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电动汽车充电站规划方法及运营模式研究
编辑:admin   时间:2018-10-19 16:27

电动汽车是未来新能源汽车发展的主要方向之一。由于其节能环保的优点,越来越受到人们的重视。充电站是电动汽车能源供应的基础设施,充电站的规划和建设是电动汽车普及的重要前提。
1 充电基础设施的规划方法
结合国家相关部门和两个国内电网公司发布的关于电动汽车充电基础设施建设的投资的相关导则,规划应当按照“需求分析,充换电站规划,投资估算”的步骤,即首先评估充电基础设施需求,然后构建充电站规划模型,分析实施路线,最后估算和平衡总体建设投资,总结归纳计费基础设施的规划方法。
①按年度计划收集全省电动车总数、充电设施建设量等数据,根据国家和该地区省政府产业发展规划、发展目标和政策及电动汽车充电时间和充电次数的需求,对规划期内电动汽车的电力需求和充电设施需求进行预测工作。
②按照国家、行业和南方电网公司相关技术要求,形成典型的充电基础设施技术要求和配置原则,明确不同环境的充电设施的典型配置,为科学估算建设投资奠定基础。
③首先,优先在该地区的的重点城市,选择公共交通、出租、大型商业城市、超市、体育场馆、工业园区等公共场所建设电动汽车充电基础设施,引导市场消费,逐步扩大市场规模,发挥主导作用。其次,积极推动该地区电网公司系统内具备条件的单位,结合内部电动汽车配备计划及职工购买电动汽车需求,我们利用内部停车资源,为电动车辆建造专用停车位和充电基础设施。最后,在该地区电网公司原有的基于该平台的电动汽车运营管理系统,大力推进“互联网+充电基础设施”。积极与地方政府沟通汇报,争取由电网公司建设全省电动汽车充电设施智能监控服务平台。
④根据建设规划,制定电动汽车充电设施建设项目储备和土地资源需求计划,估算项目投资,平衡投资和建设期间的充电基础设施。建设逐年投资计划,并分析经济效益。
⑤提出了规划的结论,根据实施路径,提出促进电动汽车的发展和充电。基础设施建设的相关政策建议。
2 充电基础设施的专业化运作模式
电动汽车的发展需要结合不同区域、不同领域和主体的特点,探索推广措施,创新运营模式,对电动汽车的发展有着非常明显的影响。根据各地区电网公司现有计费基础设施的现有运行模式,提出了4 种运行模式,即该地区供电局的独立运行模式。供电子公司运营模式、专业运营公司模式、第三方机构运营模式。
2.1 运行模式现状
在运行模式上,许多城市探索了新能源汽车的运营模式,尤其是电动汽车,如全国网络北京市电力公司联合电动汽车制造商、车辆运行单位、充电桩制造商等。各单位开展电动汽车租赁活动,通过整个电动汽车的使用环节。积极推动电动汽车和充电基础设施向个人消费市场发展。海口市当前已建成出租车专用充换电站,该站由海口供电局投资建设运营,新月出租车集团公司负责电动出租车运营,海口市政府负责整合项目用地、设备供应链。通过合作的方式,促成电动汽车及充换电基础设施项目的持续运营。
2.2 各供电局独立运行方式分析
各供电局的独立运行方式,按照电网公司资产管理的方式,采用区域运行维护的方式,供电局根据自己的区域计费基础设施。这种运行方式也是目前的地区电网公司。采用最多的运营模式。但这种分散式的运维存在以下2 个方面的问题。
①供电局需要组建、培训单独的运维队伍,占用人力资源。
②由于涉及收取电费和充电服务费,现有的营销体系(包括信息系统、收费体系、人员等)不能满足,客观上需要成立新的组织架构。特别是充电服务费的收取,由于省发改委将此定价权下放到了区县发改部门,且参与市场竞争需要服务费灵活定价,放在供电局这一需要严格按规则运行的体系里,将有一定的文化冲突。
2.3 电子公司的经营模式分析
对于电子公司运营模式,即电子公司负责运营,子公司负责向外部提供收费服务,向供电局支付电费,并按照协议支付服务费。这种运营模式的优势在于电网公司建立的电动汽车充电基础设施的运营监控和服务平台。在成熟以后都可交由子公司运营,同时,该子公司也可以发展电动汽车租赁等业务。但缺点也非常明显,一方面电子公司的复杂的业务不利于专业化管理;另一方面,在目前的充电设施中短期内难以盈利。供电子公司将会出现运营资金不足的状况。
2.4 专业运营公司运营模式分析
专业运营公司的运营模式是由电网公司另行建立电动汽车运营公司,全面负责充电基础设施的运营、监控和服务平台的运营、汽车租赁等。这种运营模式的优势在于拥有专业机构负责充电设施的运营,能够更好的协同利用全省充电设施,集中充电设施的规模,使充电业务更专业化,可利用充电设施去开拓应急响应、需求侧管理、售电等。
2.5 第三方机构运行模式分析
第三方组织运行模式,即面向市场,委托社会的第三方专业组织负责运作。当前在全国存在众多的充电基础设施运营公司,其中部分公司在该领域具有较丰富的经验,比如富电科技拥有5 年的电动汽车充电网络运营经验;特来电新能源公司主要从事新能源汽车充电网的建设、运营及互联网的增值服务等。但具有较丰富经验的第三方运营机构同时也是充电桩的生产商,对于设备选型的统一标准会带来一定的影响。同时,第三方机构作为电网外部单位,对电网公司总体战略规划的落实和执行会存在一定的偏差。
3 思考与建议
目前,对城市电动汽车充电站规划的研究比较成熟。根据规划主体的利益,可以考虑各种约束条件,建立相应的数学规划模型,然后选择合适的算法来求解。当规模小的时候,经典的数学优化方法可以用来解决这个问题。模型变量大、规模大时,可以采用遗传算法等现代启发式方法求解,或者采用分阶段求解的思想,简化模型,然后求解。
然而,在城市充电站规划研究方面还存在一些不足,需要在模型和算法上加以改进和完善,需要进一步解决的问题。
①随着电力系统规模的不断扩大,用户侧负荷的性能呈现多样化和复杂化,对电能质量的要求越来越高。充电站作为一种非线性充电设备,可能会造成电压幅值大幅波动和谐波污染。在充电站的规划和运行中,需要进一步研究电能质量的影响机理和改善措施。
②电动汽车在解决碳排放和环境污染方面发挥着不可替代的作用。然而,现有的充电站规划方法基本上不能考虑电动汽车的环境效益,如何对充电站规划中的环境因素进行规划,对充电站的规划和电网的大规模接入有着重要的影响。
③可再生能源的大规模接入对城市电网具有重要的影响,如何实现可再生能源与电动汽车充放电设施的有机整合和合理配置,实现节能减排目标,需要进一步研究。
4 结语
电动汽车充电车站是电动汽车能源供应的基础设施,充电站的规划和建设是电动汽车普及的重要前提。研究电动汽车充电站的规划方法,可以使充电站的建设更加科学合理。


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