品说明书和工艺流程等);>雨棚膜材说明(包括基材、涂层、面层，厚度，每平米质量及膜材的连接方式等等),雨棚质量保证书，要求膜材质量保证期不低于5年，膜结构设计使用年限>10年。平⊙准核会(雨棚基础结构详图)守倾斜角度5℃,钢构尺寸标注20螺杆上双螺帽NNm福建星云电子股份有限公司设阶钢构尺寸图3.6.休息室3.材与观有接网有可鞋被号MEULA⁵707701-TAFC-421平面布置图(休息室内部布局图)3.7.箱变施工械械%M日号3.8.1.直埋敷设>施工简便、施工周期短、便于维护；3.8.2.电缆沟敷设砌结构，其顶部用盖板覆盖，且与地坪平齐，或稍有上下，沟内设单侧或双侧支架。电缆沟敷设是用于变电站出线及重要街道，电缆的条数多或多种电压等级线路平行的地段，穿越