电动汽车充电站规划研究综述

电动汽车充电站规划研究综述

马超龙

广西电网百色隆林供电局  广西百色  533000

摘要：现今，智能化、网联化、电气化、共享化等影响着汽车行业的发展趋势，在新发展机遇下，充分利用车辆数据、充电桩数据、路网数据、电网数据等多源汇聚大数据，从提升用户充电便利性，降低用车成本角度出发，挖掘用户出行热点、驾驶行为和充电规律，进而基于城市电动汽车用户实际充电需求的准确判断，支撑充电站合理选址和部署规划，是优化电动汽车使用体验和充电体验、降低用户“里程焦虑”、提高充电桩利用率、优化城市电动汽车交通网络的关键技术，也成为当前电动汽车及智能交通领域急需解决的问题。

关键词：电动汽车；充电站；规划

引言

为了提升电动汽车用户的整体体验感和舒适度，需将充电桩的位置和数量合理规划，使其既能尽量降低充电桩的建设成本，又能推动电动汽车产业的健康发展，带来更好的经济利益。为了对充电桩选址进行科学合理的规划，首先找出充电桩选址的影响因素，根据统计学的原理对这些影响因素进行度量，合理规划各站点的经济收入、充电桩的建设费用、预计线路改造投资费用、预计公变改造费用、车位租赁费用和充电桩的运营费用，然后建立每个充电桩的经济效益函数，在此基础上为充电桩建立一个以投资回收年限最短的优化选址模型，并对最优模型进行求解。

1充电方式概述

充电设施是指为电动汽车提供电能补给的充换电设施，是电动汽车发展的重要基础保障。目前，电动汽车充电方式有快速直流充电、慢速交流充电、电池更换以及无线充电等，但充换电设施内普遍存在三种充电类型（见表１）。

充电设施布局研究内容包括充电设施的类型以及充电设施数量，国内外充电设施布局已有研究大多只考虑单一的充电类型。随着电动汽车技术的发展，多类型充电网络布局需求逐渐凸显，在后续研究中趋向于同时考虑快速充电和慢速充电。现有研究较少考虑电池更换，且仅作为应急为电动汽车补充电能。虽然换电时间较短，一天可完成多次换电服务，但电池更换需要专业工作人员使用专门的工具才能完成，且电池型号规格不同，若实现统一还很难做到，因此，在运营初期需要购买大量的电池组与充电机。这些都将导致建设初期的运营成本较高，并且电池在使用过程中还有损坏和丢失的风险。

2电动汽车充电站的基本类型

2.1分散式

这种类型的充电桩通常代表私人和分散的公共充电桩，通常位于停车场。对于此类充电站的规划，应使用大数据确定每个区域的实际需求，并计算所需的充电桩总数及其位置。此外，对于这种类型的荷载桩，也可以直接分为住宅区和公共快速荷载。居民区的充电桩根据区域内电动汽车的数量确定。公共充电桩根据全区居民的需求和充电距离，结合现有充电桩，采用总体规划，确保设施覆盖。

2.2专用式

这些充电站是专门为有特殊充电要求的车辆设计的，如出租车、公共汽车、共享车和卫生车。应建立标准荷载桩需求模型，以计算适当数量的设施。并结合城市道路交通网络建设现状、出租车收费需求特点、容量限制、配送系统布局等，进行了详细的选型方案。此外，考虑出租车收费的一般要求，建立了充电站的优化规划模型，以保证充电方便，不干扰配电网的正常运行。

2.3公共式

在选址规划方面，根据电动汽车在高速公路上行驶的距离和蓄电池容量选择施工位置。此外，位置和容量应根据车站建设和维护的最低成本进行调整。根据现有充电桩的电容设置和空间分布，合理规划充电站的位置和容量标准，即电动汽车数量的最高期望值；用户等待时间和设施维护的最低成本。同时，还应注意电动车在充电站的时空分布和到达率，以减少用户的等待时间和设施的运行维护成本。

3电动汽车充电桩建设规划方案

3.1充电站选址方法

P-中心模型、P-中位模型，P-中心模型主要研究合理选择P个站点的位置，使所有的需求点被满足，并且每个需求点到其最近站点的最大距离最小化。但在该模型中未区分不同需求点的需求量大小，因此，热点地区的需求可能会面临由于缺乏容量合理规划而导致的服务失败的风险。P-中位模型研究如何放置，P个服务站点使得需求点的需求量和距离服务站的距离的乘积最小化。近几年的研究中，P-中位模型在电动汽车充电站选址问题的应用越来越多，相比于一般P-中位模型的主要改进的思路是引入电动汽车独有的出行和充电特征，构建符合电动汽车充电站选址特征的P-中位模型。使用停车记录作为充电需求的估计基准，以最小化用户充电成本为目标提出了基于P-中位模型的充电站规划模型。

3.2基于共享机制优化运营管理模式

针对目前充电桩建设中一些充电设施维护不当的问题，从优化充电桩运营管理的角度，可以将共享机制作为管理基础，将更多的专用充电桩引入市场，实现共享充电的双赢。在当前internet+时代的背景下，专用充电电池的数量在不断增加，其规模也呈现出逐步扩大的趋势。因此，鉴于这一发展特点，有必要将专用充电电池纳入市场，进一步拓宽充电服务范围。为了通过有时间限制的方式释放现有的供电潜力，将更多闲置的专用充电电池引入市场，统一管理，按照相关要求实现充电需求的合理部署。同时，该系统的建立也可以为承载桩的业主带来额外的经济效益，实现双赢。通过对公共停车场经营管理模式的改进，可以实现管理模式的优化。各运营平台应通过峰谷定价机制积极引导用户的负荷需求，以峰谷填谷方式改善高峰时段集中负荷情况。对于已经由政府管理的停车场，可以实行有时限的免费政策，停车费可以减少或短期免费。对于其他类型的公共停车场，应积极鼓励运营商和停车场之间的合作，并将停车费纳入服务提供商的运营管理，以进一步降低停车场的充电费用和电动汽车车主的充电费用。

3.3建立统一基础信息管理平台

目前，全市包括电动汽车充电设施运营商、全国电网、专线电话、星级充电等厂家。对旧设备、负荷故障、设备损坏等问题，监理部门应加强管理，督促及时更新设备。必须纠正货舱长期占用的现象。由于运营商太多，用户往往需要应用多个应用程序来查询空闲充电站的信息，这对用户尤其不利。石家庄市可搭建充电基础设施信息管理平台，利用大数据、云存储等技术，对不同充电基础设施的信息进行统一监管，实现布局分析、运营分析、通过对所有充电设施的用户行为特征分析和数据统计分析，方便用户在一个平台下查询所有设施，有助于实现充电设施收费标准的统一，方便设备的运行维护。通过对多个应用程序的充电桩信息进行统一管理，一方面方便了用户对充电桩的使用，另一方面也增加了运营商的收入。由于充电桩信息的统一，增加了访问应用程序的用户数量。同时，运营商还可以减少应用管理人员的数量，节省部分人力资源费用，实现多运营商合作的双赢。

结束语

总之，电动汽车是未来汽车工业的发展趋势之一。智能充电系统和智能充电站的建立和完善，不仅为电动汽车充电提供了更多保障，而且满足了电动汽车管理的要求，提高了电动汽车智能充电的安全性。因此，有必要根据电动汽车、互联网和智能配电系统的发展需求，完善智能充电系统和智能充电站，对电动汽车智能充电数据进行管理和控制。为确保电动汽车智能充电的有序发展，为电动汽车的发展提供更多的技术和服务支持。

参考文献

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