H市电动汽车充电站项目建设需求规模与技术分析

2016-05-20王井

商 2016年13期

王井

摘要：对国内已经建好的充电站进行观察和分析可知，其中有很多充电站是闲置，没有发挥其充电作用，同时对我国资源造成了很大的浪费。运用实例对H市电动汽车充电站项目需求规模进行分析，为其他城市电动汽车充电站项目建设提供借鉴价值。

关键词：影响因素；技术分析；预测模型

随着我国节能汽车技术研发的日趋成熟和市场需求量的日益增长，电动汽车的逐渐推广，当前对电动汽车行业发展进行限制的最大因素即为该行业相关配套设备以及充电站建设的滞后性。对国内已经建好的充电站进行观察和分析可知，其中有很多充电站是闲置，没有发挥其充电作用，同时对我国资源造成了很大的浪费。本文运用实例对H市电动汽车充电站项目需求规模进行以下几个方面可行性分析，希望有利于加快H市电动汽车充电基础设施建设，对其他城市电动汽车充电站项目建设提供借鉴价值。

一、充电站规模以及技术影响因素分析

（一）充电站规模的影响因素

1、电动汽车保有量。不断发展的经济以及对新能源汽车发展不断起到鼓励和支持的政策的出台，进而就有了不断上升的电动汽车保有量，这对充电站的需求呈直线上升，充电站对电网的配电功率要求也越来越高。

2、电动汽车每次充电功率。根据前面的研究可以得出，配电功率在充电站的生产量测定中是基本的指标。通过分析电动汽车充电功率与充电站的配电功率呈正比关系

3、电汽车汽车电源性质。动力电池性质特点，即单次充电的续航里程以及日均充电次数、每公里消耗电量、充电时间等，即当车辆日行驶里程相同前提下，若对电动汽车是充电次数增加，即会使蓄电池完成的续航能力减少。其充电时间会随着每公里所耗费电量增多而增多，那样的话电动汽车就无法达到我们生活中所需的量。所以需要对于电动汽车的充电时间要有一个规范。这时，对充电站的需求随配电功率要求逐步提高也越来越大。

4、电动汽车日平均行驶里程。通常来说，汽车一日驾驶的路程越远，动力电池所要供应的能源也就越多，如果将充电时间与其他变量进行控制的话，充电站所需的配电功率也就越高。根据调查相关数据可知，电动汽车每当增多其日行驶里程时，其充电站的规模也会相应增多，若其他变量固定前提下，电动汽车每天平均行驶里程与充电站规模成正相关的关系。

（二）充电站项目建设技术分析

1、充电能力。不同类型的充电站所具备的充电能力是不同的，一般来说，大型充电站和中型充电站都可以为商用车进行充电，并且大型充电站充电能力要高于中型充电站，可以达到不同电动汽车的使用需求。

2、服务时间。对于不同类型的电动车，充电的方式以及每种充电方式所需要的时间都是不同的，因此，为了优化充电过程，节省充电时间，一般需要根据实际情况对充电站点进行布置，合理配置资源。

3、布设密度和服务半径。对于充电站点的布置安排，需要考虑很多因素，首先要考虑电动汽车充一次电可以行驶多远，这是最主要的参考依据，其理论值一般在150～200km范围内，因此所设置的服务半径应小于这个理论值。其次，需要考虑电池的实际使用情况，服务半径可选在100km左右，这是最有效的服务半径。

4、设置间距。对于充电站点之间的间距安排不应该是统一固定的，而应该根据站点所在的实际位置进行合理科学的分析来确定。对于分布在城市建设用地范围内，如果充电站点所在位置交通比较发达，地理位置较为重要，则间距应该适当减小，如果充电站点所处位置比较偏僻，则应该将间距适当扩大，以节省资源。而对于分布于非城市建设用地范围内的充电站点，可以根据所处道路等级来进行间距的设置，如果是等级较高的道路，例如国道等，可以将间距适当减小，如果是等级较低的道路，例如县级公路等，可以将间距适当扩大。

二、充电站需求预测模型

电动汽车充电站需求规模大小要把不同充电机所可以供应的功率大小考虑到。在进行估算充电站需求量的时候，考虑的关键性因素是城市拥有电动汽车的数量，在此前提下再进行电动汽车充电站其他影响因素的分析，并且将所有的影响因素以具体的形式表现出来，建立起可以计算出来的变量以及数学算式，接着在运用一定的数学模型计算出电动汽车到底需要修建多少数量的充电站。构建充电站的需求预测模型时，可以把配电功率作为变量X。通过前面的描述我们可以看出，电动汽车充电站和充电需求量之间的关系就类似于加油站与当地的汽车总量之间的关系，因此，充电站的需求估算模型应该是：

X=M·AS·P/T·N/1000（1）

N=L/S（2）

其中：X是配电功率，单位为Kv·A；M是修正系数，大小在0到1之间；A是这一地区的电动汽车保有量，单位为台；S是每次充电可以驾驶的平均路程，单位是千米；P是行驶一千米所耗费的电量，单位是VA·h/km；T是每次充电平均时间，单位是小时；N是总的充电数，单位为次；L是一台电动汽车每天可以驾驶的路程，单位：km。

我们需要注意的是并不是全部的电动车在进行充电的时候都会去充电站完成，而存在一部分人是会在家里给电动车进行充电的，所以我们要借助模型修正指数M，M的值为大于0小于1之间。除此之外，电动车日平均行驶的里程会受到其所在城市和电动车种类二者的限制，类型不同的电动车其电池性能是不可相提并论的，因此，两种不同类型的电动车在行驶一定里程的时候所耗费的电量是有所不同的，并且随着技术的升级，电池的性能也会日益完善，从而单次充电行驶路程会增加以及充电时间的会缩短。

三、充电站建设规模

根据目前充电站建设情况，根据充电站配电功率大小以及充电站设备数量多少区分，从而就能够把充电站对应的分成三大类；如果是以充电机的充电能力以及功率来作为区分的准则，此时充电设备主要可以分为以下四种类型。分类如表1和表2所示。

为将充电站需求预测模型的功能更好地发挥出来，我们需要做的是：在估测完充电站充电功率需求量的基础上，结合区域经济和电动汽车的发展情况，对充电功率进行合理的分配，从而计算出不同区域充电站建设类型及数量。

四、算例结论

根据上述的需求预测模型对H市充电站建设规模进行初步预测。估测出的结果是：2016年的年底，H市电动汽车保有量为1800台，充电桩需求为629台，时隔2年后，2017年这两方面的拥有量分别是4000和1385台。

结合H市的现实状况和充电站的不同规模类型，预测H市充电站需求如表3所示。

（作者单位：惠州商贸旅游高级职业技术学校）

参考文献：

[1] 许文超.电动汽车充电站需求影响因素及预测方法[J]江苏电机工程，2011.5

[2] 张曦予，李秋硕.电动公交车充电站功率需求影响因素分析及建模[J]，现代电力，2014.1

[3] 康继光，卫振林.电动汽车充电模式与充电站建设研究[J]电力需求侧管理，2009.9

[4] 徐凡，俞国勤，顾临峰，张华.电动汽车充电站布局规划浅析[[J].华东电力，2009.10