一、应用背景与需求分析

• 电力扩容压力：单个服务区充电桩功率通常达 60kW~180kW（如直流快充桩），集群式部署需新增变压器，投资成本高；

• 新能源消纳需求：交通运输领域碳减排政策推动下，服务区需实现 “绿电” 自给，降低对传统电网依赖。

• 就地消纳光伏电力，减少长距离输电损耗；

• 与储能系统联动，平抑充电负荷波动；

• 支持离网 / 并网双模式运行，适应偏远服务区电网薄弱场景。

二、预制舱系统架构与设备配置

（一）核心设备集成方案

（二）舱体设计关键参数

• 空间布局：采用 30 英尺标准集装箱改造（尺寸 9.5m×2.8m×3.2m），设备分区布置（光伏区、变流区、配电区），预留 1.2m 检修通道；

• 环境适应性：

• 温湿度控制：内置空调（-25℃~+55℃运行）+ 除湿机（湿度≤95% RH）；

• 防护等级：IP65，抗风压≥1.2kPa，抗震烈度≥8 度；

• 降噪设计：舱体隔音棉 + 风机消音器，距舱体 1m 处噪声≤65dB。

三、充电设施供电技术方案

（一）能量管理策略

1. 优先供电逻辑：

2. 负荷削峰填谷：

• 白天（8:00-20:00）：光伏优先供电，余电存储；

• 夜间（20:00-8:00）：储能放电满足基础充电负荷（如慢充桩），快充负荷由电网补充。

（二）并网与离网切换控制

• 并网模式：符合 GB/T 19964-2012 标准，支持低电压穿越（LVRT），电网故障时 0.5s 内切离；

• 离网模式：储能系统作为主电源，维持充电桩供电（支持至少 2 小时应急充电），适用于电网检修场景。

（三）充电桩协同控制

• 功率分配算法：根据光伏实时功率与储能 SOC 动态调整充电桩输出：

• 当光伏功率≥50% 负荷时，优先分配快充桩（100kW 以上）；

• 当光伏功率＜30% 负荷时，限制快充桩功率至 50%，保障供电持续性。

四、典型应用场景与效益分析

（一）场景 1：新建服务区 “光储充” 一体化

• 配置案例：某高速公路服务区部署 200kWp 预制舱 + 100kWh 储能，配套 10 台 60kW 直流充电桩：

• 年发电量：约 26 万 kWh，满足 30% 充电需求；

• 年省电费：约 20 万元（按工业电价 0.8 元 /kWh 计算）；

• 碳减排：年减少 CO₂排放 208 吨。

（二）场景 2：老旧服务区电力扩容改造

• 痛点解决：原服务区变压器容量不足，新增预制舱后：

• 无需扩容电网，直接为充电桩供电；

• 峰荷时段（如节假日）光伏 + 储能承担 60% 负荷，缓解电网压力。

（三）经济效益对比（10 年周期）

五、实施要点与标准规范

1. 选址要求：

• 服务区开阔地带，光伏阵列正南向布置，遮挡率＜5%；

• 距充电桩距离≤50m，减少线缆损耗（压降≤3%）。

2. 安全规范：

• 接地系统：独立接地网，接地电阻≤4Ω；

• 消防配置：七氟丙烷气体灭火系统，温感 + 烟感联动。

3. 通信与监控：

• 内置边缘计算单元（同前序设计），实时监测光伏效率、充电桩负荷；

• 远程运维平台：支持 APP 查看发电量、故障预警，运维响应时间＜30 分钟。

六、发展趋势与拓展应用

• 车网互动（V2G）融合：预制舱未来可接入电动车反向供电（V2G），服务区停电时充电桩变身为应急电源；

• 多能互补模式：结合地源热泵、风能等，打造 “零碳服务区”，适配《交通领域碳达峰实施方案》要求。