QDTB® Трансформатор
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Все решения

Зарядная станция 500 кВт с фотоэлектрической системой и накопителем: углублённый анализ энергобаланса и экономики

Три-интегрированный · 4×DC120kW+4×AC22kW зарядные устройства · 200 kWp PV · 150 kW/300 kWh BESS · подключенный к сети

1 · TL;DR Conclusion

Заключение: данная три-интегрированная станция мощностью 500 кВт использует 4 зарядных устройства DC120kW + 4 AC22kW (коэффициент разнообразия 0,5 → потребность 284 кВт) + 200 kWp PV + 150 кВт/300 кВт·ч BESS + питание от сети 10 кВ, с трансформатором S13-M-315/10 — итог конфигуратора ≈ $182 158, EPC ≈ $192 500, окупаемость 5 лет, IRR 24,57% (уровень технико-экономического обоснования).

  • •Энергобаланс: 200 кВтп ФЭ (доля 70%) + 150 кВт BESS (30%) + резерв от сети, 634 кВт установленной мощности
  • •Коэффициент разнообразия зарядных устройств 0,5: 568 кВт номинальной мощности → 284 кВт потребляемой; трансформатор 315 кВА при 95% загрузки (на пределе)
  • •BESS 150 кВт/300 кВт·ч срезает 4 ч, экономя ≈28 470 $/год (базис BESS против чистого дизеля)
  • •Экономика: 192 500 $ EPC, окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, ROI за 25 лет 492%, LCOE 0,0983 $/кВт·ч
  • •≈121,8 т CO2 избегается/год, коэффициент самопотребления 0,8

2 · Solution Overview

Станция PV+накопление+зарядка объединяет фотоэлектрическую генерацию, аккумуляторное накопление и зарядные устройства для электромобилей в единую интеллектуальную микросеть: PV в первую очередь обслуживает зарядные устройства, излишки заряжают батарею, которая разряжается в часы пиковых тарифов. Эта станция мощностью 500 кВт ориентирована на зарядные устройства, с PV+BESS для экономической оптимизации.

1×315 кВА (S13-M-315/10)
Трансформатор
4×DC120 + 4×AC22 кВт
Зарядные устройства
568 кВт (0.5 коэффициент одновременности)
Заводская табличка
284 кВт
Потребность в зарядке
200 кВтп
СЭС
150 кВт / 300 кВт·ч
СНЭ
Сеть 10 кВ
Питание
Присоединён к сети
Режим
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase0 kW0%
Solar PV 200 kWpvariable200 kW70%
BESS 150 kW / 300 kWhvariable84 kW30%

Калькулятор конфигурации ФЭП + накопитель + зарядка

Настройте комбинированную систему солнечной генерации, накопления энергии и зарядки электромобилей с полным перечнем оборудования и ориентировочными ценами.

Открыть калькулятор

3 · Design Process & Rationale

1. Определение требований

Зарядные станции определяются зарядными устройствами; быстрая зарядка постоянным током (120 кВт) имеет высокую мощность на пистолет и заметные гармоники выпрямителя. Сначала определите состав и коэффициент одновременности зарядных устройств — ключевое отличие от обычной нагрузки станции.

2. Потребность в зарядке и коэффициент одновременности

4×DC120 + 4×AC22 = 568 кВт по паспорту, но зарядные устройства не все достигают пика одновременно; при коэффициенте 0,5 потребность составляет 284 кВт — основа для выбора трансформатора на 284 кВт, а не 568 кВт.

3. Состав источников

200 кВтп ФЭП + 150 кВт/300 кВт·ч BESS + резерв сети 10 кВ. Длительность хранения 2 ч (300/150) для арбитража пиков и сглаживания; сеть обеспечивает непрерывность зарядки при низкой генерации ФЭП/BESS.

4. Выбор трансформатора

Потребность 284 кВт ≈ 299 кВА полной мощности → типоразмер 315 кВА. Один агрегат (резервирование=single) — зарядная станция допускает кратковременные перерывы (сеть+BESS покрывают), поэтому N+1 не требуется.

5. Распределение и защита

Ввод СН → трансформатор 315 кВА → НКУ НН GGD → фидеры зарядных устройств + ветви подключения ФЭП/BESS. Гармоники выпрямителя требуют реакторов расстройки + APF при необходимости.

6. Подключение к сети и экономика

Сетевое подключение; коэффициент самопотребления ФЭП 0,8 с экспортом излишков по $0,06/кВт·ч. BESS сглаживает 150 кВт×4 ч при спреде $0,13/кВт·ч, экономя ≈$28 470/год.

7. Особые требования

Требуется согласование подключения к сети (gridCodeNote TBC); гармоники зарядных устройств и коэффициент одновременности — два специфических для станции фактора, оба явно учтены здесь.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Больше зарядных станций доводят плату за мощность до предела, и счета по пиковому тарифу взрываются

Solution

Арбитраж тарифов с BESS + срез пиков: разряд в пик, заряд в долину

Evidence

Срез V24: 150 кВт×4 ч экономит ≈$28 470/год (спред $0,13/кВт·ч)

Pain

Неясно, какой размер PV и накопителя выбрать

Solution

Конфигуратор выводит состав из нагрузки и инсоляции: 200 кВтп PV (70%) + 150 кВт BESS (30%)

Evidence

capacitySummary: 634 кВт установлено, 100% возобновляемая доля, 2 ч длительность накопления

Pain

Сложное согласование с сетью / страх штрафов за обратную подачу

Solution

Сетевое подключение с приоритетом самопотребления (0,8) и экспортом излишков по $0,06/кВт·ч

Evidence

toConfirm gridCodeNote: согласование с сетью / антиостровная защита / PF по местному сетевому кодексу

Pain

Когда окупится?

Solution

≈$192 500 EPC; самопотребление PV + арбитраж BESS экономят ≈$50 398/год

Evidence

экономика: окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, ROI 492% за 25 лет

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Мощность трансформатора315 кВА ×1284 кВт / 0,95 ≈ 299 кВА → уровень 315 кВАЗагрузка 95% (высокая); повышенные потери и счета
Расширение зарядных станций или повышенные потребности в разнообразии требуют 400/500 кВА
Состав зарядных устройств4×DC120 + 4×AC22 кВтПреобладание быстрой зарядки + дополнение медленной зарядкой, типичная схема568 кВт по паспорту, заметные гармоники выпрямителя
Мощность и количество разъемов зависят от типов транспортных средств и отсеков
Коэффициент разнообразия0,5Зарядные устройства не все одновременно на пике (отраслевое значение)Спрос 284 кВт (568×0,5) определяет уровень трансформатора
Праздничные пики могут превышать 0,5 — калибровать по реальному мониторингу
Мощность фотоэлектрики200 кВтпПриоритет собственного потребления; выработка ≈203 040 кВт·ч/год70% доли выработки, питает зарядные устройства днем
Ограничена площадью крыши/участка; большая ФЭ требует большего BESS для поглощения
Емкость BESS150 кВт / 300 кВт·ч (2 ч)Арбитраж по времени использования + сглаживание пиков, длительность 2 чСрезает 150 кВт×4 ч, экономия $28 470/год
Большая длительность = больше арбитража, но выше инвестиции
Режим сетиподключен к сетиЗарядные станции обычно подключены к сети, а не автономныЗащита от обратной подачи и одобрение сети — обязательные условия соответствия
Для островного режима использовать grid-tie-island (требуется черный запуск)
ЭкономикаIRR 24,57% · 5 лет$192 500 EPC + $50 398/год экономии + денежный поток за 25 летКлючевой показатель инвестиционной привлекательности
Тариф, инсоляция и разнообразие — три чувствительные переменные

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/29Однолинейная схема — Сеть 10 кВ + 200 кВтп ФЭП + BESS 150 кВт/300 кВт·ч → трансформатор 315 кВА → шина НН → фидеры зарядных устройств
Why: Задача SLD здесь — показать, как подключаются несколько источников: ФЭП через grid-tie инвертор, BESS через двунаправленный PCS в шину НН, сеть через трансформатор как резерв — три пути источников сходятся с нагрузкой зарядных устройств на одной шине, физическом локусе проектирования микса.
Dwg 4/29Топология системы — Сеть (резерв) · PV (70%) · BESS (30%) → трансформатор → распределение → зарядные устройства
Why: Топология задаёт энергетическую иерархию: три источника → шина MV → трансформатор → шина LV → зарядные устройства, делая логику диспетчеризации наглядной — PV в первую очередь обслуживает зарядные устройства, излишки заряжают батарею, сеть обеспечивает резерв.
Dwg 20/29Переключение микросети — PCC · защита от островного режима 81U/81O+32R · 4 логики переключения
Why: Хотя система подключена к сети, этот чертёж отрабатывает переход в островной режим и защиту от островного режима (IEC 62898 / IEEE 1547), предварительно прокладывая путь соответствия для будущей автономной работы — технический ответ на болевую точку «согласования с сетью».
Dwg 19/29Компенсация реактивной мощности и гармоник — Батарея расстроенных реакторов · подавление гармоник выпрямителя
Why: Быстрые зарядные устройства постоянного тока выпрямляют и генерируют гармоники; батарея PFC использует расстроенные реакторы для предотвращения усиления, добавляя APF, когда THDi ~20% превышает предел — необходимо для качества электроэнергии зарядной станции.
Dwg 8/29Расчет токов короткого замыкания — Уровень КЗ в НН · проверка отключающей способности 25 кА
Why: На станции имеются фотоэлектрические инверторы и PCS системы BESS, но уровень КЗ определяется энергосистемой (принято 500 МВА). Это проверяет отключающую способность автоматического выключателя и термическую стойкость кабеля, чтобы цепи высокого тока быстрой зарядки постоянного тока надежно отключались.
Dwg 14/29Конфигурация защиты — Токовая защита 50/51 + ступенчатая селективность 0,3/0,2 с
Why: Здесь задаются уставки защиты для ввода от сети, трансформатора, фидеров зарядного устройства и ветвей PV/BESS. Цепи зарядного устройства имеют большой ток и богаты гармониками, поэтому защита должна обеспечивать баланс между токовой защитой и отсутствием срабатывания по гармоникам.
Dwg 25/29Однолинейная схема срезания пиков — BESS 150 кВт/300 кВт·ч через PCS к шине НН · арбитраж/срезание пиков
Why: Это переводит BESS из «источника» в «ветвь диспетчеризации»: BESS подключается к шине НН через двунаправленный PCS, разряжаясь в пик и заряжаясь в долину. Это структурное решение проблемы «плата за мощность упирается в потолок» — срезание 150 кВт×4 ч экономит ≈28 470 $/год.
Dwg 26/29Профиль операции сглаживания пиков — Профиль за 24 ч · заряд в часы минимума / разряд в часы пика для сглаживания
Why: Это превращает арбитраж по времени использования в 24-часовую временную шкалу: заряд в часы минимума, разряд в часы пика, показывая сглаженный пик спроса и сэкономленный счет. Это операционный источник экономического вывода (≈28 470 $/год экономии за счет сглаживания).

The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):

Dwg 1 · Основа электрического проектированияDwg 15 · Кривая селективности TCCDwg 12 · Оценка качества электроэнергииDwg 27 · Связь с BMSDwg 28 · Пожарное и тепловое зонированиеDwg 29 · Конечный автомат EMSDwg 9 · Применимые стандартыDwg 10 · Технические данные оборудованияDwg 13 · Архитектура SCADADwg 16 · Система заземленияDwg 17 · Защита от импульсных перенапряженийDwg 18 · Компоновка оборудованияDwg 21 · Вторичные цепи управления и сигнализацииDwg 24 · Вспомогательное питание постоянного токаDwg 2 · Условные обозначенияDwg 11 · Монтаж и испытанияDwg 22 · Клеммная колодкаDwg 23 · Компоновка панели

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Поток энергии

PV 200 кВт → сначала на зарядные устройства → излишек в BESS; BESS разряжается на 150 кВт в пик и заряжается в долину; сеть покрывает дефицит. Цепочка показывает диспетчеризацию в реальном времени от трёх источников, балансирующую нагрузку зарядных устройств.

Экономика

203 040 кВт·ч/год выработано, 162 432 кВт·ч собственного потребления (0,8) + 40 608 кВт·ч экспортировано; экономия $50 398/год, инвестиции $192 500, окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, LCOE $0,0983/кВт·ч, с кривой денежного потока за 25 лет и точкой окупаемости.

LCC (стоимость жизненного цикла)

При ставке дисконтирования 6% совокупные затраты за 25 лет по уровням: S13 → SH15 аморфный экономит 1 752 кВт·ч/год (≈$210), окупаемость 3,3 года; уровень высокой эффективности выигрывает по долгосрочным затратам.

Работа 24 ч

Кривая типичного дня: дневная PV совпадает с пиком зарядки, ночная зарядка в долину + разряд BESS срезает пик — демонстрируя арбитраж по времени использования и управление спросом в хронологическом порядке.

Other views (shown): Качество электроэнергии и гармоники · Профиль напряжения · Особенности схемы · Экологическое снижение мощности

7 · Economics & Payback

Оборудование всего ≈ $182 158, EPC ≈ $192 500 (вкл. PV/BESS/зарядные устройства/распределение). Собственное потребление PV экономит ≈$50 398/год (вкл. сглаживание пиков BESS); в целом окупаемость за 5 лет, IRR 24,57%, ROI 492% за 25 лет, LCOE $0,0983/кВт·ч, NPV $303 489, 121,8 т CO2 избегается/год.

$192 500
Инвестиции в EPC
5 лет
Срок окупаемости
24,57%
ВНД
492%
ROI за 25 лет
$0,0983/кВт·ч
LCOE
121,8 т/год
Предотвращённые выбросы CO2
Key assumptions driving these numbers
$0.12/kWh
Electricity price
$0.06/kWh
Feed-in tariff
203040 kWh
Annual generation (P50)
80%
Self-consumption
$0.13/kWh
Peak-valley spread

8 · FAQ

Сколько PV должна иметь станция PV+накопитель+зарядка?
Эта схема использует 200 кВтп (доля 70%) для ≈203 040 кВт·ч/год, приоритет собственного потребления. Большая PV требует большего BESS для поглощения, иначе ограничение или обратный переток.
Какой размер BESS и как рассчитывается длительность?
150 кВт / 300 кВт·ч = 2 ч (300÷150). 2–4 ч покрывают арбитраж по времени использования; автономный резерв требует ≥8 ч плюс источник черного старта.
Как устанавливается разнообразие зарядных устройств?
По умолчанию 0,5: 568 кВт номинала → 284 кВт спроса. Праздничные пики могут превышать 0,5 — калибруйте с реальным мониторингом, иначе трансформатор перегрузится.
Когда окупается?
≈$192 500 EPC; собственное потребление PV + сглаживание BESS экономят ≈$50 398/год; окупаемость ~5 лет, IRR 24,57%.
Какие документы для подключения к сети нужны?
Одобрение сети + защита от обратного перетока/PF/сетевой кодекс (gridCodeNote). Приоритет собственного потребления, излишки экспортируются по $0,06/кВт·ч.
Как обрабатываются гармоники зарядных устройств?
Выпрямители быстрой зарядки DC сильно гармоничны; расстроенные реакторы предотвращают усиление, добавьте APF, когда THDi 20% превышает лимит.
Достаточно ли трансформатора 315 кВА?
284 кВт → 299 кВА, поэтому 315 кВА при 95% загрузке — впритык. При расширении зарядных устройств переходите сразу на 400/500 кВА.
Насколько по сравнению с зарядной станцией только от сети?
BESS против чистого дизеля (автономно) экономит ≈$28 470/год; против только сети — в основном экономия от собственного потребления PV плюс арбитраж времени использования BESS.

Special Considerations

  • Требуется согласование подключения к сети (защита от обратной подачи / PF / сетевой кодекс); здесь предполагается подключение к сети, gridCodeNote TBC (toConfirm: gridCodeNote).
  • Коэффициент разнородности зарядных устройств 0,5 является значением по умолчанию; праздничные пики могут его превысить — калибруйте по реальным эксплуатационным данным, иначе загрузка трансформатора на 95% приведет к перегрузке.
  • Загрузка трансформатора на 95% высока; при расширении зарядных устройств переходите сразу на 400/500 кВА.
  • Накопитель на 2 ч покрывает арбитраж по времени использования; автономная работа/черный старт требует ≥8 ч плюс источник черного старта.
  • Оценка на уровне технико-экономического обоснования; чертежи ожидают лицензированного проектного института.

Turn this into your project

Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.

Open in Power System Configurator →

Комплексная поставка оборудования для традиционной и солнечной энергетики

От проектирования систем распределения электроэнергии до солнечной энергии — трансформаторы, распределительные устройства, подстанции и солнечное оборудование, размеры и цены в одном месте. Воспользуйтесь нашими калькуляторами, чтобы получить полную спецификацию материалов и цену FOB.