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        H市電動(dòng)汽車充電站項(xiàng)目建設(shè)需求規(guī)模與技術(shù)分析

        2016-06-07 05:40:39
        2016年13期
        關(guān)鍵詞:預(yù)測模型技術(shù)分析影響因素

        王 井

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        H市電動(dòng)汽車充電站項(xiàng)目建設(shè)需求規(guī)模與技術(shù)分析

        王井

        摘要:對(duì)國內(nèi)已經(jīng)建好的充電站進(jìn)行觀察和分析可知,其中有很多充電站是閑置,沒有發(fā)揮其充電作用,同時(shí)對(duì)我國資源造成了很大的浪費(fèi)。運(yùn)用實(shí)例對(duì)H市電動(dòng)汽車充電站項(xiàng)目需求規(guī)模進(jìn)行分析,為其他城市電動(dòng)汽車充電站項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:影響因素;技術(shù)分析;預(yù)測模型

        隨著我國節(jié)能汽車技術(shù)研發(fā)的日趨成熟和市場需求量的日益增長,電動(dòng)汽車的逐漸推廣,當(dāng)前對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展進(jìn)行限制的最大因素即為該行業(yè)相關(guān)配套設(shè)備以及充電站建設(shè)的滯后性。

        一、充電站規(guī)模以及技術(shù)影響因素分析

        (一)充電站規(guī)模的影響因素

        1、電動(dòng)汽車保有量。不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)以及對(duì)新能源汽車發(fā)展不斷起到鼓勵(lì)和支持的政策的出臺(tái),進(jìn)而就有了不斷上升的電動(dòng)汽車保有量,這對(duì)充電站的需求呈直線上升,充電站對(duì)電網(wǎng)的配電功率要求也越來越高。

        2、電動(dòng)汽車每次充電功率。根據(jù)前面的研究可以得出,配電功率在充電站的生產(chǎn)量測定中是基本的指標(biāo)。通過分析電動(dòng)汽車充電功率與充電站的配電功率呈正比關(guān)系

        3、電汽車汽車電源性質(zhì)。動(dòng)力電池性質(zhì)特點(diǎn),即單次充電的續(xù)航里程以及日均充電次數(shù)、每公里消耗電量、充電時(shí)間等,即當(dāng)車輛日行駛里程相同前提下,若對(duì)電動(dòng)汽車是充電次數(shù)增加,即會(huì)使蓄電池完成的續(xù)航能力減少。

        4、電動(dòng)汽車日平均行駛里程。通常來說,汽車一日駕駛的路程越遠(yuǎn),動(dòng)力電池所要供應(yīng)的能源也就越多,如果將充電時(shí)間與其他變量進(jìn)行控制的話,充電站所需的配電功率也就越高。

        (二)充電站項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)分析

        1、充電能力。不同類型的充電站所具備的充電能力是不同的,一般來說,大型充電站和中型充電站都可以為商用車進(jìn)行充電,并且大型充電站充電能力要高于中型充電站,可以達(dá)到不同電動(dòng)汽車的使用需求。

        2、服務(wù)時(shí)間。對(duì)于不同類型的電動(dòng)車,充電的方式以及每種充電方式所需要的時(shí)間都是不同的,因此,為了優(yōu)化充電過程,節(jié)省充電時(shí)間,一般需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)充電站點(diǎn)進(jìn)行布置,合理配置資源。

        3、布設(shè)密度和服務(wù)半徑。對(duì)于充電站點(diǎn)的布置安排,需要考慮很多因素,首先要考慮電動(dòng)汽車充一次電可以行駛多遠(yuǎn),這是最主要的參考依據(jù),其理論值一般在150~200km范圍內(nèi),因此所設(shè)置的服務(wù)半徑應(yīng)小于這個(gè)理論值。其次,需要考慮電池的實(shí)際使用情況,服務(wù)半徑可選在100km左右,這是最有效的服務(wù)半徑。

        4、設(shè)置間距。對(duì)于充電站點(diǎn)之間的間距安排不應(yīng)該是統(tǒng)一固定的,而應(yīng)該根據(jù)站點(diǎn)所在的實(shí)際位置進(jìn)行合理科學(xué)的分析來確定。對(duì)于分布在城市建設(shè)用地范圍內(nèi),如果充電站點(diǎn)所在位置交通比較發(fā)達(dá),地理位置較為重要,則間距應(yīng)該適當(dāng)減小,如果充電站點(diǎn)所處位置比較偏僻,則應(yīng)該將間距適當(dāng)擴(kuò)大,以節(jié)省資源。

        二、充電站需求預(yù)測模型

        電動(dòng)汽車充電站需求規(guī)模大小要把不同充電機(jī)所可以供應(yīng)的功率大小考慮到。在進(jìn)行估算充電站需求量的時(shí)候,考慮的關(guān)鍵性因素是城市擁有電動(dòng)汽車的數(shù)量,在此前提下再進(jìn)行電動(dòng)汽車充電站其他影響因素的分析,并且將所有的影響因素以具體的形式表現(xiàn)出來,建立起可以計(jì)算出來的變量以及數(shù)學(xué)算式,接著在運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出電動(dòng)汽車到底需要修建多少數(shù)量的充電站。構(gòu)建充電站的需求預(yù)測模型時(shí),可以把配電功率作為變量X。通過前面的描述我們可以看出,電動(dòng)汽車充電站和充電需求量之間的關(guān)系就類似于加油站與當(dāng)?shù)氐钠嚳偭恐g的關(guān)系,因此,充電站的需求估算模型應(yīng)該是:

        X=M·AS·P/T·N/1000

        (1)

        N=L/S

        (2)

        其中:X是配電功率,單位為Kv·A;M是修正系數(shù),大小在0到1之間;A是這一地區(qū)的電動(dòng)汽車保有量,單位為臺(tái);S是每次充電可以駕駛的平均路程,單位是千米;P是行駛一千米所耗費(fèi)的電量,單位是VA·h/km;T是每次充電平均時(shí)間,單位是小時(shí);N是總的充電數(shù),單位為次;L是一臺(tái)電動(dòng)汽車每天可以駕駛的路程,單位:km。

        我們需要注意的是并不是全部的電動(dòng)車在進(jìn)行充電的時(shí)候都會(huì)去充電站完成,而存在一部分人是會(huì)在家里給電動(dòng)車進(jìn)行充電的,所以我們要借助模型修正指數(shù)M,M的值為大于0小于1之間。除此之外,電動(dòng)車日平均行駛的里程會(huì)受到其所在城市和電動(dòng)車種類二者的限制,類型不同的電動(dòng)車其電池性能是不可相提并論的,因此,兩種不同類型的電動(dòng)車在行駛一定里程的時(shí)候所耗費(fèi)的電量是有所不同的,并且隨著技術(shù)的升級(jí),電池的性能也會(huì)日益完善,從而單次充電行駛路程會(huì)增加以及充電時(shí)間的會(huì)縮短。

        三、充電站建設(shè)規(guī)模

        根據(jù)目前充電站建設(shè)情況,根據(jù)充電站配電功率大小以及充電站設(shè)備數(shù)量多少區(qū)分,從而就能夠把充電站對(duì)應(yīng)的分成三大類;如果是以充電機(jī)的充電能力以及功率來作為區(qū)分的準(zhǔn)則,此時(shí)充電設(shè)備主要可以分為以下四種類型。分類如表1和表2所示。

        表1 充電站規(guī)模分類

        表2 充電機(jī)配電參數(shù)

        為將充電站需求預(yù)測模型的功能更好地發(fā)揮出來,我們需要做的是:在估測完充電站充電功率需求量的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和電動(dòng)汽車的發(fā)展情況,對(duì)充電功率進(jìn)行合理的分配,從而計(jì)算出不同區(qū)域充電站建設(shè)類型及數(shù)量。

        四、算例結(jié)論

        根據(jù)上述的需求預(yù)測模型對(duì)H市充電站建設(shè)規(guī)模進(jìn)行初步預(yù)測。估測出的結(jié)果是:2016年的年底,H市電動(dòng)汽車保有量為1800臺(tái),充電樁需求為629臺(tái),時(shí)隔2年后,2017年這兩方面的擁有量分別是4000和1385臺(tái)。

        結(jié)合H市的現(xiàn)實(shí)狀況和充電站的不同規(guī)模類型,預(yù)測H市充電站需求如表3所示。

        表3 H市電動(dòng)汽車充電站需求預(yù)測

        (作者單位:惠州商貿(mào)旅游高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校)

        參考文獻(xiàn):

        [1]許文超.電動(dòng)汽車充電站需求影響因素及預(yù)測方法[J]江蘇電機(jī)工程,2011.5

        [2]張曦予,李秋碩.電動(dòng)公交車充電站功率需求影響因素分析及建模[J],現(xiàn)代電力,2014.1

        [3]康繼光,衛(wèi)振林.電動(dòng)汽車充電模式與充電站建設(shè)研究[J]電力需求側(cè)管理,2009.9

        [4]徐凡,俞國勤,顧臨峰,張華.電動(dòng)汽車充電站布局規(guī)劃淺析[[J].華東電力,2009.10

        [5]劉志鵬,文福拴.電動(dòng)汽車充電站的最優(yōu)選址和定容[J]電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012.2

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