1 概述

2023年12月23日蔚來(lái)宣布了一項重要的計劃，表示蔚來(lái)將在2024年新建1000座換電站，這將使蔚來(lái)的換電站總數達到3310+座，2025年蔚來(lái)將建成全面覆蓋高速換電網(wǎng)絡(luò )，并且全球換電站數量將超過(guò)4000座。此外，蔚來(lái)還計劃在2024年新增20000根充電樁，使充電樁總數達到41000+根。這一戰略規劃的主要目標是為車(chē)主提供更加便捷的充電和換電服務(wù)，與傳統的充電樁相比，蔚來(lái)?yè)Q電站能夠在短時(shí)間內完成電池充電和更換，提供更快捷、更高效的充能解決方案，這也成為了吸引新能源汽車(chē)消費者的一大亮點(diǎn)。

蔚來(lái)自建充換電站的計劃堪比當年京東自建物流，盡管當年很多人不看好，但是現在的京東物流現在已經(jīng)成為京東電商生態(tài)的重要競爭力之一。而重視用戶(hù)體驗的蔚來(lái)為用戶(hù)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(hù)，而且數以千計的充換電站構建的虛擬電廠(chǎng)未來(lái)也可能是中國能源市場(chǎng)的重要參與者和獲益者。

盡管布局充換電站對蔚來(lái)的意義非常重大，但是同時(shí)也耗資龐大。根據蔚來(lái)2023年全年財報數據來(lái)看，依舊處于虧損階段，而相比其他造車(chē)新勢力，蔚來(lái)為提高用戶(hù)體驗而花了更多的錢(qián)來(lái)布局充換電站。充換電站屬于重資產(chǎn)，建造和運營(yíng)前期都需要投入大量資金，通過(guò)數字化平臺來(lái)運維管理顯然可以在提升用戶(hù)體驗的同時(shí)大幅降低充換電站的運營(yíng)成本。

圖1-1 蔚來(lái)充換電站NIO House

2 充換電站的供配電系統及智能化要求

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(gè)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

蔚來(lái)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(diǎn)溫度、變壓器室和高低壓室內環(huán)境參數監測要求見(jiàn)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(wǎng)方案

根據需求現場(chǎng)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(wú)線(xiàn)測溫傳感器、無(wú)功補償控制器和智能電容補償裝置等，通過(guò)RS485總線(xiàn)接入設置在智慧測控柜內的智能網(wǎng)關(guān)ANet-2E4SM，然后通過(guò)4G上傳至蔚來(lái)充換電站運維管理平臺，設備配置圖見(jiàn)圖3.1-1，現場(chǎng)設備組網(wǎng)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(chǎng)設備組網(wǎng)結構圖

3.2 設備選型表

表3.2-1 蔚來(lái)充換電站箱變智能化設備選型表

3.3 智能網(wǎng)關(guān)及平臺

由于蔚來(lái)已經(jīng)建設了充換電站運維管理平臺，本項目箱變數據通過(guò)ANet-2E4SM智能網(wǎng)關(guān)采集后，按照蔚來(lái)運管平臺要求的數據格式上傳平臺。智能網(wǎng)關(guān)采用嵌入式系統，具備本地數據采集、邏輯判斷、協(xié)議轉換、斷點(diǎn)續傳、數據加密、協(xié)議定制等功能，可以無(wú)縫對接上級平臺。

安科瑞Acrelcloud-1000電力運維平臺也可以滿(mǎn)足箱變運維管理功能，平臺可同時(shí)接入數以千計的用戶(hù)變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環(huán)境數據，包括電流電壓功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到工作人員手機上，并通過(guò)北斗定位跟蹤運維執行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運維效率，及時(shí)發(fā)現缺陷并做消缺處理。

圖3.3-1 AcrelCloud-1000電力運維平臺界面

電力監測

運維平臺通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )采集箱變配電系統數據，包括電流電壓功率電能和開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數據，掌握箱變實(shí)時(shí)和歷史數據。

電能統計

基于尖峰平谷分時(shí)電度統計不同時(shí)段的電能消耗和用電成本，并形成日報、月報、年報表，通過(guò)同比環(huán)比分析比較，便于用戶(hù)計算運營(yíng)成本。

異常報警

箱變電流、電壓、功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器負荷率和繞組溫度、電氣接點(diǎn)溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門(mén)禁信息，發(fā)生異常情況會(huì )及時(shí)通過(guò)APP和短信向運維人員發(fā)出報警信息。

運維管理

可幫助用戶(hù)制定巡檢計劃，記錄巡檢發(fā)現的缺陷，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)運維管理流程。

用戶(hù)報告

運維平臺自動(dòng)生成用戶(hù)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(wèn)題，提出改進(jìn)建議。

另外平臺還具備環(huán)境監測、視頻監控、電能質(zhì)量分析、需量分析、設備臺賬等管理功能，幫助用戶(hù)更高效的管理地理分散、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。