H市電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目建設(shè)需求規(guī)模與技術(shù)分析

王井

摘 要：對(duì)國(guó)內(nèi)已經(jīng)建好的充電站進(jìn)行觀察和分析可知，其中有很多充電站是閑置，沒(méi)有發(fā)揮其充電作用，同時(shí)對(duì)我國(guó)資源造成了很大的浪費(fèi)。運(yùn)用實(shí)例對(duì)H市電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目需求規(guī)模進(jìn)行分析，為其他城市電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：影響因素；技術(shù)分析；預(yù)測(cè)模型

隨著我國(guó)節(jié)能汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的日趨成熟和市場(chǎng)需求量的日益增長(zhǎng)，電動(dòng)汽車(chē)的逐漸推廣，當(dāng)前對(duì)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展進(jìn)行限制的最大因素即為該行業(yè)相關(guān)配套設(shè)備以及充電站建設(shè)的滯后性。對(duì)國(guó)內(nèi)已經(jīng)建好的充電站進(jìn)行觀察和分析可知，其中有很多充電站是閑置，沒(méi)有發(fā)揮其充電作用，同時(shí)對(duì)我國(guó)資源造成了很大的浪費(fèi)。本文運(yùn)用實(shí)例對(duì)H市電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目需求規(guī)模進(jìn)行以下幾個(gè)方面可行性分析，希望有利于加快H市電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)其他城市電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒價(jià)值。

一、充電站規(guī)模以及技術(shù)影響因素分析

（一）充電站規(guī)模的影響因素

1、電動(dòng)汽車(chē)保有量。不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)以及對(duì)新能源汽車(chē)發(fā)展不斷起到鼓勵(lì)和支持的政策的出臺(tái)，進(jìn)而就有了不斷上升的電動(dòng)汽車(chē)保有量，這對(duì)充電站的需求呈直線上升，充電站對(duì)電網(wǎng)的配電功率要求也越來(lái)越高。

2、電動(dòng)汽車(chē)每次充電功率。根據(jù)前面的研究可以得出，配電功率在充電站的生產(chǎn)量測(cè)定中是基本的指標(biāo)。通過(guò)分析電動(dòng)汽車(chē)充電功率與充電站的配電功率呈正比關(guān)系

3、電汽車(chē)汽車(chē)電源性質(zhì)。動(dòng)力電池性質(zhì)特點(diǎn)，即單次充電的續(xù)航里程以及日均充電次數(shù)、每公里消耗電量、充電時(shí)間等，即當(dāng)車(chē)輛日行駛里程相同前提下，若對(duì)電動(dòng)汽車(chē)是充電次數(shù)增加，即會(huì)使蓄電池完成的續(xù)航能力減少。其充電時(shí)間會(huì)隨著每公里所耗費(fèi)電量增多而增多，那樣的話電動(dòng)汽車(chē)就無(wú)法達(dá)到我們生活中所需的量。所以需要對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間要有一個(gè)規(guī)范。這時(shí)，對(duì)充電站的需求隨配電功率要求逐步提高也越來(lái)越大。

4、電動(dòng)汽車(chē)日平均行駛里程。通常來(lái)說(shuō)，汽車(chē)一日駕駛的路程越遠(yuǎn)，動(dòng)力電池所要供應(yīng)的能源也就越多，如果將充電時(shí)間與其他變量進(jìn)行控制的話，充電站所需的配電功率也就越高。根據(jù)調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)汽車(chē)每當(dāng)增多其日行駛里程時(shí)，其充電站的規(guī)模也會(huì)相應(yīng)增多，若其他變量固定前提下，電動(dòng)汽車(chē)每天平均行駛里程與充電站規(guī)模成正相關(guān)的關(guān)系。

（二）充電站項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)分析

1、充電能力。不同類(lèi)型的充電站所具備的充電能力是不同的，一般來(lái)說(shuō)，大型充電站和中型充電站都可以為商用車(chē)進(jìn)行充電，并且大型充電站充電能力要高于中型充電站，可以達(dá)到不同電動(dòng)汽車(chē)的使用需求。

2、服務(wù)時(shí)間。對(duì)于不同類(lèi)型的電動(dòng)車(chē)，充電的方式以及每種充電方式所需要的時(shí)間都是不同的，因此，為了優(yōu)化充電過(guò)程，節(jié)省充電時(shí)間，一般需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)充電站點(diǎn)進(jìn)行布置，合理配置資源。

3、布設(shè)密度和服務(wù)半徑。對(duì)于充電站點(diǎn)的布置安排，需要考慮很多因素，首先要考慮電動(dòng)汽車(chē)充一次電可以行駛多遠(yuǎn)，這是最主要的參考依據(jù)，其理論值一般在150～200km范圍內(nèi)，因此所設(shè)置的服務(wù)半徑應(yīng)小于這個(gè)理論值。其次，需要考慮電池的實(shí)際使用情況，服務(wù)半徑可選在100km左右，這是最有效的服務(wù)半徑。

4、設(shè)置間距。對(duì)于充電站點(diǎn)之間的間距安排不應(yīng)該是統(tǒng)一固定的，而應(yīng)該根據(jù)站點(diǎn)所在的實(shí)際位置進(jìn)行合理科學(xué)的分析來(lái)確定。對(duì)于分布在城市建設(shè)用地范圍內(nèi)，如果充電站點(diǎn)所在位置交通比較發(fā)達(dá)，地理位置較為重要，則間距應(yīng)該適當(dāng)減小，如果充電站點(diǎn)所處位置比較偏僻，則應(yīng)該將間距適當(dāng)擴(kuò)大，以節(jié)省資源。而對(duì)于分布于非城市建設(shè)用地范圍內(nèi)的充電站點(diǎn)，可以根據(jù)所處道路等級(jí)來(lái)進(jìn)行間距的設(shè)置，如果是等級(jí)較高的道路，例如國(guó)道等，可以將間距適當(dāng)減小，如果是等級(jí)較低的道路，例如縣級(jí)公路等，可以將間距適當(dāng)擴(kuò)大。

二、充電站需求預(yù)測(cè)模型

電動(dòng)汽車(chē)充電站需求規(guī)模大小要把不同充電機(jī)所可以供應(yīng)的功率大小考慮到。在進(jìn)行估算充電站需求量的時(shí)候，考慮的關(guān)鍵性因素是城市擁有電動(dòng)汽車(chē)的數(shù)量，在此前提下再進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電站其他影響因素的分析，并且將所有的影響因素以具體的形式表現(xiàn)出來(lái)，建立起可以計(jì)算出來(lái)的變量以及數(shù)學(xué)算式，接著在運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出電動(dòng)汽車(chē)到底需要修建多少數(shù)量的充電站。構(gòu)建充電站的需求預(yù)測(cè)模型時(shí)，可以把配電功率作為變量X。通過(guò)前面的描述我們可以看出，電動(dòng)汽車(chē)充電站和充電需求量之間的關(guān)系就類(lèi)似于加油站與當(dāng)?shù)氐钠?chē)總量之間的關(guān)系，因此，充電站的需求估算模型應(yīng)該是：

X=M·AS·P/T·N/1000（1）

N=L/S（2）

其中：X是配電功率，單位為Kv·A；M是修正系數(shù)，大小在0到1之間；A是這一地區(qū)的電動(dòng)汽車(chē)保有量，單位為臺(tái)；S是每次充電可以駕駛的平均路程，單位是千米；P是行駛一千米所耗費(fèi)的電量，單位是VA·h/km；T是每次充電平均時(shí)間，單位是小時(shí)；N是總的充電數(shù)，單位為次；L是一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)每天可以駕駛的路程，單位：km。

我們需要注意的是并不是全部的電動(dòng)車(chē)在進(jìn)行充電的時(shí)候都會(huì)去充電站完成，而存在一部分人是會(huì)在家里給電動(dòng)車(chē)進(jìn)行充電的，所以我們要借助模型修正指數(shù)M，M的值為大于0小于1之間。除此之外，電動(dòng)車(chē)日平均行駛的里程會(huì)受到其所在城市和電動(dòng)車(chē)種類(lèi)二者的限制，類(lèi)型不同的電動(dòng)車(chē)其電池性能是不可相提并論的，因此，兩種不同類(lèi)型的電動(dòng)車(chē)在行駛一定里程的時(shí)候所耗費(fèi)的電量是有所不同的，并且隨著技術(shù)的升級(jí)，電池的性能也會(huì)日益完善，從而單次充電行駛路程會(huì)增加以及充電時(shí)間的會(huì)縮短。

三、充電站建設(shè)規(guī)模

根據(jù)目前充電站建設(shè)情況，根據(jù)充電站配電功率大小以及充電站設(shè)備數(shù)量多少區(qū)分，從而就能夠把充電站對(duì)應(yīng)的分成三大類(lèi)；如果是以充電機(jī)的充電能力以及功率來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則，此時(shí)充電設(shè)備主要可以分為以下四種類(lèi)型。分類(lèi)如表1和表2所示。

為將充電站需求預(yù)測(cè)模型的功能更好地發(fā)揮出來(lái)，我們需要做的是：在估測(cè)完充電站充電功率需求量的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展情況，對(duì)充電功率進(jìn)行合理的分配，從而計(jì)算出不同區(qū)域充電站建設(shè)類(lèi)型及數(shù)量。

四、算例結(jié)論

根據(jù)上述的需求預(yù)測(cè)模型對(duì)H市充電站建設(shè)規(guī)模進(jìn)行初步預(yù)測(cè)。估測(cè)出的結(jié)果是：2016年的年底，H市電動(dòng)汽車(chē)保有量為1800臺(tái)，充電樁需求為629臺(tái)，時(shí)隔2年后，2017年這兩方面的擁有量分別是4000和1385臺(tái)。

結(jié)合H市的現(xiàn)實(shí)狀況和充電站的不同規(guī)模類(lèi)型，預(yù)測(cè)H市充電站需求如表3所示。

（作者單位：惠州商貿(mào)旅游高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

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