電動汽車充換電站建設(shè)探析

劉雪飛

(國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大興安嶺供電公司，黑龍江 大興安嶺 165000)

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電動汽車充換電站建設(shè)探析

劉雪飛

(國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大興安嶺供電公司，黑龍江 大興安嶺 165000)

電動汽車行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，必須加強(qiáng)充變電站的規(guī)劃布局工作，完善充換電站設(shè)施建設(shè)。介紹了充變電站的三種形式，以充變電站規(guī)劃布局原則為根本，進(jìn)一步提出了規(guī)劃布局的整合方案和策略。

電動汽車；充換電站；規(guī)劃；布局

隨著自然資源(天然氣、石油)的不斷減少和全球自然環(huán)境的持續(xù)惡化，逐漸出現(xiàn)了一種高節(jié)能、零排放的新型交通工具——電動汽車，已引起人們的極大關(guān)注。電動汽車行業(yè)作為我國的新型產(chǎn)業(yè)，得到了政府的積極引導(dǎo)和大力支持。然而，電動汽車的興起并沒有帶動充換電站設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，充換電站設(shè)施的建設(shè)工作滯后于電動汽車行業(yè)，極大地阻礙了電動汽車行業(yè)的發(fā)展。

1 電動汽車充換電站的主要特點(diǎn)及類型

1.1 基本類型之一換電站

換電站不同于充電站，它完成充電過程的方式主要是更換電動汽車的電池，具有比較廣泛的適用范圍，通常在高速公路沿線及城市中心區(qū)域設(shè)置，屬于一種集中的、大范圍的服務(wù)類型。建設(shè)單個換電站大約需要2 000萬元的成本，換電站需要比較高成本的投資。

1.2 基本類型之二充電站

在車輛流量較大的地區(qū)設(shè)置充電站，例如高速公路兩側(cè)，比較適合私家車、出租車、公交車使用，基本完成充電過程只需要30 min以內(nèi)，具有充電速度快的特點(diǎn)，屬于一種集中式的大范圍的服務(wù)類型。建設(shè)一個充電站約為300萬元左右的成本，其運(yùn)行成本、建設(shè)投資成本都比較高。

1.3 基本類型之三充電樁

在住宅區(qū)及停車場等場所設(shè)置的充電樁，比較適合集團(tuán)車輛、單位車輛及私家車輛的使用，屬于一種分散式的、小范圍的服務(wù)類型，通常會有較長的充電時間，大約是6～8 h，建設(shè)單個充電樁約2萬元成本，建設(shè)投資成本不算高。

2 選擇規(guī)劃充換電站的基本原則

2.1 供電服務(wù)要有較高的質(zhì)量

在充換電時，電動汽車會出現(xiàn)大量的干擾，會對電能正弦波形產(chǎn)生影響，使電能品質(zhì)出現(xiàn)變化，若電能品質(zhì)下降，其他用電設(shè)備及供電設(shè)備的正常運(yùn)行就會受到影響。特別是充電量大的電動汽車或需要快速充電的設(shè)備，功率較大，會極大影響附近的電網(wǎng)，因此，在建設(shè)充變電站時，必須要防止其對附近電網(wǎng)電能品質(zhì)的影響。

2.2 與國家電網(wǎng)做好溝通、協(xié)調(diào)

國家電網(wǎng)以每年各個地區(qū)的用電量為依據(jù)，總結(jié)和分析電網(wǎng)運(yùn)行情況，并以一些工程需要為依據(jù)，對用電規(guī)劃進(jìn)行及時調(diào)整，保證有效利用電能。充換變電站需要比較大的電量，需要穩(wěn)定、可靠的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，因此，必須將國家電網(wǎng)規(guī)劃納入項(xiàng)目建設(shè)，要以該地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)為依據(jù)，建設(shè)適當(dāng)?shù)恼军c(diǎn)規(guī)模，在具備相應(yīng)配電容量的區(qū)域設(shè)置充變電站，保證有足夠的電能保障充變電站運(yùn)行，確保充變電站正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 合理使用土地資源

每項(xiàng)工程建設(shè)首要研究的問題是合理使用土地資源，在規(guī)劃充變電站時，要全面考慮變電站適用范圍，若充變電站適用范圍不科學(xué)，設(shè)置多個站點(diǎn)，不僅浪費(fèi)了土地資源，還浪費(fèi)了設(shè)施投資建設(shè)。因此，在進(jìn)行充變電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，要充分考慮選址因素，嚴(yán)格遵循合理利用土地資源的原則。

2.4 其他注意事項(xiàng)

為確保更加合理科學(xué)地開展充換電站布局規(guī)劃，要充分考慮各種影響因素，如時間因素、環(huán)境因素、社會因素等，考慮是否能夠滿足用戶需求，以及建設(shè)成本、充電效率等問題。

3 科學(xué)、合理的進(jìn)行充變電站規(guī)劃布局

3.1 布局規(guī)劃充電設(shè)施

由于電動車輛的行駛距離和種類不同，對充電設(shè)施也要求也不相同。為使不同車輛的充電需求得到滿足，要以車輛的需求為依據(jù)，制定不同的布局方案。在規(guī)劃布局充電站時，對于公共汽車，可以以已有的停車場位置和車輛行駛路線為依據(jù)，設(shè)置充電樁或充電站，主要采用的充電方式是充電樁慢充方式，輔助方式為充電站快充方式。在停車場或住宅區(qū)建設(shè)充電樁，以供長時間在公共場所停留的車輛和夜間停運(yùn)的車輛充電，主要采用的方式應(yīng)為慢充方式。

3.2 布局規(guī)劃充換電站

在滿足充變電站使用需求的條件下，對該地區(qū)的電力設(shè)施規(guī)劃情況、公共交通設(shè)施發(fā)展情況、交通規(guī)劃情況，以及綠地規(guī)劃情況進(jìn)行全面考慮，對充變電站布局的合理性與兼容性進(jìn)行充分考慮，協(xié)調(diào)城市整體規(guī)劃與充變電站的選址布局工作。

3.3 布局規(guī)劃充電樁

第一，為便于小區(qū)居民私家車的充電，結(jié)合居民小區(qū)，在小區(qū)內(nèi)的車庫位置及停車位設(shè)置充電樁。第二，為便于企業(yè)、政府用車的充電，充分利用企業(yè)聚集場所和集中辦公場所等公共區(qū)域，建設(shè)充電樁。第三，在環(huán)境允許的條件下，可將充電樁設(shè)置在橋孔下及城市道路兩側(cè)，確保電動車可以隨時充電。第四，為方便電動車充電，結(jié)合公共設(shè)施，將充電樁設(shè)置在公共停車場、商場、學(xué)校、景點(diǎn)等位置。

4 電動汽車充換電的發(fā)展

4.1 直流電網(wǎng)可形成低壓

據(jù)了解，現(xiàn)階段德國柏林用路燈桿進(jìn)行充電樁改造的相關(guān)項(xiàng)目正在試點(diǎn)，該項(xiàng)目存在一些問題，如變壓器的容量需要加大。相比而言，市政路燈充電樁一體化建設(shè)項(xiàng)目，利用LED市政路燈換裝、節(jié)能改造的方式，使變壓器的容量節(jié)省了60%，建成直流慢速充電樁。分析表明，雖然LED燈具有很長的壽命，然而卻有著較高的電源故障率，因此，提出“低壓直流”的概念，也就是集中改造交流電變直流電，改造整個配電變壓器為直流電供給路燈，從路燈的電源部分把易壞的部分轉(zhuǎn)移。市政路燈充電樁實(shí)施一體化項(xiàng)目，通過充換電站的電池存儲，白天進(jìn)行新能源發(fā)電，充分利用峰谷電價進(jìn)行供電。電動汽車可以選擇實(shí)時充電或定時充電的模式，成為一個移動的儲能裝置，參與調(diào)峰。

4.2 有效降低能量損耗

北京南瑞智芯微電子科技公司研究出新的充電服務(wù)，充分利用市政路燈改造，將傳統(tǒng)高壓鈉燈替換為LED路燈，整流部分線路的市電為直流電源，供電給LED路燈。

大部分電動汽車為適應(yīng)交流充電都帶有車載充電機(jī)，這使汽車的負(fù)重和成本增加，且在公用電網(wǎng)中注入車載充電機(jī)產(chǎn)生的諧波電流，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。南瑞智芯微電子科技有限公司通過對燈樁直流充電系統(tǒng)的研究，提出采用直流充電樁，使電網(wǎng)運(yùn)行與電動汽車充電協(xié)同兼容。

4.3 綜合效益明顯

市政路燈充電樁發(fā)展還需要科學(xué)合理的商業(yè)模式。通過合同能源管理方式管理該項(xiàng)目，租賃市政路燈，直接進(jìn)行LED改造，不用開挖、征地，項(xiàng)目回報的資金就可成為節(jié)約的電費(fèi)。

5 結(jié)語

對于電動汽車來說，電動車充電設(shè)施的建設(shè)極其重要，它關(guān)系著電動汽車的推廣及發(fā)展，而規(guī)劃布局充換電站對未來城市建設(shè)及電動汽車行業(yè)發(fā)展意義重大。因此，充換電站的規(guī)劃布局工作非常重要，必須加強(qiáng)，以促進(jìn)電動汽車行業(yè)的發(fā)展。

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Discussion on recharge station construction of electric vehicle

LIU Xue-fei

(State Grid Heilongjiang Electric Power Co., Ltd. Daxinganling Power Supply Company, Daxinganling 165000, China)

In order to realize the further development of the electric vehicle industry, it is necessary to strengthen the planning and layout of the substation and improve the facilities construction of the recharge station. The three forms of the substation are introduced, and the integration plan and strategy of the planning layout are put forward.

Electric vehicle; Recharge station; Planning; Layout

2017-04-02

TM910.6

A

1674-8646(2017)10-0110-02