【充电桩基础设施的运营探究文献综述4400字】

充电桩基础设施的运营研究国内外文献综述在上一章中，介绍了充电基础设施类型——充电桩和充电站和本文研究涉及到的理论基础——博弈论、纳什均衡等相关理论，对充电基础设施的相关概念进行了简单的了解。为了对充电基础设施行业做进一步的了解，本章对国内外的充电基础设施的发展状况和分布状况都进行了研究。我国充电基础设施发展较快，在国际上，我国的充电基础设施数量所占的比例达到了60%。而对于充电基础设施的分布，我国和其他国家相似，充电基础设施都主要集中分布在经济比较发达的地区和城市的中心区域。还介绍了国内外对充电基础设施的相关研究，主要涉及规划、定价、需求和商业模式等领域的研究。1国内发展状况根据充电联盟的数据显示，截止2020年12月，全国充电基础设施中的充电桩累计数量为141.8万台，其中公共充电桩数量达80万台。因此目前我国电动汽车与充电桩的比值大约为3：1。对于充电基础设的分布状况，在我国充电基础设施主要集中分布在东部沿海经济比较发达的地区，主要是京津冀、长江三角洲和珠江三角洲这些经济发展得比较好的区域。同时由于政府补贴不但可以刺激需求，还可以为企业带来利润[11]，因此企业在正常情况下都是会积极合作的，因此随着新基建的风起，不仅仅是东部沿海经济发达地区，其他多地方政府通过对充电基础设施的建设或运营发放差异化资金补贴的形式，以推动充电基础设施的发展，并由此使充电基础设施的建设产生经济效益。图3-1根据充电联盟2021年2月份我国大陆各省市充电桩数量的数据自制的分布热力图图3-2根据充电联盟2021年2月份我国大陆各省市充电站数量的数据自制的分布热力图而对于我国的充电基础设施的运营平台，根据充电联盟的数据显示，到2021年1月，我国拥有超过十万台充电基础设施的运营平台总共有三个平台，分别是特来电、星星充电和国家电网。而这三个平台是我国目前最主要的充电基础设施运营平台，其中特来电和星星充电属于充电基础设施专业的运营平台，这两家企业都属于自主建设与自主运营充电基础设施的企业。而国家电网则为一家供电企业，在国家政策的布局下，也作为国家资本入局充电基础设施行业进行布局，推动充电基础发展的同时也助力对电动汽车的发展。国家电网在建设充电基础设施后把运营业务委托给第三方平台运营。而汽车厂商主导的运营平台目前市场占有率较小，但也在不断加大对充电基础设施的建设投资，并也处于快速发展阶段，如上汽安悦的充电基础设施就是上汽集团投资成立的，其目的是为了推动其在电动汽车上的布局，并且在目前上汽安悦建设的充电桩也达到了将近两万台。2国外发展状况在国际上，根据刘磊等的研究可以发现，电动汽车发展在各个国家间并不均匀，主要分布在美国、欧洲、和日本[12]。根据《全球电动汽车展望2020》数据显示，到2019年，全球电动汽车保有量达到720万辆，其中中国所占的比例为47%，而全球公共充电桩的数量达到86.2万台，中国占据的比例为60%。对于充电基础设施运营模式，国际上的主流运营模式按是否自主运营，可以分为自建自营的运营模式和委托第三方平台的运营模式；按主导方式分类可以分为政府主导、专业运营平台主导和汽车厂商主导等运营模式。其中，在美国，目前ChargePoint是美国最大的充电基础设施运营商，目前在北美、欧洲、亚洲和澳大利亚四大洲共有约11万个充电基础设施，为个人电动汽车和SUV等提供充电设施。ChargePoint属于专业的电动汽车充电公司，属于充电基础设施专业运营平台。而EVBox则是欧洲最大的充电基础设施运营商之一，其在全球七十多个国家共拥有约19万的充电端口，同时拥有全球领先的智能充电技术的运营，也属于充电基础设施专业运营平台。在日本，早在2019年，日本国内的充电基础设施数量就已超过加油站数量，而日本的最大的充电基础设施运营商之一——日本充电服务公司，则是由日本政策投资银行与四家汽车制造商共同设立的，即由政府和汽车厂商共同主导，属于PPP模式运营的充电基础设施运营商。国外的充电基础设施的分布状况和国内的类似，主要集中分布在经济比较发达的地区。且在一个城市中，充电基础设施也会有相对的集中分布，比如HardinghausM在研究中发现，在德国首都柏林的充电基础设施也是分布极其不均匀的，且主要发布在城市的中心区域[13]。3文献总结3.1国内外研究现状从充电基础设施开始出现至今，国内外都已有众多的学者对充电基础设施进行了相关的研究，包括充电基础设施的需求、规划、定价、运营模式、政府补贴和商业模式等方面，都有不少优秀的学者对这些方面进行了探究。对于充电基础设施的需求方面的研究，MarizB.Arias和SungwooBae（2016）在基于大技术的基础上，提出了电动汽车在工作日和节假日对充电基础设施的需求数据预测模型，发现电动汽车充电基础设施的充电需求对电力系统的影响的研究具有积极影响[14]。对于插电式电动车使用的快速充电站的规划问题，Mao,D（2019）等学者在考虑了电力系统和电力运输方面的问题的前提上，利用图算法提出了一种集成位置规划模型，为充电站的电网稳定供应提供了保证[15]。JiayanLiu（2021）等人利用聚类算法对德国高速公路上的服务区进行分析，并比较成本，提出了一种能够同时满足减少建设成本和收费求的规划方法[16]。Tarei,P.K.（2021）等通过建立电动汽车推广阻碍之间的关系强度，研究电动汽车推广阻碍因素对电动汽车推广的影响，发现充电基础设施的短缺对电动汽车的推广具有关键影响[17]。在全球温室效应不断恶化的背景下，化石燃料的减少使用，可以有效地减少温室气体的排放，而电动汽车的推广使用，恰好可以减少使用化石燃料，从而达到减少温室气体排放的目的。Hou,F（2020）等人的研究发现充电基础设施的改善和增加将增加电动汽车的使用量，从而提高电动汽车的减排的影响力[18]。而对于充电基础设施定价等问题，周建和华中生（2018）等人提出了一种基于平均电价的在线点的红旗车充电排程和定价机制，解决了电动汽车在进行在线充电的排程和定价问题。该机制的提出可以很好地提高充电站或者充电桩收益与车主支付的价格的稳定性。从而为充电基础设施的运营发展提供保障[19]。目前电动汽车的电池技术还有很大的改进空间，WeiWe和SankaranRamakrishnan （2021）等人提出使用远程车辆为外出远程旅行活动的电动汽车补充电能，以解决需要进行远程活动的电动车的充电问题，从而保证了电动汽车的持续使用，并成为电动汽车配套的重建基础设施之一，这也将有助于推动电动汽车的推广使用[20]。对于电动汽车的基础设施的日常充电运营的规划和管理，Tai-YuMa（2021）提出了在线充电策略，改策略能有效减少车队的充电延迟，能够使电动车的充电运行时间减少27.8%[21]。在高速公路服务区沿线的充电基础设施，由于电网的有限供给，ThiemoPesch（2020）等人经过研究发现，服务区的充电基础设施若持续满负荷使用，则普通的高速公路服务区每天最多可谓约600辆电动车提供充电服务，超出限度则需要对电网进行扩建或者在服务区进行发电[22]。XueqiHuang（2018）等人研究发现，慢充电基础设施前期投入成本低，实现经济效益周期短，在短期内就可以收回成本然后实现盈利，而快充电基础设施则相反，前期投入大，并且盈利周期长[23]。快充电基础设施能给电动汽车用户带来更好的充电服务，能够积极地推动电动汽车的推广，因此快充电基础设施的加速建设和推广是必要的，也是将来充电基础设的主要发展方向之一。对于充电基础设施运营的理论研究，刘娟娟和曹胜兰（2015）分析了政府主导、电网企业主导和汽车厂商主导的充电基础设施运营模式的利弊，并探讨了电网企业和汽车厂商联盟的运营模式[3]。曾庆彬等人（2017）以及杨汉清（2019）根据现存的充电基础设施运营模式，分析了各供电局及其子公司对于充电基础设施自主运营的模式、充电基础设施的专业运营平台运营模式以及第三方机构运营模式[24][25]。对于充电基础设施的商业模式也有一些学者进行了相关的研究。李静通过分析我国充电基础设施的商业模式存在的不足和未来的发展空间，并根据实际提出了加油站模式的商业模式，对想要进入充电基础设施市场企业具有一定的参考意义[26]。而童宇（2020）则使用博弈论的纳什均衡理论对充电基础设施第三方运营平台的商业模式进行分析，发现随着充电基础设施市场的扩大，用户会逐渐倾向于使用第三方运营平台提供的充电服务，从而导致用户需驱动充电基础设施产业链的印象逐渐加深[27]。目前由于政府对于充电基础设施进行补贴的政策发布，有关政府补贴充电基础设施方面的研究也成了一个新的热点。岳为众等人（2020）就使用博弈论重点子博弈纳什均衡理论对在政府进行投资额不提额和运营补贴两种补贴方式下，对政府、运营商和用户三方博弈的子博弈精炼纳什均衡进行了求解分析，发现政府不提额政策对推动充电基础设施的发展具有积极影响[28]。同时MengYang等人（2020）通过根据中国的充电基础设施的补贴政策分析多种不同收费方式的经济效益，发现运营阶段的补贴比建设简短的补贴更有利于电动汽车充电基础设施的建设，同时充电基础设施的利用率和服务费是影响充电基础设施运营效益的两个重要因素[29]。3.2研究评述根据查阅到的文献可以发现，国内外对充电基础设施的相关研究成果比较少，而且不管是国内还是国外大部分都是关于电网电荷和充电基础设施的规划等涉及技术方面的研究，主要少部分学者对充电基础设施运营模式方面进行了研究，但大部分也主要是理论研究，而针对充电基础设施的运营模式方面的比较分析研究也基本没有。即目前的学者对于充电基础设施的运营模式的研究基本都只是涉及到了充电基础设施运营模式的分类、定义、优缺点等方面，而对于运营模式间的比较分析等研究还没有涉及。因此，本文将通过是用博弈论的相关理论对充电基础设施的运营模式进行比较分析研究。参考文献ZhangB,LuQ,WuP.StudyonLife-CycleEnergyImpactofNewEnergyVehicleCar-SharingwithLarge-ScaleApplication[J].TheJournalofEnergyStorage,2021,36(1):102334.欧训民,张希,覃一宁,等.未来煤电驱动电动汽车的全生命周期分析[J].煤炭学报,2010,035(001):169-172.刘娟娟,曹胜兰.电动汽车充电桩运营模式研究[J].科技管理研究,2015,35(019):202-206.章乐,王晶晶.充电桩产业发展的模式探索——以城市交通企业发展充电桩产业为例[J].城市公共交通,2020(01):42-46.崔小粟.2020年中国充电桩行业市场现状及发展前景分析：未来五年将存在千亿元市场空间[J].变频器世界,2020(03):18-20.SantosG,DaviesH.IncentivesforquickpenetrationofelectricvehiclesinfiveEuropeancountries:Perceptionsfromexpertsandstakeholders[J].TransportationResearchPartAPolicy&Practice,2019.柳键,邱国斌.政府补贴背景下制造商和零售商博弈研究[J].软科学,2011(09):48-53.闫建华.A电动汽车充电设施运营商商业模式研究[D].北京交通大学2019.张晶.产业链视角下电动汽车充电基础设施商业模式对比研究[D].北京交通大学,2019.伍青桐.博弈论的原理及应用[J].现代经济信息,2016(15):440.柳键,邱国斌.政府补贴背景下制造商和零售商博弈研究[J].软科学,2011(09):48-53.刘世磊,张厚明.国外电动汽车产业发展现状及启示[J].中国国情国力,2020(10):63-66.HardinghausM,LcherM,AndersonJE.Real-worldinsightsonpubliccharg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