摘要：由于在緩解能源危機與環(huán)境污染等問題方面的重要作用，電動汽車得到世界許多國家的大力發(fā)展。與其緊密關(guān)聯(lián)的充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)是影響電動汽車推廣成效及發(fā)展規(guī)模的重要因素。本文首先分析了充電設(shè)施建設(shè)過程中世界各國存在的共同問題，以及我國的特殊問題;之后，對電動汽車發(fā)展規(guī)模預(yù)測、充電模式選擇與充電設(shè)施配置、電網(wǎng)與充電設(shè)施的相互作用與影響等幾個充電設(shè)施規(guī)劃時需優(yōu)先解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析研究;最后，結(jié)合我國具體情況，針對充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和規(guī)劃布局中的核心問題提出若干指導(dǎo)性原則與建議。
1引言
隨著能源危機與環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，電動汽車以其清潔環(huán)保的優(yōu)點，得到人們的青睞，各國政府相繼出臺實施了多項政策和激勵措施來推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國政府同樣重視電動汽車推廣和應(yīng)用，繼2009年啟動“十城千輛”工程之后，四部委在2013年9發(fā)布《關(guān)于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知》，又于同年11月及2014年1月，分別確定了第一批及第二批新能源汽車推廣應(yīng)用城市或區(qū)域名單，兩批共40個城市或城市群入選，標(biāo)志著我國電動汽車的推廣將進(jìn)入實質(zhì)性階段。完善的充電網(wǎng)絡(luò)是電動汽車產(chǎn)業(yè)推廣的前提和基石，尤其在電池技術(shù)沒有得到突破的條件下，如何開展充電基礎(chǔ)設(shè)施的配套建設(shè)顯得更為重要。因此，世界各國均把充電設(shè)施的規(guī)劃布局作為推動電動汽車發(fā)展的主要內(nèi)容，為此出臺一系列激勵措施并投入大量資金支持充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但由于目前還都處于探索實踐階段，在這方面仍存在以下共同問題：
(1)充電網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)滯后。相對于燃油汽車加油站，充電站充電時間較長，且現(xiàn)階段充電便利性較低。(2)電動汽車的充電需求具有多樣性，給充電設(shè)施的規(guī)劃增加了難度。
(3)世界各國充電基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，阻礙了電動汽車的全球化發(fā)展。
(4)充/換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資效益不明顯，導(dǎo)致推廣建設(shè)的積極性降低，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越滯后電動汽車越難以推廣，形成了不良循環(huán)。
(5)運營模式不明確。充、換電各有優(yōu)缺點，兩者的發(fā)展還未找到平衡點。
(6) 可再生能源利用和微電網(wǎng)發(fā)展如何與電動汽車充電需求相結(jié)合。分布式新電源、微電網(wǎng)與電動汽車及其充電基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合具有諸多優(yōu)勢，可使電動汽車逐漸走向零污染排放。在電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中，如何積極就地利用和配置新能源充電，科學(xué)有序地調(diào)度電動汽車充放電，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。
除了上述共性問題之外，電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施在我國的建設(shè)發(fā)展中還面臨許多特殊的問題：
(1)配電網(wǎng)建設(shè)相對滯后。隨著電動汽車的不斷發(fā)展，大量充電負(fù)荷接入配電網(wǎng)，對配電網(wǎng)的靈活性和可靠性提出了更高的要求，而我國配電網(wǎng)更新?lián)Q代相對滯后，若不采取一定措施，將逐漸束縛電動汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)。
(2)發(fā)達(dá)地區(qū)仍存在限電現(xiàn)象，影響滿足電動汽車充電需求的信心。在現(xiàn)階段經(jīng)濟增長迅速期，發(fā)達(dá)地區(qū)夏季因用電高峰期供電緊張而需要拉閘限電或通知限電。這無疑會影響部分城市電動汽車規(guī)模化發(fā)展。
(3)充電基礎(chǔ)設(shè)施報裝復(fù)雜，投資建設(shè)主體不明朗，投資回報低。
(4)居民擁有獨立停車位及充電樁困難，集中型公用充電站征地困難。中國城市居民居住密集，以高層單元公寓樓為主，固定泊車位置數(shù)量很有限，而在擁擠的大城市市區(qū)建設(shè)集中型充電站，征地幾乎是不可能的。
(5) 缺少重要車企對核心技術(shù)開發(fā)及充電設(shè)施推廣提供支持。上述問題的解決，一方面有賴政府及相關(guān)企業(yè)積極參與配合，在扶持政策、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面采取相應(yīng)措施，為電動汽車及充電設(shè)施的發(fā)展提供支持;另一方面，則需要根據(jù)電動汽車本身的特點，緊密結(jié)合電動汽車電池特性、居民生活用車特點與規(guī)律、電網(wǎng)狀況等，研究充電基礎(chǔ)設(shè)施的合理規(guī)劃布局，使充電網(wǎng)絡(luò)足夠完善高效，可以充分滿足相應(yīng)發(fā)展階段下電動汽車的充電需求。充電設(shè)施的規(guī)劃是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的問題，需要考慮多方面因素。本文對關(guān)系到規(guī)劃成效多個基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性的問題進(jìn)行深入的分析與研究：電動汽車數(shù)量與規(guī)模預(yù)測、充電模式的選擇與充電設(shè)施的配置、基礎(chǔ)設(shè)施和電網(wǎng)間的相互作用與影響等;在此基礎(chǔ)上，針對充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和規(guī)劃布局中的核心問題提出若干指導(dǎo)性意見和建議。
2電動汽車數(shù)量與規(guī)模
充電基礎(chǔ)設(shè)施為電動汽車提供動力補給，其建設(shè)數(shù)量應(yīng)與電動汽車發(fā)展規(guī)模相匹配，他們之間既相互制約又相互推動。因此，預(yù)估相應(yīng)規(guī)劃年下的電動汽車保有量是進(jìn)行充電設(shè)施規(guī)劃布局的基礎(chǔ)。
電動汽車的發(fā)展規(guī)模受多方面因素的影響，包括動力電池的技術(shù)、汽車技術(shù)及充電設(shè)施的完善程度等技術(shù)性因素以及汽車成本、政府政策補貼及消費者接受心理等非技術(shù)性因素。
根據(jù)中國公安部交管局發(fā)布的數(shù)據(jù)以及國際能源署分別在2013年及2016年發(fā)布的《GlobalEVOutlook》等資料，表1總結(jié)了世界主要國家的電動汽車數(shù)量與規(guī)模發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測結(jié)果
表1世界主要國家電動汽車數(shù)量與規(guī)模發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測
從電動汽車數(shù)量發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測結(jié)果可以看出，現(xiàn)階段各國電動汽車保有量及滲透率均較小，但在未來幾年將呈現(xiàn)快速化增長態(tài)勢，而電動汽車保有量的快速增長，需要有完善和高效的充電網(wǎng)絡(luò)的支持，合理規(guī)劃建設(shè)充電設(shè)施以適應(yīng)電動汽車數(shù)量規(guī)模的快速增長是國際上急需解決的重要問題。
3充電模式的選擇與充電設(shè)施的配置
由于電動汽車充電需求具有多樣性，對應(yīng)不同的充電需求，需匹配不同的充電模式，配套建設(shè)不同類型的充電設(shè)施。
3.1充電模式的對比
目前電動汽車的充電模式主要分為整車充電和換電兩種，整車充電根據(jù)充電時間的不同又可分為慢速充電和快速充電兩種。整車慢充通過交流充電樁連接車載充電機為電池充電，受限于車載充電機體積、重量及成本，其充電功率較小，完整充電周期約需5~8小時。整車快充通過非車載直流快速充電機實現(xiàn)，置于車外的快充裝置直接為電動汽車動力電池提供大電流的直流電，一般可在半小時內(nèi)將電池荷電狀態(tài)(stateofge,SOC)充至80%以上。電池更換模式簡稱換電，通過直接更換車載電池為電動汽車補充電能，所需時間約為5~10分鐘。不同類型的充電模式滿足不同類型的充電需求，其各有優(yōu)缺點，總結(jié)如下表2所示。
表2不同充電模式優(yōu)缺點對比
從以上對比分析可以看出，換電模式雖然方便快捷，但是電池及車輛標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一;考慮到汽車產(chǎn)品尤其是私家車需求的個性化、多樣性對汽車產(chǎn)業(yè)的要求和市場可操作性等因素，以換電模式為主將不利于產(chǎn)業(yè)和市場的可持續(xù)發(fā)展。對于整車充電，考慮電池安全及壽命、對電網(wǎng)的友好度和有序充電利用的充裕性，應(yīng)將慢充作為主要的充電模式，這一主張會隨著電池技術(shù)的進(jìn)步和續(xù)航能力的提高而更進(jìn)一步證實。因此，建議按照優(yōu)先選擇慢充模式，將快充模式作為應(yīng)急支援，在具備條件時亦可考慮換電模式的原則，進(jìn)行充電模式的選擇。
3.2車輛類型與充電模式的匹配
不同類型車輛行駛及泊車規(guī)律不盡相同，導(dǎo)致其充電需求不同，需要不同的充電模式來匹配。下文從對各類型車輛行駛及泊車規(guī)律的分析出發(fā)，結(jié)合上文形成的充電模式選擇原則，確定不同類型車輛應(yīng)采用的充電模式。
1)私家車有研究表明，現(xiàn)階段80%的乘用車日行駛里程在50km以內(nèi)，而目前電動乘用車?yán)m(xù)駛里程集中在100～150km左右;私家車一日內(nèi)停泊時間遠(yuǎn)大于行駛時間，其夜間主要停泊在住宅區(qū)及周邊停車場或道路旁，日間則主要停泊在工作區(qū)、商業(yè)區(qū)等功能區(qū)的停車場。據(jù)此，在上述區(qū)域(以住宅區(qū)為主) 停車期間采用慢充方式充電即可滿足大部分電動私家車一日的行駛需求。因此，建議私家車采用分散慢充為主，快充作為應(yīng)急支援的充電模式進(jìn)行充電。
2) 公交車公交車運行路線和行駛里程相對固定，大中城市公交車日均行駛里程一般集中在150~200km，而目前純電動公交大巴動力電池額定電池容量約為 150kWh左右，一次充電難以滿足其日運營要求。日間運營期間，公交車主要?？康攸c為始、末站停車場，停車時間與發(fā)車間隔相關(guān)，一般為發(fā)車間隔的2-3 倍，即20分鐘左右，高峰期時間更短，僅可通過快充或換電模式進(jìn)行電能補充;夜晚停運后，?？繒r間較長，具備進(jìn)行慢充的條件。因此，對于純電動公交車，可以采用運營期間換電或快充和夜間慢充相結(jié)合的模式。值得注意的是，由于純電動公交百公里耗電量較大(約為100kWh左右)，對于某些距離較長的線路(如遠(yuǎn)郊線路)，使用純電動公交意味著其需背負(fù)龐大重量的電池，這既不安全也不經(jīng)濟，因此，在發(fā)展純電動公交的同時，也應(yīng)適當(dāng)推廣混合動力公交以滿足長距離線路的運行需求。
3)出租車出租車日均行駛里程受城市規(guī)模、運營時間和服務(wù)半徑的影響較大，不同城市出租車運行規(guī)律不盡相同。出租車行駛時間一般遠(yuǎn)大于停泊時間，其日均行駛里程相遠(yuǎn)大于同城市私家車，其適宜的充電模式受動力電池技術(shù)水平的影響較大。因此，對于出租車，其模式選擇應(yīng)從城市規(guī)模、運營模式的角度，結(jié)合動力電池技術(shù)水平的不同發(fā)展階段進(jìn)行具體分析。4)公共事業(yè)車輛公共事業(yè)車輛的行駛及泊車規(guī)律較為固定，除執(zhí)行任務(wù)外的其余時間，均停泊于固定停車場所，泊車時間較長，因此，對于公共事業(yè)車輛，可采用空閑時間慢充、緊急需求時換電或快充的充電模式。值得注意的是，由于各城市經(jīng)濟水平不同，發(fā)展不均衡，區(qū)域配電網(wǎng)的特點和對電動汽車的需求不盡相同，因此，在充電模式的選擇方面，需因地制宜，現(xiàn)階段不宜對充電模式進(jìn)行統(tǒng)一。
3.3充電設(shè)施類型與配置分析
不同的充電模式通過不同類型的充電設(shè)施實現(xiàn)?，F(xiàn)階段充電設(shè)施主要包括分散充電設(shè)施、集中型充電站、集中型換電站三類。分散充電設(shè)施以交流慢速充電樁為主，適當(dāng)配備一定量的直流快速非車載充電機作為應(yīng)急;集中型充電站一般同時具備慢充和快充兩種充電模式，但以直流快充為主;集中型換電站配備有專門的電池更換設(shè)備及一定量的充電機和備用電池，是換電模式的主要實現(xiàn)形式。依據(jù)前文所述充電模式選擇原則以及各類型車輛充電模式所匹配的充電模式可知，未來充電設(shè)施的建設(shè)將以分散充電設(shè)施為主，對于分散充電設(shè)施，由于其依托城市各功能區(qū)停車場而建，選址問題相對淡化，重點是合理確定其建設(shè)數(shù)量和規(guī)模。在分散充電設(shè)施的規(guī)劃過程中，可對以下兩個問題進(jìn)行分析研究：
1)分散慢充樁與電動汽車的配比度分散慢充樁是滿足電動汽車日常充電需求的主要設(shè)施類型，因此，應(yīng)根據(jù)電動汽車的發(fā)展數(shù)量按一定比例進(jìn)行配置。電動汽車日常充電需求則由多方面因素決定，其中用戶對電動汽車的使用心里及行為習(xí)慣是不可忽略的重要因素。由于現(xiàn)階段純電動汽車?yán)m(xù)駛里程普遍不太高，達(dá)不到燃油車水平，使得用戶在使用純電動車時，對車輛的剩余續(xù)駛里程存在一定的心里擔(dān)憂，不同的擔(dān)憂程度將直接導(dǎo)致用戶充電行為的不同。因此，可綜合考慮用戶對剩余電量的心里接受能力以及用戶行駛里程，分析不同心里接受能力下用戶的充電需求，來配置相應(yīng)的慢速充電設(shè)施。
可按如下流程進(jìn)行：
a.將用戶可接受的最低剩余SOC劃分為不同等級;
b.對應(yīng)每一等級，結(jié)合用戶實際行駛里程統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及電動汽車?yán)m(xù)駛能力，分析不同功能區(qū)(如住宅區(qū)、工作區(qū)、商業(yè)區(qū)等)的充電需求概率;
c. 根據(jù)電池技術(shù)發(fā)展水平及各區(qū)域?qū)嶋H情況，選擇合適的可接受的最低SOC等級或基于充電初始SOC的概率分布加權(quán)，計算各功能區(qū)充電需求比例，確定分散慢充樁與電動汽車的配比度。下圖1給出其中一種方法的私家車工作區(qū)車樁配比度分析示意圖，考慮鋰電池充電效率高的起始SOC要求、用戶對剩余SOC的心理承受力，以及工作區(qū)充電的便利性，推薦選擇80%心理接受等級下的樁車配比度0.6。
圖1私家車工作區(qū)樁車配比度分析示意圖
結(jié)合美國Nationalhouseholdtravelsurvey(NHTS)中單次行駛里程數(shù)據(jù)，表3給出了在電動汽車?yán)m(xù)航里程分別為100km和 150km的條件下通過剩余SOC接受等級法(例80%SOC)和充電起始SOC概率加權(quán)法計算得到的配比度。雖然數(shù)據(jù)量不完全相同，但是兩種方法的兩兩數(shù)據(jù)對應(yīng)相近。
表3樁車配比度不同分析方法結(jié)果
2) 快、慢充充電設(shè)施配比度2011年國家正式發(fā)布了《電動汽車傳導(dǎo)充電充電連接裝置》標(biāo)準(zhǔn)，對整車充電交、直流接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，現(xiàn)階段新生產(chǎn)的電動汽車基本均同時配備了標(biāo)準(zhǔn)的交流和直流兩個接口，因此，需合理規(guī)劃交流慢充樁和直流快充機兩類充電設(shè)施，滿足用戶不同類型的充電需求。根據(jù)快、慢充的不同定位，可將用戶采用慢充的方式單次充電可補充的能量能否滿足用戶下一次行駛需求作為判斷是否需要快充的條件，從而確定快、慢充的需求比例，以此為基礎(chǔ)合理分配兩類充電設(shè)施的比例?？杀硎鰹橄率剑?/p>
因此，對應(yīng)城市不同功能區(qū)，可根據(jù)區(qū)域內(nèi)電動汽車運行規(guī)律統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及電動汽車具體參數(shù)，通過(2)~(3)式計算得到該功能區(qū)內(nèi)分散快、慢速充電設(shè)施的配比度。其流程如下圖2所示：
圖2快、慢速充電設(shè)施配置比例計算流程
對于集中型的充、換電站的規(guī)劃，現(xiàn)階段的研究則主要集中在站址的選擇和容量的確定，以及站內(nèi)充電裝置的優(yōu)化配置上。
4充電基礎(chǔ)設(shè)施與電網(wǎng)間的相互作用與影響
隨著未來電動汽車的普及，大規(guī)模電動汽車通過充電設(shè)施接入電網(wǎng)進(jìn)行充電，勢必對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響。充電基礎(chǔ)設(shè)施作為電動汽車與電網(wǎng)之間的連接點，其規(guī)劃建設(shè)應(yīng)與電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)、相互配合。
4.1充電負(fù)荷對電網(wǎng)的影響
電動汽車充電對電網(wǎng)的影響主要集中在充電負(fù)荷對配電網(wǎng)影響以及發(fā)、輸電容量對電動汽車充電需求的承載能力兩個方面。由于電動汽車充電行為與用戶的行駛、泊車規(guī)律關(guān)系密切，使充電負(fù)荷在時間和空間上均具有較強的隨機性，給配電網(wǎng)運行帶來了更多的不確定性。充電負(fù)荷對配電網(wǎng)的影響，主要體現(xiàn)在靜態(tài)電壓穩(wěn)定性、線路及變壓器負(fù)荷率及損耗、電能質(zhì)量]等方面。大規(guī)模電動汽車接入電網(wǎng)無序充電勢必引起電網(wǎng)負(fù)荷的增長，需分析現(xiàn)有或規(guī)劃年下的電網(wǎng)能否承載電動汽車充電負(fù)荷的增長，充電負(fù)荷綜合考慮與電動汽車保有量、類型、運行規(guī)律和及充電模式緊密相關(guān)，因此，在形成充電負(fù)荷時需綜合考慮以上各因素，進(jìn)而從最大、最小負(fù)荷以及峰谷差變化等角度，對計及充電負(fù)荷后的電網(wǎng)總負(fù)荷變化進(jìn)行分析，流程如下圖3所示。經(jīng)過對某省的電網(wǎng)承載能力進(jìn)行分析，結(jié)果顯示當(dāng)電動汽車滲透率達(dá)到 20%時，無序充電將對使該省電網(wǎng)冬季最大負(fù)荷及峰谷差分別增加20%和50%以上，這將嚴(yán)重電力系統(tǒng)的正常運行，需通過優(yōu)化充電過程或新增發(fā)電容量來提高未來電網(wǎng)承載充電負(fù)荷的能力。
圖3電網(wǎng)對充電負(fù)荷承載能力分析流程
4.2充電設(shè)施與電網(wǎng)的互動針
對充電負(fù)荷對電網(wǎng)的可能潛在影響，在充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的同時，采取一定措施，使充電設(shè)施與電網(wǎng)之間可以友好互動、協(xié)調(diào)發(fā)展。
1)充電設(shè)施按電網(wǎng)基本要求接入。充電設(shè)施作為一種特殊的負(fù)荷，也應(yīng)保證電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行。
a.為保證電纜線路安全工作，在選擇其導(dǎo)體截面時應(yīng)考慮載流量約束。選擇的充電機應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)備諧波電流發(fā)射值標(biāo)準(zhǔn)的要求。
b. 站內(nèi)配電線路接入的充電設(shè)施容量受電纜安全載流量、電網(wǎng)公共連接點電壓偏差、線路損耗等約束，因此，應(yīng)綜合考慮以上因素合理確定單條線路的接入容量。c. 變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)滿足負(fù)荷對可靠性的要求，根據(jù)充電設(shè)施的負(fù)荷等級選擇一臺或兩臺變壓器進(jìn)行供電。為避免變壓器容量冗余，保證經(jīng)濟性，在確定變壓器容量時，需考慮電動汽車最大充電同時率。
根據(jù)上式可以看出，在假設(shè)所有車輛充電功率相同的條件下，電動汽車充電同時率可以通過計算區(qū)域內(nèi)24h內(nèi)同時正在充電的電動汽車最大數(shù)量與該區(qū)域內(nèi)電動汽車總保有量的比值得到。根據(jù)電動汽車的充電起始時間以及平均充電時間，并假設(shè)每天的規(guī)律相同，則可以得到同時充電的電動汽車最大數(shù)量：
其中，為接入變壓器的充電設(shè)施總?cè)萘浚聻樽儔浩髫?fù)載率。
2)電網(wǎng)增容及升級改造一方面，電網(wǎng)需新增一定裝機容量來適應(yīng)電動汽車大規(guī)模接入所引起的負(fù)荷增長，另一方面，應(yīng)對現(xiàn)有配電網(wǎng)部分變壓器、線路進(jìn)行升級改造，以免充電負(fù)荷過大，造成原有電力設(shè)備過負(fù)荷。
3) 充電設(shè)施與新能源利用及微電網(wǎng)發(fā)展相結(jié)合。充電設(shè)施與新能源及微電網(wǎng)相結(jié)合有許多優(yōu)點：一方面可以在提高電網(wǎng)對充電負(fù)荷承載能力的同時，降低電動汽車對化石燃料的依賴;另一方面，還可以通過電動汽車協(xié)助解決可再生能源的間歇性問題，降低儲能系統(tǒng)成本。因此，在充電設(shè)施規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)充分考慮就地利用新能源以及微電網(wǎng)對電動汽車進(jìn)行充電，同時可考慮對充電過程進(jìn)行有序控制。
5對充電設(shè)施規(guī)劃布局的若干建議
基于以上對充電設(shè)施規(guī)劃中的若干關(guān)鍵問題的分析研究，本文針對充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和規(guī)劃布局提出以下若干原則和建議。
5.1規(guī)劃布局的指導(dǎo)性原則
1) 電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)應(yīng)遵循科學(xué)有序發(fā)展充電設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，應(yīng)建立在科學(xué)分析和優(yōu)良資源配置的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，綜合考慮電動汽車的運行規(guī)律、城市用地規(guī)劃、電網(wǎng)的承載能力和電動汽車及其充電技術(shù)的成熟度，采用科學(xué)的方法和手段，制定合理、經(jīng)濟、適用的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方案。同時，充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃既要充分考慮導(dǎo)入期的不定因素，又要適應(yīng)電動汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢。在進(jìn)行充電設(shè)施規(guī)劃時，要分階段加以修正，充電設(shè)施的數(shù)量與規(guī)模不能過于超前，以免造成資源的閑置和浪費，應(yīng)充分考慮電動汽車的推廣與充電設(shè)施建設(shè)的相互影響作用。電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)要總結(jié)示范城市的試點經(jīng)驗，要做到科學(xué)有序發(fā)展。
2)充電基礎(chǔ)設(shè)施的分布應(yīng)與電動汽車泊車的時空分布盡可能保持一致電動汽車一般須在停泊的時間和地點完成能量補給，充電行為發(fā)生的時空分布規(guī)律與電動汽車的泊車規(guī)律相互關(guān)聯(lián)。城市中不同功能區(qū)域的交通規(guī)律和泊車特點各不相同，為保證充電的便利性和充電設(shè)施的使用率，充電基礎(chǔ)設(shè)施的分布應(yīng)與該地區(qū)電動汽車泊車的時空分布規(guī)律盡可能保持一致。
3)充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)兼顧用戶便利性、建設(shè)經(jīng)濟性和技術(shù)合理性要求充電基礎(chǔ)設(shè)施的選址應(yīng)滿足該地區(qū)的任意地點都處在某一充電站或充電樁的服務(wù)半徑內(nèi)，以保證用戶充電的便利性;充電基礎(chǔ)設(shè)施及車樁比依據(jù)規(guī)劃合理布局，應(yīng)兼顧建設(shè)的經(jīng)濟性;充電模式的選擇應(yīng)綜合考慮用戶的便利性和動力電池的安全使用與耐受能力。
4)充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃應(yīng)與該區(qū)域總體規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃相互協(xié)調(diào)城區(qū)總體規(guī)劃是城市發(fā)展的總原則，充電基礎(chǔ)設(shè)施是未來城市整體規(guī)劃的組成部分。充電基礎(chǔ)設(shè)施的選址和布局直接關(guān)系到充電車流的狀態(tài)，影響到整個地區(qū)交通系統(tǒng)的總體經(jīng)濟運行。充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)與路網(wǎng)規(guī)劃相統(tǒng)一，在中小城市和大型城市周邊地區(qū)開展電動出租車試點，盡量避免以充電為目的車流對城市交通產(chǎn)生影響，保障城市交通的暢通。
5)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)與該地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展相協(xié)調(diào)充電基礎(chǔ)設(shè)施容量增長應(yīng)與地區(qū)負(fù)荷和電網(wǎng)總?cè)萘肯鄥f(xié)調(diào)，以保證電網(wǎng)為電動汽車提供充足的電力供應(yīng);充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)與配電網(wǎng)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)電壓越限、配電線路或配電設(shè)備過載等問題;充電基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)滿足接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求，并適當(dāng)配置補償和治理裝置，避免對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成不良影響。
6)逐步實現(xiàn)有序充電和采用綠色可再生能源供電利用分時電價等市場機制，引導(dǎo)部分電動汽車在電力低谷時段慢速充電。充分利用智能配電網(wǎng)及其信息系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)充電站分時段有序充電和智能充電。在充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，應(yīng)充分考慮就地的風(fēng)電、光伏等分布式新能源的集成利用條件，最大限度地發(fā)揮新能源的作用來替代傳統(tǒng)的化石能源，促進(jìn)電動汽車的能源結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的化石能源向無污染的可再生能源和新能源轉(zhuǎn)變，真正實現(xiàn)全社會零排放、清潔無污染的綠色交通。
7)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)符合環(huán)境與安全的相關(guān)規(guī)定充電設(shè)施的規(guī)劃符合環(huán)境保護(hù)和防火安全的要求，充電設(shè)施不應(yīng)靠近有爆炸或火災(zāi)危險等潛在危險的地方，也要避開地勢低洼和可能積水的場所，并充分利用就近的供電，交通、消防、給排水及防洪等公用設(shè)施。
5.2充電模式選擇與充電設(shè)施配置的相關(guān)建議
根據(jù)前文對各車輛運行規(guī)律及充電模式的匹配分析，對不同類型車輛充電模式及設(shè)施的選擇建議如下表4所示：
表4各類型車輛充電模式及充電設(shè)施配置建議
其中，私家車分散充電設(shè)施在各功能區(qū)配置比例應(yīng)有所區(qū)別，本文結(jié)合美國NHTS中相關(guān)數(shù)據(jù)，以及文獻(xiàn)中充電初始SOC的統(tǒng)計結(jié)果，根據(jù)前述充電設(shè)施配比度計算方法對分散慢充樁與電動汽車的配比度(如表3所示)以及快慢速分散充電設(shè)施配比度進(jìn)行分析，給出表5所示的推薦值。
表5私家車分散充電設(shè)施配置建議
隨著動力電池技術(shù)的發(fā)展，電動汽車?yán)m(xù)航里程增加，各類型車輛的充電模式將逐步過渡到慢充模式，分散充電設(shè)施中慢充樁與電動汽車的配比度、快充設(shè)施與慢充設(shè)施的配比度均將逐漸減小。
6結(jié)論
充電基礎(chǔ)設(shè)施是電動汽車推廣應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，其規(guī)劃布局是關(guān)乎到未來電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)的重要而復(fù)雜的問題。隨著國家新一輪電動汽車推廣工作的開展，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將迎來新的高潮。從目前動力電池技術(shù)發(fā)展水平、整車及電池標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展程度以及電網(wǎng)影響等角度考慮，電動私家車應(yīng)以分散式慢充為主，適當(dāng)配備分散快充設(shè)施作為補充，并合理確定兩類設(shè)施的配比度，以滿足用戶不同類型的充電需求，同時保證投資建設(shè)的經(jīng)濟性。對于其他類型的車輛，應(yīng)優(yōu)先選擇慢充模式，在慢充不滿足運行要求的條件下，根據(jù)車輛的行駛及泊車的時空特點，在合適的地點建設(shè)集中型快充站或者換電站。在充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)緊密結(jié)合電網(wǎng)特點，充分研究充電設(shè)施與電網(wǎng)的相互影響及作用，采取相應(yīng)措施，使兩者可以友好互動、協(xié)調(diào)發(fā)展。
現(xiàn)階段仍處于電動汽車發(fā)展初期，隨著電動汽車的普及，其運行規(guī)律和充電行為的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將更加準(zhǔn)確豐富，充電設(shè)施的投資運營模式也將趨于清晰，因此，在電動汽車行為規(guī)律、充電設(shè)施與電網(wǎng)的互動等方面，仍存在較大的研究空間，通過深入研究，可以更加合理的對充電設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃布局，為電動汽車的推廣普及提供強有力的支持。
