谭丹1 ， 陈聪1，陶悦玥1 ， 胡龙飞2
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2中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 湖北武汉 430071
摘要：经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。随着全球大气污染问题的日益严峻，社会大众环保意识也日益提升，新能源汽车产业的发展是解决汽车需求与大气污染问题矛盾的关键点之一。近年来，电动汽车产业的发展得到了世界多国政策的扶持，社会需求快速增长，充电行业也进入快速发展期。大力发展新能源电动汽车，是深入贯彻落实党的十九大精神，打赢蓝天保卫战的重要战略举措。本文就电动汽车充电设施领域布局策略展开探讨。
关键词：充电设施；充电模式；策略
引言
如今全球环境问题不断受到社会各界的广泛关注，传统能源逐渐被新能源替代，电动汽车得到了大力发展和广泛应用。由于其发展形成了一定的规模，导致充电设施不能满足其发展需求，从而引起供需不平衡，与之配套的设施不完善限制了电动汽车的发展，因此通过对充电设施的合理规划可以有效解决上述问题。
1电动汽车充电站规划理论框架
充电站规划主要包括三部分：(1)需求侧：充电需求预测。对数据层的电动汽车出行大数据进行统计分析求出电动汽车行为特征指标；基于马尔科夫原理使用轮盘赌法模拟保有数量电动汽车的出行链（电动汽车一天内的空间转移序列，不限定出发点和终点），预测充电需求时空分布。(2)电网侧：配电网接纳能力评估。输入配电网拓扑结构和参数，计算配电网接纳能力的评估指标；用熵权法修正传统层次分析法，计算各指标的主客观权值；结合模糊评分法求得配电网接纳能力的综合评分。(3)充电站规划建模。综合考虑需求侧和电网侧约束，建立以充电站建设运营总成本最低为目标的数学模型。首先，针对需求侧，据(1)中预测所得的充电需求时空分布情况计算各配电网节点的充电需求不可达率和不满足率，构成需求侧约束。在此基础上，分别选出候选站址（即，充电站可接入的配电网节点）及其可选等级（即，Si∈{0,1,2,3,4}，具体物理意义见4.1章节），在可选范围内产生候选的充电站接入方案。然后，针对电网侧，按候选方案接入配电网，依照(2)中评估方法计算配电网对具体接入方案的接纳能力综合评分。设定综合评分不得小于60分，构成配电网接纳能力约束。最后，以建设运营总成本最低为目标函数，结合目标函数和配电网接纳能力约束设置遗传算法的适应度函数；按优化所得最终方案将充电站接入配电网，在此基础上进行潮流计算，若无电压越限则合格输出有效方案（如10kV及以下系统要求电压偏移在正负7%以内），否则重新规划。
2城市公用充电站的建设规模
从现阶段国内主要大型城市公用充电设施用电规模来看，城市公用充电站多为40台或20台50kW交流一体充电机。40台以下的标准充电站，计算负荷为2000kVA，供配电系统设计为３台800kVA箱式变压器，监控系统安装于集装箱式房间内，服务人员和充电车主休息室采用集装箱式房间。20台以下的标准充电站，计算负荷为1000kVA，供配电系统设计为2台5000kVA箱式变压器，监控系统安装于集装箱式房间内，服务人员和充电车主休息室采用集装箱式房间。超过50台以上的标准充电站（如深圳市莲花山充电站，66台），供配电系统为2台1600kVA变压器，可采用专用配电房安装，监控系统和休息室建设专用房间。
3电动汽车充电设施领域布局策略
3.1电网企业优势分析
（1）土地优势。通过对充电用户的访谈调研表明，为了避免排队等待，用户更愿意选择充电桩数量较多的充电站。大型充电站需要建在人流、物流、车流密集的城市区域，所需场地一般至少为常规加油站的２～４倍，建设的难点在于场地。
电网企业可整合利用营业厅、变电站、供电所等土地资源，一般紧靠负荷中心和工商业、住宅小区、高速路附近等交通便利场所，网络布局和密度非常有利。（2）规划优势。公共充电设施规划应与本地城市总体规划、充电设施专项规划、用地规划等相一致。从电网企业角度考虑，可将公共充电站的规划纳入城市电网规划统筹考虑，规划变电站布点的同时考虑预留公共充电站的建设需求，做到提前布局，积极争取政府有关部门的支持。（3）用电优势。一方面，相比于市场资本，电网企业在土地、用电报装等流程的审批均具备一定优势，有利于缩短充电站建设周期；另一方面，电网企业可凭借电网管理的专业技术经验、人才优势和安全管理经验，满足大型充电站大容量、大电流等安全管理的要求，降低充电设施的安全风险。
3.2分布式充电设施供给能力分析
分布式充电设施通常沿区域停车场而建立的分散式充电桩，用户在这些区域的停车时间一般较长，因此充电方式为慢充电模式。分散式充电桩一般在居民生活区和商业区的停车位装设，根据电动汽车的保有量，目前充电设施按分散式充电桩模式建设，并采用慢速充电方式。充电设施建设的供给能力不但要满足用户的充电需求，同时还要综合考虑所处区域的环境条件和电网能力等因素。基于供给需求的充电设施的服务能力主要受以下因素影响：电网供应能力、停车位改造强度、安全保障能力、充电设施的利用率、国家政策车桩比等。
3.3充电桩智能化程度提升
从目前视角看，还处于人工服务的阶段，一旦遇到高峰期就会出现充电排队的问题。并且电动车销售的时间较长，对车主产生了较大的影响。这个时候，就需要在科学理论的指导下，满足智能化的发展路径，借助手机APP等，探究真实的周边充电桩的布置情况，错开交锋期，科学的使用，展现个性化的发展路径。统一充电设施标准，提高其使用率。各个企业的APP也可以与百度地图、高德导航等实施合作，扩大经营性，让消费者可以在第一时间找到最近的空置充电设施。多方合作加快家庭用户充电桩入户，纳入配电网和停车区域的建设规划。
3.4创新充电商业模式，构建充电生态圈
电网企业可围绕电力利用和电动汽车，提供更多社会化服务。因地制宜拓展“充电站＋物流快递”“充电站＋冷库服务”“充电站＋新零售”“充电站＋电动汽车”等多种模式，实现电动汽车服务融合发展，提升充电站的商业价值，构建充电生态圈。
3.5充电桩将由重建设转向重运营
从2020年的市场需求主导看，政策补贴开始在潜移默化的过程中，退出历史的舞台。发展也开始转向第二阶段，需要在国家政策引导下，向着市场经济的发展反向实施延伸。大部分的资产还处于探索的状态，为未来的发展提供了优势性。充电桩设施行业的发展，主要是为了扩大规模性，在科学发展观的基础上，抢占补贴的资源。在市场加速优胜劣汰的基础上，迎来了第二次的转型，以此探究更多的盈利模式。例如：汽车保险销售、充电桩媒介广告销售等。
结语
作为电动汽车获取能量的基础设施，充电系统是电动汽车产业链的重要基础支撑，也是电动汽车商业化、产业化过程中不可或缺的重要环节。但在当前，充电设施发展的滞后仍是阻碍我国新能源汽车产业发展的主要问题之一，“有车无桩、有桩无车”及“里程焦虑”等问题依然存在，且充电方式的不便捷抑制了充电消费需求，减缓了新能源汽车市场的发展。因此，本文对电动汽车充电设施领域进行全面审视，为投资主体在该领域的投资与布局策略提供指导性建议。
考文献
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