秦榛
国网赤峰供电公司 内蒙古赤峰市 024000
摘要：充电桩是方便电动汽车出行的重要工具.本文阐述了电动汽车及充电桩的概念,着重分析了电动汽车充电桩选址定容的具体方法,并通过实证分析为充电桩设置提供科学参考依据,旨在为相关工作人员提供理论意见,确保充电桩地址和容量选择的适用性和合理性,为其全面推广使用奠定良好的基础。
关键词：电动汽车；充电桩；充电桩定容
1.对电动汽车充电桩的设计进行整体规划
我国在推进社会可持续发展的进程中，大力推进电动汽车的提倡与推广，也因此而出台《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，其中提出，电动汽车的充电基础设施的建设需不断推进，以用户居住地停车位及单位停车场配件充电设施作为主体设施，打造立体化的电动汽车充电设施的服务体系。为达到这一目标，应通过健全并完善小区内电动汽车充电桩及公共停车场充电桩的规划与建设，更好地满足电动汽车充电的实际需求。
为达成这一目标，本文提出立体化的充电桩设施规划与建设方法，在这一过程中，本文将充电桩划分为两种类型，包括常规充电桩及快速充电桩，前者主要以住宅社区为单位，满足社区用户的慢速充电需求；后者主要满足公共用户的快速充电需求，属于一种应急设施。其中，社区内的电动汽车充电桩通常为专车专用，可满足车位较为固定、充电时间较为集中、充电所需时间较长等住宅小区的实际需求。在实际规划时，应以电动汽车在居住社区中的渗透率为基础进行充电桩的规划与建设。公共充电桩的规划，则应当结合该路段车辆出行情况、电动汽车的大致占比、电动汽车百公里耗电量及充电频次等相关因素进行综合分析与合理规划，对公共充电桩位置加以确定，预测充电桩覆盖范围内应有的充电负荷，对充电桩数量加以确定
2、充电桩规划选址需要考虑的因素
2.1经济因素
考虑充电桩建设时，首要考虑的因素即为充电桩建设的经济性，主要涉及充电桩建设投资及充电桩运维的成本。充电桩建设投资主要包含设计成本、配电设备成本、土建及电气安装成本、土地租金四个因素。充电桩运维的成本主要包含员工人力成本和设备维护成本。
2.2用户的便利性
充电桩作为公共基础设施应该尽量建设在主次干路的周边等出车便利的地方，充电桩的出入口应尽可能的与主次干路相通。如果充电桩建设在交通便利的地方，则充电桩能覆盖的车辆较多，反之在交通情况不佳的地段，充电桩能覆盖的车辆较少。其次，用户到达充电桩所消耗的时间也应包含在需考虑的因素里。
2.3配电系统的影响
充电桩作为用电设备直接与配电网相连接，考虑充电桩建设的时候必须将配电电网的容量裕度、电能质量要求、电压上下限范围纳入考虑因素，以此保证配电电网的运行安全性。除用电量的增加，充电桩还会对配电电网的稳定性产生影响，特别是电动汽车进行直流快速充电时会产生电网谐波，而谐波是影响电网稳定性的重要因素之一。
2.4分布式能源、储能的影响
随着分布式能源、储能系统、电动车负荷大量接入电网，原有的电力负荷结构和特点也发生了较大的变化[5]，已有学者对分布式能源、储能系统，充电设施的协同规划进行了研究。
3充电桩规划选址模型
3.1 P-中值选址模型
P-中值选址模型考虑的是在给定的P个服务设施的情况下，如何合理的优化分配这P个服务设施以使需求点到服务设施的距离与需求量的加权乘积之和最小，也就是最小化加权距离问题[6]。
3.2 P-中心选址模型
P-中心选址模型考虑的是如何在网络设施节点中选出P个服务设施地址，以使任意一个需求点到距离它最近的服务设施的最大距离最小。P的数量没有限制，该问题研究的是一旦在需求点中产生需求，选定的服务设施能够以最短的距离满足需求点的需求。
3.3传统覆盖模型
覆盖模型可以分成两种类型，一种是集覆盖模型，另一种是最大覆盖模型。集覆盖模型关注的问题是建设成本，在满足用户需求情况下，以使服务设施的建设数量和服务设施投资成本最小化。最大覆盖模型指的是在服务设施建设数量一定的情况下尽可能的覆盖规划区域中的需求点
4、电动汽车充电桩选址定容的具体规划
（一）确定电动汽车分布不平衡的充电需求
相关人员可以依照住宅区规划的车位数量、车位的利用率以及电动汽车的占有量来确电动汽车的数量。在进行住宅区的电动汽车充电桩的建设数量时，要保证充电桩的数量与电动汽车的数量相一致。但是，住宅区的电动汽车分布不平衡的现象会导致规划数量与实际数量不同，造成充电桩无法满足电动汽车充电需求的情况。
就目前我国的情况而言，各个小区之间很难实现充电桩的分享使用情况，这就需要通过建设公共快速充电桩来满足用户实际的充电需求。相关人员可以利用蒙特卡洛方法来确定电动汽车分布不平衡的充电需求。利用抽样的方式对于住宅区电动汽车的占有量p来进行确定。要根据统计结果，确定住宅区内电动汽车数量的分布符合N（μ，δ），其中，N表示住宅区内的汽车数量。利用可信区间[μ-3δ，μ+3δ]能够判断出，住宅区内电动汽车的数量最大值与均值的差值就是不平衡车辆数3δ，同时也是住宅区电动汽车的充电需求。
（二）充电距离最小的公共充电桩位置规划
相关人员要根据住宅区的充电需求以及最小的充电距离，来进行公共充电电桩位置的确定。人们在选择充电桩进行电动汽车的充电活动中，往往会选择距离自己最近的充电桩进行充电。这就使得每一个公共充电桩都形成了不同的充电服务范围。在该范围内的人们通常会选择该充电桩进行充电。基于这样的情况，相关人员可以根据不同的服务范围的规划与确定，来设计公共充电桩的位置以及电容量。
在特定的服务范围内进行公共充电桩的规划要实现不同住宅区到公共充电桩的加权距离总和最小。可以应用f（x）=min（CiminSi，j）来进行计算，其中，Ci表示着第i个住宅区的电动汽车的数量；m表示公共充电桩建设的个数；minSi，j表示第i个住宅区到最近的公共充电桩建设点的距离[2]。
（三）确定多日一充的充电容量
相关人员要明确的认识到，用户对电动汽车进行充电的频率并不一定是每天一次。事实上，有关研究显示，用户对电动汽车进行充电的频率多数为多日一充，所以在进行充电桩的电容量确定时，要考虑到这一点。首先要对电动汽车是否需要充电进行判断。要依照电动汽车的起始充电电量对于当日电动汽车是否需要充电进行判断。用f（x）表示电动汽车的充电概率，x表示电动汽车的剩余电量，则能够列出当x在80%-90%之间，则f（x）=0.2；当x在70%-80%之间，则f（x）=0.4；当x在60%-70%之间，则f（x）=0.6；当x在50%-60%之间，则f（x）=0.8。
综合以上论述，在进行电动汽车充电桩规划设计时，应充分考量电动汽车充电需求，从能源资源节约及最小充电距离等方面加以考量，采用多日一充的方式对电动汽车充电负荷加以预测，以建设完善的充电桩规划体系。
参考文献
[1]贾斯佳,袁竞峰.电动汽车基础设施选址定容研究——以南京市河西新城为例[J].科技管理研究,2018,38(01):223-232.
[2]陈文锋.基于排队论的城区内电动汽车充电站选址定容问题研究[J].物流工程与管理,2016,38(07):189-191.