電動汽車充換電站建設探析

劉雪飛

(國網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探析

劉雪飛

(國網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)

電動汽車行業要想實現進一步發展，必須加強充變電站的規劃布局工作，完善充換電站設施建設。介紹了充變電站的三種形式，以充變電站規劃布局原則為根本，進一步提出了規劃布局的整合方案和策略。

電動汽車；充換電站；規劃；布局

隨著自然資源(天然氣、石油)的不斷減少和全球自然環境的持續惡化，逐漸出現了一種高節能、零排放的新型交通工具——電動汽車，已引起人們的極大關注。電動汽車行業作為我國的新型產業，得到了政府的積極引導和大力支持。然而，電動汽車的興起并沒有帶動充換電站設施建設的發展，充換電站設施的建設工作滯后于電動汽車行業，極大地阻礙了電動汽車行業的發展。

1 電動汽車充換電站的主要特點及類型

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域設置，屬于一種集中的、大范圍的服務類型。建設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設置充電站，例如高速公路兩側，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，具有充電速度快的特點，屬于一種集中式的大范圍的服務類型。建設一個充電站約為300萬元左右的成本，其運行成本、建設投資成本都比較高。

1.3 基本類型之三充電樁

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

2 選擇規劃充換電站的基本原則

2.1 供電服務要有較高的質量

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

2.2 與國家電網做好溝通、協調

國家電網以每年各個地區的用電量為依據，總結和分析電網運行情況，并以一些工程需要為依據，對用電規劃進行及時調整，保證有效利用電能。充換變電站需要比較大的電量，需要穩定、可靠的高負荷運轉設備，因此，必須將國家電網規劃納入項目建設，要以該地區電網的運行特點為依據，建設適當的站點規模，在具備相應配電容量的區域設置充變電站，保證有足夠的電能保障充變電站運行，確保充變電站正常穩定運行。

2.3 合理使用土地資源

每項工程建設首要研究的問題是合理使用土地資源，在規劃充變電站時，要全面考慮變電站適用范圍，若充變電站適用范圍不科學，設置多個站點，不僅浪費了土地資源，還浪費了設施投資建設。因此，在進行充變電站基礎設施建設時，要充分考慮選址因素，嚴格遵循合理利用土地資源的原則。

2.4 其他注意事項

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

3 科學、合理的進行充變電站規劃布局

3.1 布局規劃充電設施

由于電動車輛的行駛距離和種類不同，對充電設施也要求也不相同。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，制定不同的布局方案。在規劃布局充電站時，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，設置充電樁或充電站，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。在停車場或住宅區建設充電樁，以供長時間在公共場所停留的車輛和夜間停運的車輛充電，主要采用的方式應為慢充方式。

3.2 布局規劃充換電站

在滿足充變電站使用需求的條件下，對該地區的電力設施規劃情況、公共交通設施發展情況、交通規劃情況，以及綠地規劃情況進行全面考慮，對充變電站布局的合理性與兼容性進行充分考慮，協調城市整體規劃與充變電站的選址布局工作。

3.3 布局規劃充電樁

第一，為便于小區居民私家車的充電，結合居民小區，在小區內的車庫位置及停車位設置充電樁。第二，為便于企業、政府用車的充電，充分利用企業聚集場所和集中辦公場所等公共區域，建設充電樁。第三，在環境允許的條件下，可將充電樁設置在橋孔下及城市道路兩側，確保電動車可以隨時充電。第四，為方便電動車充電，結合公共設施，將充電樁設置在公共停車場、商場、學校、景點等位置。

4 電動汽車充換電的發展

4.1 直流電網可形成低壓

據了解，現階段德國柏林用路燈桿進行充電樁改造的相關項目正在試點，該項目存在一些問題，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項目，利用LED市政路燈換裝、節能改造的方式，使變壓器的容量節省了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移。市政路燈充電樁實施一體化項目，通過充換電站的電池存儲，白天進行新能源發電，充分利用峰谷電價進行供電。電動汽車可以選擇實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，充分利用市政路燈改造，將傳統高壓鈉燈替換為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交流充電都帶有車載充電機，這使汽車的負重和成本增加，且在公用電網中注入車載充電機產生的諧波電流，嚴重影響電能質量。南瑞智芯微電子科技有限公司通過對燈樁直流充電系統的研究，提出采用直流充電樁，使電網運行與電動汽車充電協同兼容。

4.3 綜合效益明顯

市政路燈充電樁發展還需要科學合理的商業模式。通過合同能源管理方式管理該項目，租賃市政路燈，直接進行LED改造，不用開挖、征地，項目回報的資金就可成為節約的電費。

5 結語

對于電動汽車來說，電動車充電設施的建設極其重要，它關系著電動汽車的推廣及發展，而規劃布局充換電站對未來城市建設及電動汽車行業發展意義重大。因此，充換電站的規劃布局工作非常重要，必須加強，以促進電動汽車行業的發展。

[1] 宋凌鋒，劉克彬，鄒繼明，等.電動車感應電機驅動系統效率和轉矩控制仿真[J].微電機，2002，(03)：48-49.

[2] 曹秉剛，張傳偉，白志峰，等.電動汽車技術進展和發展趨勢[J].西安交通大學學報，2004，(01)：110-111.

[3] 于濤，翟玉春，馬桂婷，等.SC型MH/Ni動力電池集流體設計的研究[J].電池，2005，(02)：70-71.

[4] 楊祖元，秦大同，孫冬野.電動汽車動力傳動系統參數設計及動力性仿真[J].重慶大學學報(自然科學版)，2002，(06)：88-89.

[5] 謝康，盧青春，金振華，等.燃料電池發動機測試系統的開發[J].車用發動機，2003，(05)：66-67.

[6] 錢立軍，白修山，金德全.并聯混合動力電動汽車動力總成參數仿真分析[J].合肥工業大學學報(自然科學版)，2005，(03)：98-99.

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