安科瑞 耿敏花

1.概述

2023年12月23日蔚來宣布了一項(xiàng)重要的計(jì)劃,，表示蔚來將在2024年新建1000座換電站,，這將使蔚來的換電站總數(shù)達(dá)到3310+座，2025年蔚來將建成覆蓋“九縱九橫城市群”的高速換電網(wǎng)絡(luò),，并且全球換電站數(shù)量將超過4000座,。此外，蔚來還計(jì)劃在2024年新增20000根充電樁,，使充電樁總數(shù)達(dá)到41000+根,。這一戰(zhàn)略規(guī)劃的主要目標(biāo)是為車主提供更加便捷的充電和換電服務(wù),，與傳統(tǒng)的充電樁相比,，蔚來換電站能夠在短時(shí)間內(nèi)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消費(fèi)者的一大亮點(diǎn),。

蔚來自建充換電站的計(jì)劃堪比當(dāng)年京東自建物流,，盡管當(dāng)年很多人不看好，但是現(xiàn)在的京東物流現(xiàn)在已經(jīng)成為京東電商生態(tài)的重要競爭力之一,。而重視用戶體驗(yàn)的蔚來為用戶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，而且數(shù)以千計(jì)的充換電站構(gòu)建的虛擬電廠未來也可能是中國能源市場的重要參與者和獲益者,。

盡管布局充換電站對蔚來的意義非常重大,，但是同時(shí)也耗資龐大。根據(jù)蔚來2023年全年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)來看,，依舊處于虧損階段,，而相比其他造車新勢力，蔚來為提高用戶體驗(yàn)而花了更多的錢來布局充換電站,。充換電站屬于重資產(chǎn),，建造和運(yùn)營前期都需要投入大量資金，通過數(shù)字化平臺來運(yùn)維管理顯然可以在提升用戶體驗(yàn)的同時(shí)大幅降低充換電站的運(yùn)營成本,。

圖1-1 蔚來充換電站NIO House

2.充換電站的供配電系統(tǒng)及智能化要求

充換電站變配電系統(tǒng)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(dú)立小室組成,，用電容量一般在630kVA~1250kVA之間,，根據(jù)充換電站的規(guī)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

蔚來對充換電站箱變智能化做了標(biāo)準(zhǔn)化要求,，對箱式變電站電氣參數(shù)、接點(diǎn)溫度,、變壓器室和高低壓室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測要求見表2-1,。

表2-1 箱式變電站數(shù)字化監(jiān)測要求

3.充換電站數(shù)字化監(jiān)控和運(yùn)維解決方案

3.1.設(shè)備配置及組網(wǎng)方案

根據(jù)需求現(xiàn)場箱式變電站配置安科瑞微機(jī)保護(hù)裝置、諧波檢測裝置,、多功能儀表,、無線測溫傳感器、無功補(bǔ)償控制器和智能電容補(bǔ)償裝置等,，通過RS485總線接入設(shè)置在智慧測控柜內(nèi)的智能網(wǎng)關(guān)ANet-2E4SM,，最后通過4G上傳至蔚來充換電站運(yùn)維管理平臺，設(shè)備配置圖見圖3.1-1,，現(xiàn)場設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)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(xiàn)場設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3.2.設(shè)備選型表

表3.2-1 蔚來充換電站箱變智能化設(shè)備選型表

3.3.智能網(wǎng)關(guān)及平臺

由于蔚來已經(jīng)建設(shè)了充換電站運(yùn)維管理平臺，本項(xiàng)目箱變數(shù)據(jù)通過ANet-2E4SM智能網(wǎng)關(guān)采集后,，按照蔚來運(yùn)管平臺要求的數(shù)據(jù)格式上傳平臺,。智能網(wǎng)關(guān)采用嵌入式系統(tǒng),，具備本地?cái)?shù)據(jù)采集、邏輯判斷,、協(xié)議轉(zhuǎn)換,、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密,、協(xié)議定制等功能,，可以無縫對接上級平臺。

安科瑞Acrelcloud-1000電力運(yùn)維平臺也可以滿足箱變運(yùn)維管理功能,，平臺可同時(shí)接入數(shù)以千計(jì)的用戶變電站數(shù)據(jù),。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所電氣參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率,、開關(guān)狀態(tài),、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度,、浸水,、煙霧、視頻,、門禁等信息,，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上,，并通過北斗定位跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程進(jìn)行閉環(huán),，提高運(yùn)維效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并做消缺處理,。

圖3.3-1 AcrelCloud-1000電力運(yùn)維平臺界面

3.3.1.電力監(jiān)測

運(yùn)維平臺通過4G網(wǎng)絡(luò)采集箱變配電系統(tǒng)數(shù)據(jù),，包括電流電壓功率電能和開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，掌握箱變實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù),。

3.3.2.電能統(tǒng)計(jì)

基于尖峰平谷分時(shí)電度統(tǒng)計(jì)不同時(shí)段的電能消耗和用電成本,，并形成日報(bào)、月報(bào),、年報(bào)表,，通過同比環(huán)比分析比較，便于用戶計(jì)算運(yùn)營成本,。

3.3.3.異常報(bào)警

箱變電流,、電壓、功率,、開關(guān)狀態(tài),、變壓器負(fù)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,、門禁信息，發(fā)生異常情況會及時(shí)通過APP和短信向運(yùn)維人員發(fā)出報(bào)警信息,。

3.3.4.運(yùn)維管理

可幫助用戶制定巡檢計(jì)劃,，記錄巡檢發(fā)現(xiàn)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(yùn)維管理流程,。

3.3.5.用戶報(bào)告

運(yùn)維平臺自動生成用戶用電及運(yùn)行診斷報(bào)告,，對配電系統(tǒng)運(yùn)行情況提供周期性診斷報(bào)告，總結(jié)配電系統(tǒng)存在的問題,，提出改進(jìn)建議,。

另外平臺還具備環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控,、電能質(zhì)量分析,、需量分析、設(shè)備臺賬等管理功能,，幫助用戶管理地理分散,、數(shù)量眾多的箱變，提高供電可靠性和設(shè)備使用壽命,，降低運(yùn)維成本和用電成本,。