1、光伏微网电动汽车充换电站建设方案V光伏微网电动汽车充换电站建设方案一、公司简介珠海泰坦科技股份有限公司（注册资金贰亿元）是在香港上市的中国泰坦能源技术集团有限公司（香港上市代码：2188）下属全资公司，成立于1992年，主要从事功率电子，自动控制、新能源、节能增效等领域的产品开发、制造和营销，为电力、铁路、通信、石化、冶金、航空航天等领域提供高性能产品和服务的高科技企业，是国内最早从事高频开关电源技术应用的专业厂家之一，在电动汽车充电技术、开关电源技术及电源类产品销售方面一直名列前茅，现有员工520人，60%为专业技术人员，其中博士7人，硕士36人。自2005年受美国AV公司委托开发产品开始，
2、“泰坦”一直在专注着围绕电动汽车充换电设备的技术开发、产品研制及现场应用，逐步形成了交直流充电桩、分箱式充电系统、整车式充电系统、单机大功率充电系统、变流器、储能系统、微网系统、并网逆变系统等诸多不同用途的系列产品；形成了“双软开关技术”、“平面矩阵变压技术”、“同步双调整技术”、“多谐振软开关技术”、“多电平错相控制技术”、“DSP数字化电源控制技术”、“无主均流技术”、“同步锁相技术”、“交流自适应并联技术”、“热插拔鼠笼式结构”、“功率处理与控制一体化封装结构技术”等具有自主知识产权的先进技术，其中部分为国家专利技术。 基于先进的专业技术、强大的个性化产品开发能力、丰富的生产经验、成熟的
3、工程服务队伍，“泰坦”基本参与了国内至今为止所有重点或大型电动汽车充放电站项目，累计完成的总承包、设备提供、提供设计、施工建设项目近五十个，近万台/套设备在运行。 “泰坦”原意奉献绵薄之力，积极投身于“新能源”领域的建设，以促进能源的“绿色”利用、社会的健康持续发展，期待您的合作！选择“泰坦”的N个理由产品研发、生产及应用经验丰富国内高频开关电源技术的先行者、二十年功率电子产品的研发生产及应用、八年电动汽车充电设施的研发生产及应用产品种类齐全，“充、换、储、放”方案实施完善包括“充、换、储、放”四大方面的任意组合，达到不同的技术要求，体现项目特色。性能稳定、实施经验丰富、运行时间长基本参与了国
4、内至今为止所有重点或大型电动汽车充放电站项目，如：2008北京奥运会示范站、2009年上海世博会示范站、2010年广州亚运会示范站、山东临沂焦庄等五站、山东青岛薛家岛、北京高安屯等六站、辽宁、宁夏、江苏、四川、广西、香港等多地近五十个项目，地域覆盖东北、西北、西南、华中、华东、及南方等全国大部份区域。个性化服务模式我们可以根据用户的不同需要，提供从技术方案设计、整体项目建设、与其他公司产品的有机组合、工程实施的全面配合等服务。二、前言随着燃油汽车排放的污染性尾气对地球的污染日益加重，以及石油等传统性不可再生能源的急剧减少。汽车作为现代社会化大工业的产物，为推动人类文明向前跃进作出了巨大贡献，给
5、人类的生活带来了舒适和便捷。目前汽车燃油消耗已经成为石油消耗的主体，全球许多国家的政府正是基于对环境及可持续能源的考虑，大力推广电动汽车用以替代传统燃油汽车来解决上述两大问题。电动汽车的应用势必需要与之相配套的电动汽车充电站，在全球范围内电动汽车充电站的建设工作已经如火如荼的展开，目前电动汽车充电站建设工作已在国内走上正轨。在各地政府的大力支持下，通过几年努力，北京、武汉和天津等城市建立了电动汽车示范充换电站。三、充换电站架构充换电站整体构架采取共直流母线的微网拓扑，包括配电部分、充电部分、换电部分、光伏部分、储能部分及后台监控部分组成。前端配电部分从10kV电网接入经过一系列的变压滤波后向充
6、电站及微网并网侧提供高电能质量指标的电能。光伏系统、储能系统均接入微网系统直流母线侧，保证市电掉电后一段时间充换电站的持续正常工作。充电站部分根据电动车类型及场地设计成满足当地电动车快速充电需求的电动汽车充电站。换电站部分以换电设备及充电机为核心组建成即换即走型换电站。后台监控部分对整个充换电站进行智能化控制，为充换电站整体安全运行提供有力保障。四、前端配电部分配电系统的主要功能是将高压外电源转变成AC380V的电源并提供相应的高低压配电安全保护功能，同时设立了无功补偿设备负责消除充电设备运行带来的无功影响，避免充电设备运行对电网的影响。高压部分包括进线柜、计量柜、变压器柜、出线柜、联络柜、开
7、关柜等；分段母线每段设进线开关柜、无功补偿柜、馈线柜，两段母线之间设分断联络柜。配电部分的设计要求主要根据整个充换电站的负荷功率、预估谐波及无功补偿量进行设计的。1）变压器容量选择 充电负荷=（充电机总输出功率/变压器效率/线路及无功损耗）充电机同时利用系数其中：变压器效率：0.9线路及无功损耗：0.85充电机同时利用系数根据实际使用情况估算其他负荷：换电设备、电池维护设备负荷，照明、空调等其他设备用电负荷。总负荷（kVA）充电负荷其他负荷考虑变压器负荷裕量，主变负载率一般选取在.左右，依此选择合适容量的变压器。2）无功补偿计算 为了确保电网电能质量和电力系统的安全、经济运行，采用无功补偿装置
8、在低压母线集中补偿。无功补偿容量与用电设备功率因数有关。无功补偿计算方法：设负荷为P KW，补偿前的功率因数为cos a1，补偿后的功率因数为cos a2根据三角函数，求出功率因数角 a1和a2补偿前的无功功率 Q1 = P1 * tan a1补偿后的无功功率 Q2 = P1 * tan a2则补偿容量Q = Q1 - Q2 = P1 *（tan a1 - tan a2)原理：补偿前后无功功率的变化量就是所需补偿的无功容量。五、整车充电部分5.1整车充电简介充电系统的主要功能是为电动汽车动力电池组充电，提供充电机的运行参数和诊断信息。主要包括充电机柜、APFC有源滤波柜（ 若充电模块自带APF
9、C则可不需加此设备）。充电部分的设计规则为满足电动车不同的充电方式及根据当地的实际电动车数量规模设计相对应的充电接口数量。5.2充电设备类型（1）整车直流充电机及直流充电桩由整车式直流充电机及直流充电桩组成直流充电系统对非车载充电机小型电动车进行快速充电。（2）交流充电桩直接对车载充电机的小型电动车进行充电，交流充电桩分为固定式交流充电桩、便携式交流充电桩、壁挂式交流充电桩三种类型。5.3相关设备介绍：5.3.1、TQCC型整车式充电系统5.3.1.1产品概述1）产品用途TQC系列电动汽车充电电源模块是我公司为充电站、换电站等场所设计制造的多功能、智能型高频开关充电电源模块，它与TQC-I系列
10、微机监控装置一起组成TQCC型电动汽车非车载充电系统，TQCC型整车式充电系统适用于充、换电站中作为电动汽车非车载整车充电设备。2）产品组成及特点由监控器、多台并联运行的高频开关充电电源模块及柜系统组成，配置灵活，控制方式简单，可满足各种充电模式。3）产品图片（见右图）5.3.1.2技术参数技术指标TQC-M*kW/*V输入电压AC380V15%三相交流输入频率4555Hz直流输出电压DC150-350VDC230-450VDC320-600VDC320-700V最大输出功率200kW单模块功率12.5 kW最大模块并联数（N）16效 率93%稳压精度0.5%稳流精度1%纹波系数0.1%功率因
11、数0.99（外置APFC）不均流度5%冷却方式强迫风冷通讯方式RS232/485/CAN可选柜体尺寸（高x宽x深mm）2260x800x800mm5.3.2直流充电桩5.3.2.1品概述1）产品用途直流充电桩作为整车充电式电源系统的配套设备，是整车式充电系统的人机接口。产品采用CAN现场总线技术与BMS电池管理系统、后台监控系统等实施通讯，从而对电动汽车电池进行更为安全、可靠和最优性能的充电。2）产品组成及特点由监控器、读卡器、人机交互界面、通信模块及充电接口、执行机构和户外柜体等部分组成。具有安装调试方便、运行维护简单等特点。3）产品图片5.3.2.2术参数输入电压参照车充模块技术参数输出电
12、压参照车充模块技术参数功率按用户需求灵活配置显示7”TFT LCD彩色触摸屏通讯接口1个CAN通讯接口、无线通讯接口可选计费接口支持RFID卡、IC卡、CPU卡等防护等级IP54运行温度-30+90存储温度-40100通讯方式RS232/485/CAN可选5.3.3直流一体化充电桩5.3.3.1产品概述1）产品用途直流一体化充电桩适用于户外为电动汽车进行直流快速充电。本产品将充电机、充电接口、人机交互界面、通信、计费等部分集成为一个整体，是电动汽车户外直流快速充电的理想选择。2）产品组成及特点由监控器、充电电源模块、读卡器、人机交互界面、充电接口、计量单元、执行机构和户外柜体等部分组成。具有防
13、水、防尘、安装调试方便、功能全面等特点。3）产品图片(见右图)5.3.3.2技术参数输入电压AC380V15%三相直流输出电压DC150-350VDC230-450VDC320-600VDC320-700V单柜输出功率30-75kW功率因数0.99效 率93%充电稳压精度0.5%充电稳流精度1.0%纹波系数0.5%显示设备7”TFT LCD彩色触摸屏充电接口1个计费接口支持RFID卡、IC卡、CPU卡等噪 声60dB冷却方式强迫风冷防护等级IP54通信接口CAN、RS485、以太网口柜体尺寸（高x宽x深mm）2000x800x600mm5.3.4交流充电桩5.3.4.1产品概述1）产品用途交流
14、充电桩用于为带有车载充电机的小型电动汽车进行交流充电。2）产品组成及特点由监控器、电度计量单元、读卡器、打印机（可选）、人机交互界面、通信模块及充电接口、执行机构和户外柜体等部分组成。具有安装调试方便、运行维护简单、保护功能完善等特点。3）产品图片（见右图）5.3.4.2技术参数输入电压AC380V15%（三相四线制）或 AC220V15%输出电压AC220V15%输出电流16A/32A显示7”TFT LCD彩色触摸屏充电接口1个或2个通讯接口1个CAN通讯接口、无线通讯接口可选计费接口支持RFID卡、IC卡、CPU卡等防护等级IP54运行温度-30+90存储温度-40100通讯方式RS232
15、/485/CAN可选5.3.5壁挂式交流充电桩5.3.5.1产品概述1）产品用途壁挂式充电桩用于为带有车载充电机的小型电动汽车进行交流充电。2）产品组成及特点由监控器、电度计量单元、读卡器、人机交互界面、通信模块及充电接口、执行机构和户外桩体等部分组成。具有安装调试方便、运行维护简单、保护功能完善等特点。3）产品图片（新开发产品图片暂无）5.3.5.2术参数输入电压AC220V单相输出电压AC220V输出电流16A32A (按用户需求灵活配置)显示设备128*64液晶屏充电接口1个计费接口支持RFID卡、IC卡、CPU卡等防护等级IP54运行温度-30+90存储温度-40100通讯方式RS23
16、2/485/CAN可选5.3.6便携式交流充电桩5.3.6.1产品概述1）产品用途便携式充电桩用于为带有车载充电机的小型电动汽车进行移动应急交流充电。2）产品组成及特点由监控器、充电接口、执行机构和等部分组成。具有携带方便、运行维护简单等特点。3）产品图片（新开发产品图片暂无）5.3.6.2.技术参数输入电压AC220V单相输出电压AC220V输出电流16A32A (按用户需求灵活配置)显示设备LED灯充电接口1个防护等级IP54运行温度-30+90存储温度-40100通讯方式RS232/485/CAN可选六、分箱换电部分6.1分箱换电部分简介当车辆进行补充充电时，电池更换设备将需充电电池从车
17、辆上卸下，安装已充满电池，车辆即离开继续运营，对卸载下电池箱装入空闲充电位进行补充充电。电池调度系统的主要功能是对电池的存储、更换进行综合管理，并提供电池的状态参数和诊断信息。充电系统原理：充电系统的主要核心设备是充电机，一般由数台分箱式充电机组成充电机柜系统，每台充电机与电池架上的一个或数个充电位对应组成子系统。其电气及通信接口示意图如下：6.2换电方式目前较常见的电池更换设备分为人工半自动换电设备和自动换电机器人、堆垛机等类型。6.2.1自动快换机器人自动快换机器人主要组成：机械行走系统，机械回转系统，吊篮升降门架，液压预伸系统，油缸升降系统，机械推拉系统，液压站，光电定位系统，电控系统等
18、。 6.2.2人工半自动换电设备人工半自动换电设备主要由快换平台车、蓄电池平衡重式叉车及工装组成。6.2.3堆垛机换电设备 堆垛机换电系统由堆垛机、天轨地轨、电池转运设备、助力机械手、控制台组成。6.3相关设备介绍分箱式充电机分箱式充电机组成快速充换电站，满足各种电动车的充换电需求。分箱式充电机分为自带APFC的TEV系列充电机、外置APFC的TQC系列充电机。6.3.1TQC系列分箱式充电机6.3.1.1产品概述1）产品用途TQC系列电动汽车充电电源模块是泰坦公司根据各种电动汽车快速充电的需要开发的新一代电源产品。TQC系列分箱式充电机适用于充、换电站中作为分箱电池组充电的充电设备。2）产品
19、组成及特点由充电电源模块及柜系统组成，可外置APFC。具有体积小，重量轻，效率高等特点。3）产品图片6.3.1.2技术参数交流输入电压AC380V15% 三相交流输入频率4565Hz直流输出电压DC40-100VDC100-250V单模块最大输出功率10kW输入欠压/回差欠压值300VAC/回差值323VAC输入过压/回差欠压值460VAC/回差值437VAC稳流精度0.5%稳压精度0.3%纹波系数0.5%整机效率94%功率因数0.99（外置APFC）单柜最大配置模块数量10台工作环境温度10+45工作环境湿度98%整机噪声55dB通信接口RS232/485/CAN可选柜体尺寸（高x宽x深mm
20、）2260x800x800mm6.3.2 TEV系列分箱式充电机2.1产品概述1）产品用途TEV系列分箱式充电机是泰坦公司根据各种电动汽车快速充电的需要开发的专用车充电源产品。TEV系列分箱式充电机适用于充、换电站中作为分箱电池组充电的充电设备。2）产品组成及特点由鼠笼式充电机及柜系统组成，充电机自带APFC，功率因数高达0.99以上。3）产品图片 6.3.2.2技术参数输入电压AC380V15%输出电压DC40-80VDC60-120V单机输出功率10kW15kW纹波系数0.5%稳流精度1%稳压精度0.5%功率因数0.99效率93%显示128x64 LCD屏通讯接口RS485、CAN通讯接口
21、单柜最大配置模块数6台柜体尺寸（高x宽x深mm）2260x800x800mm七、光伏部分7.1光伏部分简介光伏部分主要是在微网直流侧提供新的电源，充分利用充换电站中屋顶等适宜与安装光伏部分的闲置场地。太阳能为可再生能源，可持续利用，同时光伏系统的接入可以减少对传统能源的利用，从而减少污染气体的排放。光伏系统主要由太阳能电池组件、汇流箱、高低压配电柜、逆变器、隔离升压变压器等设备组成。光伏系统可以根据可利用面积及光伏系统负载大小及用电需求设计对应的功率等级。7.2系统拓扑图7.3相关设备介绍7.3.1光伏变流器7.3.1.1产品概述1）产品用途光伏变流器用于在光伏系统中作为对太阳能电池发电的变流
22、装置。2）产品组成及特点由光伏变流器模块及柜系统组成。具有能量利用率高、控制精度高、响应速度快、稳定性好等特点。3）产品图片（加柜体图片,暂无）7.3.1.2术参数型 号TQD-S*kW/*V高压侧电压DC660V-800V低压侧电压DC150-350VDC300-500VDC350-660V最大输出功率240kW单模块输出最大功率30kW单柜最大配置模块数量8台稳压精度0.5%稳流精度1%纹波系数0.5%功率因数0.99效 率95%柜体尺寸（高x宽x深mm）2200x800x800mm八、储能部分8.1储能部分简介储能部分主要作用有三点：1）对数目庞大的汽车电池进行梯次利用，充分挖掘汽车电池
23、的能效；2）对电网可起到削峰填谷及无功补偿作用；3）一定程度减小充换电站配电容量的作用。储能系统主要由储能电池、电池管理器、储能充放电机（根据储能电池不同可选）、高低压开关柜、隔离升压变压器、双向换流器等组成。储能系统的设计主要是依据负载的用电需求设计的。如有光伏并网部分同时考虑光伏系统，优化光伏发电的电能使用，同时使光伏电能实现平滑并网。8.2系统拓扑图8.3相关设备介绍8.3.1储能充/放电机8.3.1.1品概述1）产品用途储能充/放电机用于在储能系统中作为对储能电池进行充、放电的变流装置。2）产品组成及特点由储能充/放电机模块及柜系统组成。具有能量利用率高、控制精度高、响应速度快、稳定性
24、好等特点。3）产品图片（加柜体图片,暂无）8.3.1.2术参数型 号TQD-S*kW/*V高压侧电压DC660V-800V低压侧电压DC150-350VDC300-500VDC350-660V最大输出功率240kW单模块输出最大功率30kW单柜最大配置模块数量8台稳压精度0.5%稳流精度1%纹波系数0.5%功率因数0.99效 率95%柜体尺寸（高x宽x深mm）2200x800x800mm8.3.2电池管理系统(BMS)8.3.2.1产品概述1）产品用途泰坦TBMS系列电池管理系统是我公司最新研发的一代BMS产品，专门用于在储能系统中对储能电池进行实时监控及充放电管理。2）产品组成及特点由采集单
25、元和主控/显示单元组成。具有功能完善、检测精度高等特点。3）产品图片 采集单元 主控单元8.3.2.2技术参数主机采集单元型 号TBMS-A型 号TBMS0528-A供电电源DC24V30%供电电源DC24V30%电压测量范围及精度0-850V，0.2%电压测量范围及精度0 - +5V，0.2%电流测量范围及精度-300A - +300A，1.0%最大检测周期0.2SSOC估算精度8%检测电池只数28节正负极对地绝缘监测0-999.9K温度检测路数精度6路，1通信口2路CAN，1路RS485风扇控制1路（可驱动DC24V/0.15A风扇6个）通信口2路CAN，1路RS485运行温度-25 -
26、+55运行温度-25 - +55九、微网部分9.1微网部分简介由上述的光伏部分的逆变器及储能部分的双向换流器组成多向换流系统构成微网的核心组成部分。整体拓扑设计为共直流母线形式，可以保证在电网掉电时整个充换电站的换电设备、电池维护设备负荷，照明、空调等其他设备用电负荷供电不出现中断。从而保证整个系统有序可靠运行。9.2系统拓扑9.3相关设备介绍9.3.1双向变流器9.3.1.1产品概述1）产品用途TPCS系列双向变流器是泰坦公司根据储能电站的需要开发的新一代电源产品。在储能、光伏、微网系统中作为与公共电网之间相连的直流交流、交流直流的双向变流装置。2）产品组成及特点由IGBT变流装置、交/直流
27、滤波器、软启动器、监控器、隔离变压器、保护装置等部份组成。具有电网峰谷调节、提高电网质量，以及新能源接入等功能特点。3）产品图片9.3.1.2技术参数直流侧电压范围（Vdc）600820额定功率（kVA）100、250、500充电稳压精度0.5%充电稳流精度1.0%纹波系数0.5%交流侧交流电压（Vac）38015%允许频率范围（Hz）4850.5总电流谐波畸变率5%（50%负载以上）充电功率因数0.98（半载以上）放电输出功率因数-1.01.0交流过载能力110%，过载10分钟；120%，过载1分钟效率95%（半载以上）功能低电压穿越、反孤岛效应检测冷却方式风冷噪音60dB防护等级IP30通
28、信接口RS232/485/CAN /以太网接口柜体尺寸（高x宽x深mm）2260x800x800mm（100kW）2260x2000x800mm（250kW）:2260x2800x800mm（500kW）9.3.2微网控制器9.3.2.1产品图片9.3.2.2主要特点微网控制器作为储能并网系统的监测管理单元，承担着与上位机及各装置（储能充放电机、双向变流器、逆变器）之间的通信、监控、管理等功能，是整个控制系统的核心。用户可通过微网控制器自由设定各装置的运行参数，同时微网控制器也是各装置运行状态的显示单元。9.3.2.3技术参数TLCD070-C微网控制器：供电电源：AC220V15%功率：10W显示屏：7”彩色触摸液晶屏通信接口：2*RS485、2*CAN、2个以太网口十、站内监控部分充电站监控系统包括：配电监控系统、充电监控系统、视频监控系统、车辆监控系统、火灾报警系统等。1）配电监控系统配电监控系统主要由信息采集终端、串口服务器、配电监控服务器等组成。串口服务器将配电柜电表485通讯信息整合后，通过以太网交换机传输给配电监控服务器。配电监控信息有： 开关状态、交流进线电压、电流、配变有功功率、无功功率、有功电量、功率因数等。系统拓
