一、應用背景與需求分析

• 電力擴容壓力：單個服務區充電樁功率通常達 60kW~180kW（如直流快充樁），集群式部署需新增變壓器，投資成本高；

• 新能源消納需求：交通運輸領域碳減排政策推動下，服務區需實現 “綠電” 自給，降低對傳統電網依賴。

• 就地消納光伏電力，減少長距離輸電損耗；

• 與儲能系統聯動，平抑充電負荷波動；

• 支持離網 / 并網雙模式運行，適應偏遠服務區電網薄弱場景。

二、預制艙系統架構與設備配置

（一）核心設備集成方案

（二）艙體設計關鍵參數

• 空間布局：采用 30 英尺標準集裝箱改造（尺寸 9.5m×2.8m×3.2m），設備分區布置（光伏區、變流區、配電區），預留 1.2m 檢修通道；

• 環境適應性：

• 溫濕度控制：內置空調（-25℃~+55℃運行）+ 除濕機（濕度≤95% RH）；

• 防護等級：IP65，抗風壓≥1.2kPa，抗震烈度≥8 度；

• 降噪設計：艙體隔音棉 + 風機消音器，距艙體 1m 處噪聲≤65dB。

三、充電設施供電技術方案

（一）能量管理策略

1. 優先供電邏輯：

2. 負荷削峰填谷：

• 白天（8:00-20:00）：光伏優先供電，余電存儲；

• 夜間（20:00-8:00）：儲能放電滿足基礎充電負荷（如慢充樁），快充負荷由電網補充。

（二）并網與離網切換控制

• 并網模式：符合 GB/T 19964-2012 標準，支持低電壓穿越（LVRT），電網故障時 0.5s 內切離；

• 離網模式：儲能系統作為主電源，維持充電樁供電（支持至少 2 小時應急充電），適用于電網檢修場景。

（三）充電樁協同控制

• 功率分配算法：根據光伏實時功率與儲能 SOC 動態調整充電樁輸出：

• 當光伏功率≥50% 負荷時，優先分配快充樁（100kW 以上）；

• 當光伏功率＜30% 負荷時，限制快充樁功率至 50%，保障供電持續性。

四、典型應用場景與效益分析

（一）場景 1：新建服務區 “光儲充” 一體化

• 配置案例：某高速公路服務區部署 200kWp 預制艙 + 100kWh 儲能，配套 10 臺 60kW 直流充電樁：

• 年發電量：約 26 萬 kWh，滿足 30% 充電需求；

• 年省電費：約 20 萬元（按工業電價 0.8 元 /kWh 計算）；

• 碳減排：年減少 CO?排放 208 噸。

（二）場景 2：老舊服務區電力擴容改造

• 痛點解決：原服務區變壓器容量不足，新增預制艙后：

• 無需擴容電網，直接為充電樁供電；

• 峰荷時段（如節假日）光伏 + 儲能承擔 60% 負荷，緩解電網壓力。

（三）經濟效益對比（10 年周期）

五、實施要點與標準規范

1. 選址要求：

• 服務區開闊地帶，光伏陣列正南向布置，遮擋率＜5%；

• 距充電樁距離≤50m，減少線纜損耗（壓降≤3%）。

2. 安全規范：

• 接地系統：獨立接地網，接地電阻≤4Ω；

• 消防配置：七氟丙烷氣體滅火系統，溫感 + 煙感聯動。

3. 通信與監控：

• 內置邊緣計算單元（同前序設計），實時監測光伏效率、充電樁負荷；

• 遠程運維平臺：支持 APP 查看發電量、故障預警，運維響應時間＜30 分鐘。

六、發展趨勢與拓展應用

• 車網互動（V2G）融合：預制艙未來可接入電動車反向供電（V2G），服務區停電時充電樁變身為應急電源；

• 多能互補模式：結合地源熱泵、風能等，打造 “零碳服務區”，適配《交通領域碳達峰實施方案》要求。