城市充電站及充電樁選址分析

蘇玉鵬

國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司石嘴山供電公司 寧夏石嘴山 753000

1 城市充電站及充電樁選址概述

1.1 充電站選址

眾所周知，加油站與充電站具有相關(guān)聯(lián)因素，作對(duì)比，取舍一些因素作為充電站的影響因素。不同類型加油站，在選址上也會(huì)所有不同。充電站因?yàn)樗杩臻g較大，涉及因素也過(guò)多。充電站的決策取決于安全因素、人口數(shù)量因素、地段因素、交通因素，這也就得到了四個(gè)準(zhǔn)則層的因素。影響各個(gè)準(zhǔn)則層的因素的元素也各不相同，如：

（1）安全因素：考慮充電站應(yīng)建設(shè)在空曠，像一些周邊沒(méi)有明火作業(yè)工廠的地區(qū)，另外靠市區(qū)盡量近些，但不適應(yīng)建設(shè)在人口密集和繁華地段，和較遠(yuǎn)離居民區(qū)。

（2）人口數(shù)量因素：人口數(shù)量越多的地方，對(duì)充電的需求也就越多，人口較多的地方普遍較為富裕，能夠擁有新能源汽車的人數(shù)和需要快速充電的人口也就越多。

（3）地段因素：因?yàn)榭紤]到是中小型城市，對(duì)于較為繁華的城中心地區(qū)，地的用途早已規(guī)劃，相比接近城郊的地區(qū)，獲得一塊空地是比較困難的。（獲得空地的難易程度）。

（4）交通因素：中小型城市的交通有些路面較窄、規(guī)劃不合理或者處于商業(yè)區(qū)，會(huì)造成擁堵，給急需充電的車主帶來(lái)不便，相比于城郊地區(qū)的交通不易擁堵。（擁堵程度）考慮了準(zhǔn)則層，再確定方案層時(shí)，需要參考城市的特點(diǎn)和城市已有的劃分區(qū)域來(lái)對(duì)方案層的元素進(jìn)行確定。

1.2 充電樁選址

充電站規(guī)定容時(shí)，必須要先確定備選充電站的服務(wù)范圍，然后依據(jù)服務(wù)范圍中所需要的充電需求量再來(lái)確定充電站的容量。使用“Voronoi”圖理論來(lái)進(jìn)行劃分充電站范圍時(shí)，一般用的是歐幾里德距離，但實(shí)際在使實(shí)的情況里需求充點(diǎn)的車輛到充電站的距離肯定不是那么簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)之間的距離。因此當(dāng)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，需結(jié)合規(guī)劃區(qū)域的實(shí)際道路情況來(lái)計(jì)算車輛到充電站的距離。當(dāng)車輛需要充電的時(shí)候，大多情況下司機(jī)會(huì)駕駛車輛行駛到距離車輛實(shí)際距離最近的充電站進(jìn)行充電[3]。因?yàn)槌潆姌兜膬r(jià)格低廉，所需要的空地不大，就決定了其選址的靈活性，把一塊較大的區(qū)域分割成若干個(gè)小的區(qū)域，分別對(duì)其小區(qū)域進(jìn)行考察，選擇出一些備選點(diǎn)，再利用P-中值模型，以從需求區(qū)到備選點(diǎn)實(shí)際距離最短為目標(biāo)函數(shù)，利用貪婪取走啟示算法，對(duì)其備選點(diǎn)進(jìn)行篩選，再利用預(yù)算選取最優(yōu)的幾個(gè)點(diǎn)。P-中值模型指的是：在一個(gè)給定數(shù)量及位置需求集合和一個(gè)候選設(shè)施位置的集合下，分別為p 個(gè)設(shè)施找到合適的位置，然后指派每個(gè)需求點(diǎn)到一個(gè)特定的設(shè)施，使之達(dá)到在工廠和需求點(diǎn)之間的運(yùn)輸費(fèi)用最低。

2 我國(guó)城市充電設(shè)施現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1 充電設(shè)施現(xiàn)狀

充電設(shè)施規(guī)模隨著我國(guó)新能源汽車的大規(guī)模普及和優(yōu)惠政策的升級(jí)調(diào)整，國(guó)內(nèi)充電樁產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，規(guī)模穩(wěn)態(tài)攀升。其中，2016 年全國(guó)公共充電樁保有量增速達(dá)185.3%。據(jù)我國(guó)電動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2019 年底，全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模達(dá)121.9 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)50.8%，新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)到420萬(wàn)臺(tái)，車樁比達(dá)到3.4:1。公共類充電樁方面，全國(guó)保有量達(dá)到51.6 萬(wàn)臺(tái)，其中，交流充電樁30.1 萬(wàn)臺(tái)、直流充電樁21.5 萬(wàn)臺(tái)、交直流一體充電樁488 臺(tái)。

2.2 存在主要問(wèn)題

（1）現(xiàn)狀充電設(shè)施總體規(guī)模不足，設(shè)施短缺壓力大。以深圳市為例，通過(guò)前期大力建設(shè)臨時(shí)新能源公交場(chǎng)站，公交充電設(shè)施與純電動(dòng)公交車輛的充電需求基本匹配，但隨著純電動(dòng)出租、物流及私家車規(guī)模的增長(zhǎng)，其充電樁缺口逐步加大。由于充電設(shè)施短缺，高峰期出租車充電排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)（近1h），充電難這個(gè)問(wèn)題突出。

（2）充電設(shè)施布局不均衡，充電不便捷現(xiàn)象普遍。目前城市公用充電樁數(shù)量偏少，私人充電樁數(shù)量甚至已超過(guò)公用充電樁。市場(chǎng)上充電設(shè)施布局嚴(yán)重不均衡，除去家用私人充電樁配置，以及大部分商場(chǎng)、寫字樓等地均配備有公共充電樁，但部分充電樁被傳統(tǒng)燃油車占位，導(dǎo)致車輛充電不便捷，充電樁資源利用率降低。

（3）充電設(shè)施占用臨時(shí)用地比例高，缺乏穩(wěn)定性和持久性。目前城市充電站大多利用臨時(shí)租賃場(chǎng)地建設(shè)，到期續(xù)期難、片區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)面臨拆除壓力等導(dǎo)致充電設(shè)施穩(wěn)定性較差，難以滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)需求。

3 改進(jìn)策略

3.1 合理的進(jìn)行規(guī)劃

公共充電設(shè)施規(guī)劃應(yīng)與本地城市總體規(guī)劃、充電設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃、用地規(guī)劃等相一致。從群眾角度考慮，可將公共充電站的規(guī)劃納入城市電網(wǎng)規(guī)劃統(tǒng)籌考慮，規(guī)劃變電站布點(diǎn)的同時(shí)考慮預(yù)留公共充電站的建設(shè)需求，做到提前布局，積極爭(zhēng)取政府有關(guān)部門的支持。

3.2 集約社會(huì)資源，降低社會(huì)總成本

從全社會(huì)利用的角度，布局充電設(shè)施投資領(lǐng)域，有利于破解土地資源日益緊張的建樁難、充電難的問(wèn)題，可以減少存量和新建居民小區(qū)因充電需求而增加的1-2倍供電能力的建設(shè)成本，避免社會(huì)投資成本浪費(fèi)。

3.3 創(chuàng)新充電商業(yè)模式，構(gòu)建充電生態(tài)圈

可圍繞電力利用和電動(dòng)汽車，提供更多社會(huì)化服務(wù)。因地制宜拓展“充電站+物流快遞”“充電站+冷庫(kù)服務(wù)”“充電站+新零售”“充電站+電動(dòng)汽車”等多種模式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車服務(wù)融合發(fā)展，提升充電站的商業(yè)價(jià)值，構(gòu)建充電生態(tài)圈。

3.4 推動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能替代

建設(shè)充電設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是打造智能電網(wǎng)中構(gòu)建多樣互動(dòng)用電的重要一環(huán)，將進(jìn)一步推進(jìn)電能替代在全社會(huì)能源體系中的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大力發(fā)展新能源電動(dòng)汽車，是深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神。作為電動(dòng)汽車獲取能量的基礎(chǔ)設(shè)施，充電系統(tǒng)是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要基礎(chǔ)支撐，也是電動(dòng)汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。因此，相關(guān)城市在未來(lái)的工作中，要做好充電站及充電樁選址工作。