王井

摘 要：對國內(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，沒有發(fā)揮其充電作用，同時對我國資源造成了很大的浪費(fèi)。運(yùn)用實(shí)例對H市電動汽車充電站項(xiàng)目需求規(guī)模進(jìn)行分析，為其他城市電動汽車充電站項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒價值。

關(guān)鍵詞：影響因素；技術(shù)分析；預(yù)測模型

隨著我國節(jié)能汽車技術(shù)研發(fā)的日趨成熟和市場需求量的日益增長，電動汽車的逐漸推廣，當(dāng)前對電動汽車行業(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。對國內(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，沒有發(fā)揮其充電作用，同時對我國資源造成了很大的浪費(fèi)。本文運(yùn)用實(shí)例對H市電動汽車充電站項(xiàng)目需求規(guī)模進(jìn)行以下幾個方面可行性分析，希望有利于加快H市電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對其他城市電動汽車充電站項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒價值。

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

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

3、電汽車汽車電源性質(zhì)。動力電池性質(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、充電時間等，即當(dāng)車輛日行駛里程相同前提下，若對電動汽車是充電次數(shù)增加，即會使蓄電池完成的續(xù)航能力減少。其充電時間會隨著每公里所耗費(fèi)電量增多而增多，那樣的話電動汽車就無法達(dá)到我們生活中所需的量。所以需要對于電動汽車的充電時間要有一個規(guī)范。這時，對充電站的需求隨配電功率要求逐步提高也越來越大。

4、電動汽車日平均行駛里程。通常來說，汽車一日駕駛的路程越遠(yuǎn)，動力電池所要供應(yīng)的能源也就越多，如果將充電時間與其他變量進(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，電動汽車每當(dāng)增多其日行駛里程時，其充電站的規(guī)模也會相應(yīng)增多，若其他變量固定前提下，電動汽車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。不同類型的充電站所具備的充電能力是不同的，一般來說，大型充電站和中型充電站都可以為商用車進(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)到不同電動汽車的使用需求。

2、服務(wù)時間。對于不同類型的電動車，充電的方式以及每種充電方式所需要的時間都是不同的，因此，為了優(yōu)化充電過程，節(jié)省充電時間，一般需要根據(jù)實(shí)際情況對充電站點(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，首先要考慮電動汽車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)的分析來確定。對于分布在城市建設(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)所處道路等級來進(jìn)行間距的設(shè)置，如果是等級較高的道路，例如國道等，可以將間距適當(dāng)減小，如果是等級較低的道路，例如縣級公路等，可以將間距適當(dāng)擴(kuò)大。

二、充電站需求預(yù)測模型

電動汽車充電站需求規(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候，考慮的關(guān)鍵性因素是城市擁有電動汽車的數(shù)量，在此前提下再進(jìn)行電動汽車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，建立起可以計(jì)算出來的變量以及數(shù)學(xué)算式，接著在運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出電動汽車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)測模型時，可以把配電功率作為變量X。通過前面的描述我們可以看出，電動汽車充電站和充電需求量之間的關(guān)系就類似于加油站與當(dāng)?shù)氐钠嚳偭恐g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)的電動汽車保有量，單位為臺；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是每次充電平均時間，單位是小時；N是總的充電數(shù)，單位為次；L是一臺電動汽車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車在進(jìn)行充電的時候都會去充電站完成，而存在一部分人是會在家里給電動車進(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，電動車日平均行駛的里程會受到其所在城市和電動車種類二者的限制，類型不同的電動車其電池性能是不可相提并論的，因此，兩種不同類型的電動車在行駛一定里程的時候所耗費(fèi)的電量是有所不同的，并且隨著技術(shù)的升級，電池的性能也會日益完善，從而單次充電行駛路程會增加以及充電時間的會縮短。

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應(yīng)的分成三大類；如果是以充電機(jī)的充電能力以及功率來作為區(qū)分的準(zhǔn)則，此時充電設(shè)備主要可以分為以下四種類型。分類如表1和表2所示。

為將充電站需求預(yù)測模型的功能更好地發(fā)揮出來，我們需要做的是：在估測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)和電動汽車的發(fā)展情況，對充電功率進(jìn)行合理的分配，從而計(jì)算出不同區(qū)域充電站建設(shè)類型及數(shù)量。

四、算例結(jié)論

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

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

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

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