住宅小區(qū)地下車庫電動汽車充電樁設(shè)計 負荷等級及負荷計算
1、車位與充電樁的比例
動力電池的能量密度和續(xù)駛里程是電動汽車最重要的兩個參數(shù)，鋰電池目前使用壽命5~8年，充電循環(huán)壽命600~1000次。為保持電池良好，延長電池壽命，電量下降到20%時需要充電（防止過放電），充電到電量的80%~90%時即停止充電（防止過充電）。
電動汽車續(xù)駛里程以前為150km左右，現(xiàn)在可以達到200km以上，隨著技術(shù)進步電池能量密度的提高，新產(chǎn)品的出臺，續(xù)駛里程將能達到300km以上，這樣的續(xù)駛里程基本上可以滿足大部分人通勤里程和短途出行的需求。
按新能源汽車發(fā)展的路線圖，電動汽車續(xù)駛里程大，充電時間短以后，其普及率將提高。對居住小區(qū)，以續(xù)駛里程300km進行計算，可行駛里程約120km（冬季環(huán)境溫度低，電池電量會衰減，或使用幾年電池反復充放電電量會衰減，或冬、夏季還要開空調(diào)），以每天平均通勤里程約24km計算，則每臺電動汽車需要每5天充一次電，即車位與充電樁比例為5∶1，按總車位的20%設(shè)充電樁。
2、負荷等級及負荷計算
居住小區(qū)電動汽車以通勤為主，按GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和重慶市工程建設(shè)標準DBJ50-218-2015《民用建筑電動汽車充電設(shè)備配套設(shè)施設(shè)計規(guī)范》第5.1.3條，其配電充電監(jiān)控系統(tǒng)用電為二級負荷，其它負荷為三級負荷。
慢充樁（交流充電樁），其充電電流小，充電時間長（一般6~8h），電池壽命可以延長，多數(shù)居民早出晚歸，適用于設(shè)慢充樁。
本文以某住宅小區(qū)為例，其地下室為設(shè)備用房（設(shè)有兩個變電所T1、T2，每個變電所均有供住宅用的專用1000kVA干式變壓器）及500輛大型地下車庫。
按車樁比5∶1，則需設(shè)100個慢充樁，考慮小區(qū)訪客及應(yīng)急需要，設(shè)兩個快充樁（非車載充電機，充電時間一般在1h內(nèi)），參照DBJ50-218-2015第4.1.2條，每51個車位設(shè)1個充電站，共設(shè)2個充電站，每個充電站同建筑專業(yè)商定設(shè)為一個防火分區(qū)，為節(jié)約投資并節(jié)能，1號充電站位于1號變電所旁，2號充電站位于2號變電所旁，線路最短，電能損耗最小。
負荷計算：按能源行業(yè)標準NB/T33002-2010《電動汽車交流充電樁技術(shù)條件》，每個慢充樁設(shè)備容量約7kW（AC220V單相供電），按NB/T33001-2010《電動汽車非車載傳導式充電機技術(shù)條件》，每個快充樁設(shè)備容量：取Pe=120kW（AC380V三相供電），參照深圳市標準化指導性技術(shù)文件SZDB/Z29.1-2010《電動汽車充電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第1部分：通用要求》，cosφ＞0.95，這里取cosφ=0.85。
3、供配電系統(tǒng)
北京、上海、成都、深圳、哈爾濱、銀川等城市典型住宅小區(qū)許多實測數(shù)據(jù)表明，住宅區(qū)變壓器低谷期負荷率一般不大于30%，高峰期一般不大于60%。
本工程充電站設(shè)配電充電監(jiān)控系統(tǒng)，對變壓器負荷率實時監(jiān)控，使其高峰期負荷率不大于100%（留10%裕量，根據(jù)GB/T1094.12-2013《電力變壓器第12部分：干式電力變壓器負載導則》，環(huán)境溫度30℃時，H級絕緣干式變壓器負荷率為110%），以保證變壓器壽命。
本小區(qū)變電所設(shè)計變壓器負荷率≤80%，還有可用容量≥20%，變壓器T1、T2均為1000kVA，充電樁用電按復費率收費，慢充樁一般在低谷期充電，由以上每個充電站ΣPjs=235kW，不需加大變壓器容量。每個充電站設(shè)6個充電樁配電箱（5個慢充樁配電箱，1個快充樁配電箱），每個慢充樁配電箱10路出線，見圖1，快充樁設(shè)一個專用配電箱。
4、配電充電監(jiān)控系統(tǒng)（含計量）
充電站應(yīng)設(shè)配電充電監(jiān)控系統(tǒng)，見圖2，分間隔層、站控層，間隔層通信介質(zhì)采用RS485多層屏蔽雙絞線，通信距離可達1200m，各測控單元的功能如表1所示，站控層主機等置于兩個變電站之間中心塔樓上面的物管用房。充電樁支持不同的充電費用支付方式：充電IC卡、二維碼、支付碼、微信、支付寶、手機等，并兼容本地區(qū)充電App。
5、諧波治理
充電機負載為電力電子器件和電池，含非線性負荷，必須嚴格限制諧波畸變率，避免影響變壓器、電動機、電容器及其他設(shè)備的正常運行和計量造成誤差等：一是所用的充電機諧波分量應(yīng)符合國家標準GB17625.1-2012《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16A）》和GB/Z17625.6-2003《電磁兼容限值對額定電流大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流的限制》的有關(guān)規(guī)定；二是采取有效的諧波治理措施。
6、消防安防及其它
消防、安防及其他要求：①消防、安防、通風等納入地下室車庫整體設(shè)計。執(zhí)行GB50067-2014《汽車庫、修車庫、停車庫設(shè)計防火規(guī)范》、JGJ100-2015《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范。充電站火災危險性按戊類設(shè)計（GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》條文說明3.1.1條續(xù)表1）。②安防監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備安全監(jiān)控、防火、防盜及視頻監(jiān)控等，對充電站的環(huán)境一目了然。③充電設(shè)施產(chǎn)生的噪音限值應(yīng)符合GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》。④變配電設(shè)備、充電設(shè)備的抗震措施應(yīng)符合GB50556-2010《工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備抗震設(shè)計規(guī)范》和GB50981-2014《建筑機電工程抗震設(shè)計規(guī)范》。⑤充電站作20m×20m等電位接地網(wǎng)。⑥充電站設(shè)指引及停車位標識，其符號參閱DBJ50-218-2015表4.1.6。⑦充電站配電系統(tǒng)雷電防護等級按C級配置各級SPD參數(shù)。⑧充電樁較多，即整個系統(tǒng)非線性負荷大，投運后應(yīng)實測電磁輻射值是否超標（應(yīng)符合GB8702-2014《電磁環(huán)境控制限值》）。⑨實施后，應(yīng)以充電樁招標后的參數(shù)為依據(jù)，修正相關(guān)供配電系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)。⑩本項目投運后，應(yīng)實測實際充電總功率、諧波分量等，采取相應(yīng)的對策
