电动汽车充电设施规划研究

电动汽车充电设施规划研究

0电动汽车在城市轨道交通中的应用电动汽车充电站（以下简称“充电站”）包括充电站、充电站和电气站。这是一种新型的城市基础设施，是促进电动汽车运营的基本保证。随着我国电动汽车产业的快速发展，充电设施也得到了一定发展，但仍普遍存在布局不合理、利用率较低甚至长期闲置、通用性较差、建设实施难度较大、成熟商业模式尚未形成等问题1规划体系充电设施规划分为总体规划和详细规划，主要任务是依据国家、省、市电动汽车及充电设施相关政策合理布局充电设施1.1明确目标定位，强化区域联动充电设施总体规划一般是对某个行政区进行充电设施整体布局，重点对电动汽车发展策略、充电模式、规划目标和规模、设施布局、建设管理模式等内容进行统筹研究，是指导规划区内充电设施建设与管理的纲领性文件。从层级上看，可分为国家级、省级、地市级、县级。国家级、省级规划在目前电动汽车处于大力推广应用阶段侧重于将充电设施建设任务分解，具体落实到各地方层面。如《电动汽车充电基础设施发展指南（2015～2020年）》明确了全国总体目标、分省市建设目标和分场所建设目标；《湖南省电动汽车充电基础设施专项规划（2016～2020年）》分区域发展目标进一步明确各地市充电设施发展目标。地市级规划承上启下，既向上衔接国家级、省级规划，又向下指导县级规划，同时需结合当地实际情况因地制宜，是充电设施规划的重要环节。实际中，地市级规划往往局限于单个地市，但在城乡发展难以呈现均质化的客观现实下，建议结合所在区域的城镇化特点，有必要则拓展至城市群，如《长株潭充电基础设施互联互通规划（2016～2020年）》。县级规划往往兼具总体、详细规划特点。一方面，县级规划结合当地经济、人口等科学预测充电设施需求、统筹考虑发展目标和重点任务、提出保障措施；另一方面，县级规划往往细化充电设施规模、选址、投资、时序等，直接指导后续项目建设。1.2充电设施工程设计的途径充电设施详细规划一般是对某个较小范围内充电设施的选址方案、建设模式、运营管理机制、与相关规划衔接等进行详尽研究，是规划范围内充电设施工程设计的直接依据。实际中，县级详细规划开展较多。此外，为便于操作，大中型城市也出现了按场所分类的详细规划，如《长沙市公共交通充放电基础设施实施规划》。2该计划的原则、思路和对策2.1顶层设计与协调原则充电设施规划属于新型市政专项规划，规划原则与诸多市政规划相似，但在初期市场需求亟待培育、成熟商业模式尚未出现阶段，规划需重点考虑统筹、协调等原则。(1）统筹原则。电动汽车及配套的充电设施属于新兴产业，产业自我生存能力弱，还需政府在政策、财税等方面大力支持。相应地，充电设施规划作为指导行业发展的顶层设计，需从全局的高度统筹解决规划与落地困难的诸多矛盾。(2）协调原则。随着近年来国内电动汽车及充电设施行业发展，逐步暴露出“重本体轻配套、重硬件轻软件”现象，一方面是车多桩少造成“找桩难”，另一方面是缺乏充电设施信息共享平台导致“有桩找不到”。当然，充电设施布局不合理也会造成“有桩找不到”。因此，充电设施规划需遵循协调原则，科学预测充电设施规模，顶层引导充电设施信息共享平台建立，从而最大限度发挥充电设施的基础作用。2.2基础条件建议当前阶段，充电设施规划宜着重研究充电设施的空间布局及建设时序，对应的规划思路及对策如下。(1）空间布局上，分区域分优先级发展。初期，充电设施发展与区域经济条件、人口规模相关性强。根据国内外城乡发展史研究定论(2）建设时序上，先易后难。当前，充电设施建设主要依托“政府推进，社会资本跟进”。为了降低推进难度，近期建议充电设施规划优先考虑公用，如公交车、出租车、环卫车、物流车、公务车、公共停车场等，实施容易，见效快；远期依据市场反馈，公用私用并进。(3）先成网再延伸。充电设施为电动汽车运行提供能量补给，是发展电动汽车所必需的重要配套基础设施，所以充电设施建设首先应形成网络，保证车辆在行驶范围内能及时快速找到充电设施对车辆进行充电。当局部充电设施网络形成后，再考虑向周边延伸，进而形成更大范围的网络。3计划13.1充电桩桩车比截至2016年底，长沙市汽车保有量194.3万辆，其中电动汽车24914辆，配套的各类充电桩3906个（交流桩3152个、直流桩356个、交直流一体桩398个），桩车比仅约为1∶6。此外，长沙市内六区建桩数量较多，约占全市总量的62%，具体分布如图1所示3.2充电设施需求预测参考长沙市相关规划，综合多种预测方法，并结合长沙市充电设施配置原则，预测2020年长沙市需充电桩不低于86581个，充电站不低于108座，具体见表1。3.3称重传感器的配置方案根据不同类型电动汽车行驶、泊车规律及充电需求，长沙市充电设施配置方案见表2。3.4充电设施划设根据规划，2017～2020年长沙市规划新增充电站94座，新增充电桩82758个。至2020年底，长沙市拥有充电站114座、充电桩86691个，具体见表3。3.5电网供电能力校核目前，充电设施主要考虑以10kV、380V电压等级接入电网，其中充电站以10kV接入，充电桩主要以380V接入。考虑峰谷分时电价后，充电负荷特性总体呈现电网负荷高峰时充电负荷小，电网负荷低谷时充电负荷大。对于电网负荷高峰时，考虑充电负荷与之叠加，主要校核110kV及以上电压等级电网供电能力；对于电网低谷负荷时，充电负荷出现高峰，主要校核10kV电网供电能力。此外，规划阶段充电设施尚无明确接入点，电动汽车渗透率不高时可仅进行宏观层面校核。(1）充电设施负荷预测。根据预测，2020年长沙电网负荷高峰时新增充电负荷约24.6万千瓦，低谷时78.5万千瓦，具体见表4。(2）电网供电能力校核。根据国网长沙供电公司最新规划成果，2020年长沙电网最高负荷预计约为945万千瓦（不含新增充电负荷），规划的220、110kV容载比分别约为2.08、1.93，电网负荷高峰时新增充电负荷24.6万千瓦，220、110kV容载比仍满足要求，因此长沙110kV及以上电压等级规划电网能满足新增充电负荷要求。对于10kV电网，2020年电网负荷低谷时新增充电负荷78.5万千瓦，部分台区可能存在配变容量不够现象。因充电桩数量庞大，逐个落实接入难度很大，故建议采用提前报装方式，预留合理工期，以便10kV电网改造增容。3.6单桩造价指标选取选取典型充电桩类型（大型车快充桩取直流90kW，小型乘用车快充桩取直流30kW，小型乘用车慢充桩取交流7kW），并按目前市场标准选取单桩造价指标，具体见表5。2017～2020年长沙市充电设施投资估算约为19.4亿元（其中充电设施投资约为16.5亿元，配套电网投资约为2.9亿元），见表6。4划分布点范围目前，长株潭三市已相继制定各自的充电设施规划，但规划布点范围主要集中在三市市区。为进一步推广长株潭城市群电动汽车的应用，有必要开展互联互通规划，以促进长株潭充电设施网络形成，进一步促进长株潭城市群融城发展。4.1电动汽车充电系统2020年长株潭三市充电规划目标如下：长沙市区充电站114座、充电桩86691个，基本满足全市8.3万辆电动汽车充电需求；株洲市中心城区充电站26座、充电桩14263个，满足全市约1.75万辆电动汽车充电需求；湘潭市主城区充电站32座、充电桩9776个，满足全市约9.05万辆电动汽车充电需求，规划公共充电设施布点如图2所示。4.2充电设施布点长株潭充电设施互联互通规划应充分结合各市充电设施规划，优先在高速公路服务区（停车区）、干线公路加油加气站、轨道交通客运站、长途汽车客运站、重点旅游景区等车流量密集线路布点。高速公路充电设施布点原则：按高速公路充电站平均间距不超过50km要求，在长株潭区域内所有规划的高速公路服务区（停车区）中，具备大型充电桩建设条件的均需配建快充站。干线公路充电设施布点原则：按长株潭区域内的国道、省道二级及以上公路沿线每20km配套建设1处充电站，每个站按近期2～4个、后期4～8个直流充电桩进行布置。轨道交通、长途汽车客运站充电设施布点原则：在长株潭城际铁路沿线客运站、各地市高铁站、普通火车客运站停车场采用直流快充桩，在长株潭三市市区、各县长途汽车客运站停车场采用交直流充电桩结合方式，交、直流桩之比取4∶1。旅游景区配套充电设施布点原则：在长株潭三市市区及各县域5A、4A级旅游景区配建停车场采用交直流充电桩结合方式，交、直流桩之比取4∶1，按照“先市区、后郊县，先5A、后4A”的方案安排旅游景区充电设施建设计划。4.3干公路和轨道交通点2020年长株潭城市群互联互通规划新建高速公路公共快充站58座、充电桩254个；干线公路公共充电桩726个；轨道交通客运站公共充电桩276个；长途汽车客运站公共充电桩595个；大型旅游景区公共充电桩510个，具体如图3所示。5地方政府推动下的代际加为保障充电设施规划有效落地，建议坚持“政府引导，市场主导”方针，全方位促进充电设施成熟商业模式形成，以提供行业发展的持续动力。具体保障措施如下。(1）组织结构保障。地方政府承担统筹推进充电基础设施发展的主体责任，将充电基础设施建设管理作为政府专项工作，建立各部门紧密配合的协同推进机制。(2）政策措施保障。出台充电服务分类指导价格、财政补贴实施细则等，为企业提供稳定的政策预期，以激活市场主体。加大用地、用