电动汽车充电站建设与运营的模式研究

赵军亮 赵 飞

国网河南省电力公司新乡供电公司

电动汽车充电站建设与运营的模式研究

赵军亮 赵 飞

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随着当前社会经济及科技不断发展，电动汽车在人们日常生活中越来越普及，为人们生活提供了很大帮助。由于电动汽车是以电能为驱动能源的，为能够使电动汽车得到进一步普及，并且使其更好应用于人们生活，电动汽车充电站建设运营是必须要解决的一项任务，也是最重要的一个问题。基于此，本文将着重分析探讨电动汽车充电站建设措施及运营的模式，以此能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

电动汽车；充电站；建设；运营

1、电动汽车充电站建设要点

1.1 充电站规划布局

1.1.1 影响充电站布局的因素

1)电动汽车总体充电量需求。电动汽车的总体充电需求是影响充电站布局的重要因素之一，只有需求量达到一定时，充电站才能实现经济上的可行性。同时不同的充电需求和充电需求分布，对充电站的数目和位置具有重要影响。2)电动汽车的运行模式。电动车的运行模式可以分为：示范区用车、集团用车、社会车辆、微型车辆。不同的运营模式对电动车的续航里程，充电时间的要求不同，进而影响着充电方式和耗电速度，最终影响着充电站布局。3)电动汽车的能源供给方式。目前电动车的能源供给方式有两种整车充电(包括常规充电和快速充电)和地面充电。常规充电即低电流充电。快速充电即通过高电流来实现对电动汽车的快速充电。地面充电即通过更换电池的方式来实现电动汽车的充电。4)充电时间。对充电时间的要求不同会影响着电动汽车的运营模式，进而影响充电站的布局。在对充电时间没有要求的情况下，可在电动汽车停运的夜间充电。对于需要紧急充电的可采用快速充电或更换电池的方法。

1.1.2 充电站规划布局的原则

充电站的规划原则应考虑“充电需求”和“充电站建设的可行性”。影响充电需求的因素主要是电动汽车的数量和充电服务半径。影响充电站建设可行性的主要有路网结构，电力配置，环保等外部因素。因此，充电站规划布局原则包括：1)充电站布局要与电动汽车总体分布和充电需求点的分布尽量达到一致；2)充电站的布局应满足充电站服务半径要大于充电需求点的距离；3)充电站的建设应与城市总体规划和路网规划协调；4)充电站的容量设置应小于本区域的输配电网的容量限制，避免充电高峰期对区域电网的压力；

1.2 电动汽车充电站规模级别

电动汽车的充电站也有一到四级之分，一级充电站的动力蓄电池存储能力较大，一天能够为至少200台中大型的商用车提供充电或更换电池的服务；若是乘用车，一天至少可以给500台提供充电或更换电池服务。二级充电站相比一级充电站的电池存储能量较小，一天可以为100到200台大中型商用车提供更换电池和充电的服务，而对于乘用车，一天可以给200到500台提供充电或更换电池服务。三级充电站的电池存储能量则一天只能给40到100台大中型商用车提供更换电池或充电的服务，若是乘用车，则一天可以给100到200台进行更换电池或充电服务。四级充电站的存储能量是最小，一天只能给40台大中型商用车提供更换电池或充电服务，或者一天可以给100台乘用车提供更换电池或充电服务。

1.3 电动汽车充电站监控系统建设

1.3.1 监控后台建设。两台工作站和一台服务器是充电站监控后台的主要组成结构，通常情况下，充电站监控后台的建设都是根据自身需要来选择服务器和监控工作站数量的，以太网络是连接系统内所有计算机的主要网络。配电系统和充电机数据的收集、处理和存储，监控配电系统和充电机的运行使充电站监控后台的主要工作任务。充电站不仅具有配电站监控SCADA功能，还有专门针对充电站系统的高级应用功能，例如智能负荷调控等。

1.3.2 配电系统监控建设。测控和保护是组成配电系统监控的两个部分，配电系统监控是实现配电系统监控和保护功能的主要方法，它利用充电站后台系统和通信管理机进行双向数据的交换。配电系统监控中的测控部分具有配电系统各间隔的电压电流等电气参数的遥测功能、重要开关的遥控功能和开关位置的遥信功能。除此以外，在0.4kV侧还配置了分段备自投装置，若是其中一路电源失电，备自投装置就可以快速的合上联络开关，有效的提高了充电站的供电可靠性。

1.3.3 安防监控系统建设。充电站的门禁、周界安全和门禁的监控，还有视频监控都是在安防系统内完成的，它主要利用通信管理机来获取充电机和配电系统监控的告警信息，给视频联动监控提供了数据依据。充电站的安防监控系统主要组成设备有红外报警器、监控屏柜、摄像机等。

2、电动汽车充电站运行体系

电动汽车必将成为下一代汽车发展的方向，但其发展受限于电池，电池的充电便捷性是电动汽车发展的瓶颈。同时，大量的电动汽车快速充电的需求无序接入，对整个配电网的负荷稳定也存在非常大的安全隐患。因此，如何引导用户快速找到一个最优的充电点是决定电动汽车能否大受欢迎的关键。然而，目前电动汽车的监控与配电网的监控是分离的，其他与之相关的监控也是割裂的，一个以电动汽车为核心的运行体系亟待建立。电动汽车运行体系是以电动汽车为中心，把与电动汽车相关的因素(电网网络、充电设备、地理信息和交通信息)进行关联并构建成一套逻辑关联的体系。电网公司拥有最完整的充电站、充电桩和配电网络的设备信息及相应的网络拓扑，同时配网自动化和计量自动化的大量应用实现了对配网网络和充电设备运行状态的实时监控。在深圳市政府的大力推动下，深圳供电局获得了电动汽车公司关于电动汽车和车载电池的设备信息及实时监控信息，同时也从交警局获取了实时的道路交通信息和从第三方公司获取的导航算法。上述信息通过WebGIS系统进行关联和展示，使得电动汽车的运行体系得以建立。

3、电动汽车充电站运营模式

3.1 以政府为中心的运营模式，顾名思义就是说电动桩的建设经费主要来源于政府的投资，政府作为主持者，联系汽车生产商、电网企业、设备供应商来建设电动充电桩。此模式适用于电动汽车发展的初期阶段，对于运营经费较大的不适用。电动充电桩的运营初期所建设的充电桩较少，政府出资投到建设上的资金较少，这样在政府的政策和资金的大力支持下，电动汽车的早期商业化发展很快得到提升。但随着电动汽车生产的发展，所要建设的电动充电桩越来越多，政府要投入的资金越来越多，政府仅有的财政难以支撑。而且仅靠政府的资金支撑来建设，没有市场竞争，建设的效率就会大打折扣。

3.2 以电网企业为中心的电动汽车充电桩运营模式是电动汽车充电桩的资金来源是以电网企业为主。电网企业为整个建设过程中的负责主体，所建设的充电设施具有完全商业化的性质。适合汽车商业化规模较大、有固定的充电用户、投资的渠道通畅。电网企业在投资电动汽车充电桩的建设过程中有较好的技术支持、能源供应、网络传输优势。但相比之下也存在缺点，比如电网企业没有较为稳定的终端客户，会出现盲目投资的现象，而且电网企业也没有相关的经验，因此在建设过程中会走不少弯路。

3.3 以汽车生产商为中心的充电桩运营模式是电动汽车充电桩建设的资金主要来源于汽车生产商，汽车生产商是建设中的主要负责主体。汽车生产商为了提高销量，自己出钱建充电桩来刺激消费者来提高成交量，达到最终双赢的目的。大家所熟知的通用、丰田都是自己出资建设充电桩的企业。此模式适用于已经成熟化的电动汽车生产，基础设施、商业化条件各方面都很成熟的条件下生产商把充电桩作为一种售后服务来吸引消费者，巩固消费人群的稳定。但是充电桩的需求量增多，汽车生产商在技术、能源供给方面就会吃力，不利于达到双赢。

总而言之，随着当今时代能源形势越来越严峻，新能源的利用也越来越重要。作为一种重要能源形式，电力能源在当前社会上各个方面均有着十分广泛的应用，电动汽车的出现及发展就是其中一种。在电动汽车发展过程中，充电站建设运营是必须要解决的一个问题，因此构建科学合理电动汽车充电站建设及运营模式有着十分重要的作用，在电动汽车发展过程中属于基础内容，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

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