Biến áp phân phối một pha: Chìa khóa cho việc triển khai linh hoạt và hiệu quả cơ sở hạ tầng sạc điện EV
Biến áp phân phối một pha: Chìa khóa cho việc triển khai linh hoạt và hiệu quả cơ sở hạ tầng sạc EV
Trong quá trình triển khai nhanh chóng cơ sở hạ tầng sạc EV, vượt qua các hạn chế của lưới điện và đạt được bố trí linh hoạt tiết kiệm chi phí đã trở nên quan trọng. Các giải pháp cấp điện ba pha truyền thống thường phải đối mặt với những thách thức như chu kỳ lắp đặt kéo dài và cần sửa đổi lớn, đặc biệt là trong các kịch bản phân phối không cân xứng. Biến áp phân phối một pha đang nổi lên như một giải pháp bổ sung quan trọng với những ưu điểm độc đáo.
Điểm đau trong ứng dụng: Giá trị neo của biến áp một pha
- Hạn chế công suất lưới điện thấp
- Biến áp dân dụng/đương mại bão hòa nhanh, chỉ hỗ trợ 2-3 cột sạc nhanh trước khi đạt giới hạn.
- Nâng cấp công suất mất 6-12 tháng, không theo kịp nhu cầu sạc tăng đột biến.
- Thách thức nguồn điện phân tán
- Các điểm cộng đồng dọc đường hoặc bãi đậu xe phân tán ở xa nguồn điện hơn 500m.
- Chi phí đặt cáp ba pha ¥800-1.200/m, không kinh tế.
- Hạn chế của lưới điện đô thị cũ
- Khu vực lịch sử có dây dẫn phức tạp dưới 50mm².
- Sửa đổi ba pha yêu cầu đào đường (>3 tháng phê duyệt).
- Nhu cầu Bắc Mỹ/Nhật Bản-Hàn Quốc
- Chủ yếu sử dụng điện một pha 120V/240V đảm bảo tương thích.
- Máy sạc DC nhanh 15-25kW chiếm hơn 60% thị phần (dữ liệu Liên minh Sạc Bắc Mỹ năm 2023).
Giải pháp: Kiến trúc điện một pha mô-đun
Thông số kỹ thuật chính
|
Tham số |
Mục tiêu kỹ thuật |
Giá trị trong kịch bản |
|
Phạm vi công suất |
15-100 kVA |
Đối sánh chính xác với các cụm nhỏ |
|
Điều chỉnh điện áp |
10kV/11kV→120V/240V/230V |
Tương thích đa quốc gia |
|
Năng lực quá tải |
120% trong 4 giờ |
Dự trữ sạc đỉnh đủ lớn |
|
Độ bảo vệ |
IP55 |
Triển khai trực tiếp bên đường/bãi đậu xe |
|
Mất mát không tải |
≤65W (mô hình 50kVA) |
Tiết kiệm >¥300/năm/cái |
Kịch bản ứng dụng điển hình
- Mạng sạc vi mô cộng đồng
- 1 biến áp bao phủ 8-12 chỗ đậu xe.
- Kích thước nhỏ gọn: 1200×800×1000mm (<1 chỗ đậu xe chuẩn).
- Triển khai: <72 giờ (bao gồm đặt cáp).
- Mở rộng cạnh khu phức hợp bán lẻ
- Triển khai cạnh bãi đậu xe trên mái.
- Sử dụng các mạch chiếu sáng hiện có (tiết kiệm 40% chi phí cáp).
- Mở rộng khu nghỉ chân đường cao tốc
- Thêm cột sạc gần các trạm ba pha hiện có.
- Bảo lưu 30% công suất dự phòng để tránh nâng cấp biến áp chính.
Mô hình xác minh hiệu quả
|
Chiều |
Giải pháp truyền thống |
Giải pháp một pha |
Cải thiện |
|
Chi phí mỗi cột sạc |
¥185.000 (với nâng cấp) |
¥98.000 |
↓47% |
|
Thời gian dự án |
90-120 ngày |
7-15 ngày |
↓85% |
|
Mất mát năng lượng |
10.2%@50% tải |
7.3%@50% tải |
↓28% |
|
Diện tích chiếm dụng |
8m² (phòng điện) |
1.2m² (hộp đất) |
↓85% |
|
Thời gian hoàn vốn |
5.2 năm |
2.8 năm |
↓46% |
Các cải tiến kỹ thuật chính
- Cân bằng tải động
- Theo dõi dòng điện pha thực thời.
- Tự động điều chỉnh phân bổ công suất sạc (<2.5% dao động điện áp).
- Quản lý nhiệt
- Theo dõi điểm nóng ±1°C.
- Làm mát ép khí ở 50°C; cắt ngắt quá tải ở 130°C.
- Kết nối đa chế độ
- RS485/IEC61850 tiêu chuẩn.
- Tùy chọn 4G/5G/LoRa; tích hợp nền tảng bên thứ ba.
Nghiên cứu trường hợp: Cải tạo sạc tại Thâm Quyến
- Bối cảnh: Cộng đồng 500 hộ gia đình chỉ có một biến áp công cộng 400kVA.
- Giải pháp: Triển khai tám biến áp một pha 50kVA.
- Kết quả:
- Điểm sạc tăng từ 6 lên 46.
- Chi phí: ¥760.000 (so với ngân sách ¥2.1 triệu).
- Hiệu suất điện áp tăng từ 83% lên 99.2%.
Kết luận
Biến áp phân phối một pha thể hiện khả năng thích ứng mạnh mẽ trong cơ sở hạ tầng sạc EV. Chúng bổ sung - chứ không thay thế - các hệ thống ba pha bằng cách cung cấp hiệu quả kinh tế trong các kịch bản phân tán, công suất thấp đến trung bình. Thông qua thiết kế mô-đun, thuật toán thông minh và triển khai linh hoạt, chúng giảm đáng kể rào cản kỹ thuật và tài chính cho việc mở rộng mạng sạc.
