袁加妍，潘 瑩，張 娥

（1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)院，上海 200437；2.國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司，上海 201100；3.上海財經(jīng)大學(xué)，上海 200083）

近幾年來，在國家、各地區(qū)政府的大力扶持和電網(wǎng)公司的積極推動下，已經(jīng)建設(shè)了多座電動汽車充（換）電站，但對這些站址的選址狀況是否合理，大多沒有進(jìn)行過科學(xué)、有效地評估。由于電動汽車尚處于發(fā)展初期，相應(yīng)的配套設(shè)施并不完善。為此，通過建立電動汽車充（換）電站選址評價體系，對現(xiàn)有電動汽車充（換）電站的選址合理性進(jìn)行有效評價，為電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展下的電動汽車充（換）電站的選址進(jìn)行有效指導(dǎo)和提供技術(shù)支撐。

1 充（換）電站的選址原則

1.1 合理利用土地資源

電動汽車充（換）電站的選址，不僅要考慮所選的地點是電動汽車車流量最為集中的地方，還要考慮土地資源利用的合理性。如果在相近的區(qū)域內(nèi)建造多個站點，這是一種土地資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。同樣，如果建造的站點偏遠(yuǎn)，利用率相對較低，則也是一種浪費(fèi)的現(xiàn)象。所以，需要充分考慮各種選址因素后，根據(jù)合理利用土地資源的原則，進(jìn)行規(guī)劃和建造充（換）電站［1］。

1.2 與電網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)

電網(wǎng)公司每年都會根據(jù)上一年的電力運(yùn)行狀況和電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷特性進(jìn)行分析和研究，并充分考慮某些工程建設(shè)時可能出現(xiàn)的配電容量擴(kuò)大的問題，對當(dāng)年的電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃。在進(jìn)行電動汽車充（換）電站建設(shè)前，必須先與電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行溝通，將站點的建設(shè)納入到電網(wǎng)規(guī)劃中，針對地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境和特點，建設(shè)適當(dāng)規(guī)模和密度的充電終端，或者將站點建設(shè)在具備相應(yīng)配電容量特性的區(qū)域內(nèi)。無論如何，關(guān)鍵是要與電網(wǎng)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，從而保障充換電服務(wù)是在安全的狀況下實現(xiàn)正常的運(yùn)行［2］。

1.3 滿足最大負(fù)荷需求

電動汽車充（換）電站建成后一旦運(yùn)營，需要大量的電能作為保障。所以，選址時必須考慮所選地點的配電容量是否能滿足站點的最大負(fù)荷需求，充電設(shè)備所在配網(wǎng)的運(yùn)行特點是否與站點相一致。尤其是電動公交車，充電功率相對較大，功率需求也必須考慮，這些都是電動汽車充（換）電站在選址時必須遵循的原則。只有在這些基本電力需求得到保證的狀況下，才能滿足大規(guī)模電動汽車充（換）電的需求。

1.4 高效及高質(zhì)量供電服務(wù)

電動汽車的充換電設(shè)施采用了大量的電力電子元器件，具有很強(qiáng)的非線性，在運(yùn)行時會產(chǎn)生大量的諧波干擾，造成正弦波形的畸變，使電能質(zhì)量下降，給電網(wǎng)造成污染，影響發(fā)供電設(shè)備及客戶用電設(shè)備。當(dāng)大量電動汽車在同一時間內(nèi)進(jìn)行充電，或者采用大功率快速充電的方式進(jìn)行能源補(bǔ)給時會對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的影響，這在站點選址規(guī)劃時都要考慮到。

1.5 為智能電網(wǎng)建設(shè)提供支撐

近年來，國家電網(wǎng)公司正在加快智能電網(wǎng)建設(shè)，智能電網(wǎng)可促進(jìn)電動汽車的規(guī)模化快速發(fā)展，優(yōu)化我國能源供應(yīng)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，降低對傳統(tǒng)化石能源特別是石油的依賴，為經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供更加安全、更加優(yōu)質(zhì)的能源供應(yīng)，保障國家能源安全，并為今后電動汽車的使用提供方便、快捷、高效的服務(wù)。

智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的V2G（Vehicle-to-Grid）技術(shù)可以作為電網(wǎng)調(diào)峰和旋轉(zhuǎn)備用的一種重要手段。首先，鼓勵電動汽車夜間充電，可以增加電網(wǎng)負(fù)荷，提高夜間設(shè)備利用率，降低發(fā)電和電網(wǎng)運(yùn)行成本；其次，白天時段的地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷過高時，地區(qū)內(nèi)的電動汽車又可以通過充電終端向電網(wǎng)返送電能，平衡負(fù)荷起到削峰的作用［3］。

基于智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，通過V2G技術(shù)優(yōu)勢，可以增加充電終端的負(fù)荷控制和削峰效應(yīng)，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供良好的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)保障，支撐電動汽車未來的發(fā)展。

1.6 成本低、便利和快捷

購買電動汽車的客戶，除了考慮電動汽車的性能和價格外，還會考慮使用電動汽車充電能否像燃油汽車加油一樣的便利和快捷。因為電動汽車充（換）電選址需要考慮的因素很多，不可能像加油站一樣隨處可見。但是，電動汽車一旦在電量不足的狀況下，需要在消耗最小電量的同時，選擇在最短路徑使得車輛能夠?qū)崿F(xiàn)能源補(bǔ)給。

2 影響充（換）電站選址的因素

依照電動汽車充（換）電站的選址體系建設(shè)，需要考慮的因素很多。根據(jù)目前所開展的大量電動汽車相關(guān)研究來看，影響電動汽車充（換）電站選址的主要因素有以下幾個方面［4］。

2.1 社會因素

1）土地資源的利用 大城市的土地資源極其緊缺，一旦電動汽車使用普及后，電動汽車充（換）電站的站點會越來越多。由于受到土地資源的限制，在進(jìn)行電動汽車充（換）電站選址時，必須合理利用現(xiàn)有土地資源。例如：停車場、小區(qū)等。這些相對面積比較大的場地，應(yīng)該進(jìn)行合理利用和規(guī)劃，從而確保土地資源最大化的利用。

2）站址的布局規(guī)劃 主要考慮站址的覆蓋率問題?，F(xiàn)階段有意購買電動汽車的客戶，擔(dān)心的是充電能否得到保障，一旦車輛行駛在路上遇到電力不足的狀況，是否能即時進(jìn)行能源補(bǔ)給。所以，在進(jìn)行電動汽車充（換）電站選址時，要考慮站址的覆蓋程度，要對電動汽車充（換）電站的選址進(jìn)行合理的布局和規(guī)劃，確保在一定區(qū)域內(nèi)行駛的電動汽車能夠得到相應(yīng)的電力能源保障。

2.2 時間因素

電動汽車充（換）電站也可作為一個應(yīng)急設(shè)施。當(dāng)電動汽車在電力不足的狀況下，希望能在最短的時間內(nèi)對電動汽車進(jìn)行有效的能源補(bǔ)給，確保電動汽車的正常使用，從而保障客戶的利益。如果將電動汽車充（換）電站作為一個應(yīng)急服務(wù)點，就要充分考慮到客戶在某個區(qū)域內(nèi)如何選擇最短路徑，在最快時間內(nèi)到達(dá)目的地進(jìn)行有效的能源補(bǔ)給。這是作為應(yīng)急服務(wù)點需要考慮的關(guān)鍵因素。

我國核電建設(shè)中水資源安全問題的幾點思考…………………………………… 姜 秋，譚炳卿，丁曉雯(3.43)

2.3 經(jīng)濟(jì)因素

電動汽車充（換）電站的站址設(shè)在不同地段，建設(shè)的規(guī)模大小、設(shè)備類型的不同，相應(yīng)的成本是不同的。除了考慮建設(shè)成本外，還要考慮設(shè)備的維護(hù)成本以及站點的運(yùn)營成本等。

2.4 環(huán)境因素

1）電量和用電負(fù)荷 電動汽車充（換）電站選址時，要充分考慮所選地點的用電量和電力負(fù)荷，能否滿足電動汽車在同一時段內(nèi)大規(guī)模的充電需求。一般狀況下，一個同時能為小型電動汽車和大型電動公交車進(jìn)行充換電的大型充（換）電站的負(fù)荷容量至少超過1 MVA，平均功率至少為500 k W。如果其滿負(fù)荷運(yùn)載16 h，一個站一天要用電8 MWh?？梢?，一個電動汽車充（換）電站對于電力供應(yīng)和用電負(fù)荷的要求是極其高的。

2）溫度和天氣因素 充電機(jī)和換電設(shè)施對環(huán)境有一定的要求，溫度過高或過低且沒有保護(hù)的狀況下，對充（換）電設(shè)施的影響是很大的。電池如果保護(hù)不當(dāng)，可能會產(chǎn)生爆炸。除此之外，充電設(shè)施作為一種電力設(shè)施，避免風(fēng)雨雪天帶來的危害也是極其重要的。

2.5 其他因素

1）車輛類型 根據(jù)不同的車型和運(yùn)行方式的不同，相應(yīng)的能源供給方式也會不同。能源供給方式的不同，會影響到車輛的續(xù)駛里程和充電時間，從而影響到電動汽車充（換）電站的布局規(guī)劃。從目前來看，電動汽車主要分為：示范區(qū)用車、集團(tuán)用車、社會車輛和微型車類四大類。而車輛的類型不同，所適用的充電模式也就不同，充電時間及相應(yīng)的電力負(fù)荷需求都是不同的，所以在開展電動汽車充（換）電站選址時必須考慮所建造的站點適用于何種類型的充電站進(jìn)行充電［5］。

2）充電模式 現(xiàn)有的充電模式主要分為：常規(guī)充電、快速充電和換電三種。而電動汽車充（換）電站的建設(shè)是根據(jù)不同的充電模式進(jìn)行規(guī)劃的。常規(guī)充電模式充電時間較長，平均充電時間為4～6 h，適用于夜間低谷電時進(jìn)行能源補(bǔ)給，是一種較為經(jīng)濟(jì)的充電方式。快速充電模式可迅速在30 min內(nèi)將電池充至80%，適用于應(yīng)急需要，但長期快充會使電池迅速衰減。換電模式是最快也是最為簡便的補(bǔ)充能源的方式，但是需要大型的換電設(shè)備，在購置成本和運(yùn)營成本等方面有較高的要求。

三種類型的充電模式，具有各自相應(yīng)的特性，對車輛以及電力負(fù)荷需求、充電時間都有不同的要求。所以，在進(jìn)行充（換）電站選址時，要充分考慮到充電模式的選擇。

3 充（換）電站選址的評價體系

根據(jù)電動汽車充（換）電站選址的原則以及影響電動汽車充（換）電站的主要因素，選取了覆蓋程度、經(jīng)濟(jì)成本、資源配置、服務(wù)能力，作為一級指標(biāo)進(jìn)行評價和分析。

1）覆蓋程度 包括完全覆蓋、最大覆蓋和特定覆蓋。完全覆蓋，即特定區(qū)域內(nèi)在限定時間和電量的狀況下，可以實現(xiàn)電動汽車的能源補(bǔ)給；最大覆蓋，即盡可能滿足特定區(qū)域內(nèi)車輛的能源補(bǔ)給；特定覆蓋，即在特定區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域內(nèi)的車輛能即時的進(jìn)行能源補(bǔ)給。

3）資源配置 包括充電方式、滿足車輛的類型以及充電設(shè)備的數(shù)量。充電設(shè)備包括常規(guī)充電機(jī)、快速充電機(jī)和換電設(shè)備。受土地使用面積以及電能限制，并不是每個充電站都能完全配置三種設(shè)備。而充電設(shè)備是否滿足各類車輛的充電需求，大巴、公交車和小型車輛的充電接口可能會有所區(qū)別，并不是所有的充電站和換電站都能滿足所有車輛的充電或換電需求。同樣，還要考慮充電設(shè)備的數(shù)量是否足夠。這些都是建造一個電動汽車充（換）電站所必須考慮到的。

4）服務(wù)能力 包括服務(wù)時間，即一輛電動汽車每次的充電或換電的時間；服務(wù)能力，即一臺充電機(jī)一天能滿足多少車輛的充電，換電裝置一次能為多少量車換電；利用率，即電動汽車充（換）電站的設(shè)備利用率是否高，會不會出現(xiàn)空閑時間占絕大數(shù)的狀況。服務(wù)能力通常是指電動汽車充（換）電站的運(yùn)營能力。

4 評價方法

結(jié)合電動汽車充（換）電站選址的指標(biāo)評價體系，選擇層次分析法和模糊綜合評價法，通過定性與定量分析相結(jié)合的方式對電動汽車充（換）電站選址進(jìn)行評價和分析。

1）層次分析法（AHP） AHP是Saaty教授于1971年提出的一個實用的多屬性評估方法。當(dāng)一個多屬性決策問題要考慮很多決策元素，包括目標(biāo)、方案、決策者等，而且決策元素之間具有復(fù)雜的關(guān)系時，層次分析法可以利用一個層級的結(jié)構(gòu)將復(fù)雜問題系統(tǒng)化，將決策元素劃分成不同維度并由不同維度將問題加以層次分解，使大型復(fù)雜的決策問題，分解成多個小的子問題，然后根據(jù)AHP的步驟，進(jìn)行比較和評估后再整合，從而使得一個復(fù)雜的決策問題分解成比較容易的決策問題［6］。

2）模糊綜合評價法（FCE） FCE是加利福尼亞大學(xué)教授查德于1965年創(chuàng)建的。模糊綜合評價法，是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評標(biāo)方法。該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。

5 結(jié)語

對整個電動汽車充（換）電站的選址，進(jìn)行有效和綜合評價十分重要。首先，要對整個評價體系進(jìn)行梳理。特別要考慮的是評價指標(biāo)和評價方法，這兩項是開展評價工作的關(guān)鍵。

電動汽車充（換）電站選址考慮的因素比較多，針對那些相對重要的因素概括出的評價指標(biāo)，基本能確實有效地反映出電動汽車充（換）電站選址的狀況。然后，結(jié)合層次分析法和模糊綜合評價法進(jìn)行全面和有效的分析，能夠較為有效地剖析現(xiàn)有電動汽車充（換）電站選址的整體水平和存在問題。希望通過有效評價，為未來電動汽車充（換）電站的選址，打下一個良好基礎(chǔ)，為電動汽車大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展作好準(zhǔn)備。

［1］ 劉俊寶.加油站選址的原則和影響因素［J］.石油庫與加油站，2007（5）：1-4.

［2］ 牛力勇.電動汽車充電系統(tǒng)電磁兼容與干擾抑制研究［J］.華東電力，2010（4）：1689-1693.

［3］ 劉振亞.智能電網(wǎng)知識讀本［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［4］ 李光.影響我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素研究［D］.湖北：武漢理工大學(xué)，2011.

［5］ 徐凡，俞國勤.電動汽車充電站布局規(guī)劃淺析［J］.華東電力，2010（4）：1678-1682.

［6］ 王威，趙福軍.基于AHP方法的物流中心選址研究［J］.物流技術(shù)，2005，（8）：58-62.