1.概述

隨著新能源汽車保有量上升，新能源汽車充換電設施需求量同步增加。由于我國土地、電力資源相對緊張，隨著車輛保有量繼續增加，換電模式有望成為對充電模式的良好補充，具備廣闊的中長期發展前景。蔚來是換電領域的先行者，已經在全國建成3000多家換電站，如今動力電池供應商寧德時代也殺入換電領域，寧德時代在換電站方面的規劃目標是要達到1萬座。短期來看，2027年的目標是3000座。相信隨著各類技術和標準的日益成熟，進入換電領域的企業也會越來越多。

2.充換電站的供配電系統及智能化

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

客戶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、接點溫度、變壓器室和高低壓室內環境參數監測要求見表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.設備配置及組網方案

根據需求現場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、無線測溫傳感器、無功補償控制器和智能電容補償裝置等，通過RS485總線接入設置在智慧測控柜內的智能網關ANet-2E4SM，然后通過4G上傳至蔚來充換電站運維管理平臺，設備配置圖見圖3.1-1，現場設備組網結構圖建圖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 現場設備組網結構圖

3.2.設備選型表

3.3.智能網關及平臺

由于建設了充換電站運維管理平臺，本項目箱變數據通過ANet-2E4SM智能網關采集后，按照蔚來運管平臺要求的數據格式上傳平臺。智能網關采用嵌入式系統，具備本地數據采集、邏輯判斷、協議轉換、斷點續傳、數據加密、協議定制等功能，可以無縫對接上級平臺。

安科瑞Acrelcloud-1000電力運維平臺也可以滿足箱變運維管理功能，平臺可同時接入數以千計的用戶變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環境數據，包括電流電壓功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發生10S內通過短信和APP發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到人員手機上，并通過北斗定位跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，及時發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4G網絡采集箱變配電系統數據，包括電流電壓功率電能和開關狀態等數據，掌握箱變實時和歷史數據。

3.3.2.電能統計

基于尖峰平谷分時電度統計不同時段的電能消耗和用電成本，并形成日報、月報、年報表，通過同比環比分析比較，便于用戶計算運營成本。

3.3.3.異常報警

箱變電流、電壓、功率、開關狀態、變壓器負荷率和繞組溫度、電氣接點溫度、環境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁信息，發生異常情況會及時通過APP和短信向運維人員發出報警信息。

3.3.4.運維管理

可幫助用戶制定巡檢計劃，記錄巡檢發現的缺陷，并派發消缺工單，查看巡檢軌跡定位和消缺搶修進度，反饋任務進度等，閉環運維管理流程。

3.3.5.用戶報告

運維平臺自動生成用戶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題，提出改進建議。

另外平臺還具備環境監測、視頻監控、電能質量分析、需量分析、設備臺賬等管理功能，幫助用戶管理地理分散、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。