華北電力大學(xué)新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員肖湘寧、溫劍鋒等，在2014年第8期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文指出，由于在緩解能源危機(jī)與環(huán)境污染等問題方面的重要作用，電動(dòng)汽車在世界上許多國(guó)家得到大力發(fā)展。與其緊密關(guān)聯(lián)的充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)是影響電動(dòng)汽車推廣成效及發(fā)展規(guī)模的重要因素。本文首先分析了充電設(shè)施建設(shè)過程中世界各國(guó)存在的共同問題，以及我國(guó)的特殊問題；之后，對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)模預(yù)測(cè)、充電模式選擇與充電設(shè)施配置、電網(wǎng)與充電設(shè)施的相互作用與影響等幾個(gè)充電設(shè)施規(guī)劃時(shí)需優(yōu)先解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析研究；最后，結(jié)合我國(guó)具體情況，針對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和規(guī)劃布局中的核心問題提出若干指導(dǎo)性原則與建議。

　　1引言

　　完善的充電網(wǎng)絡(luò)是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)推廣的前提和基石，尤其在電池技術(shù)沒有得到突破的條件下，如何開展充電基礎(chǔ)設(shè)施的配套建設(shè)顯得更為重要。因此，世界各國(guó)均把充電設(shè)施的規(guī)劃布局作為推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展的主要內(nèi)容，為此出臺(tái)一系列激勵(lì)措施并投入大量資金支持充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)[5,6]，但由于目前還都處于探索實(shí)踐階段，在這方面仍存在以下共同問題：

　　（1）充電網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)滯后。相對(duì)于燃油汽車加油站，充電站充電時(shí)間較長(zhǎng)，且現(xiàn)階段充電便利性較低。

　　（2）電動(dòng)汽車的充電需求具有多樣性，給充電設(shè)施的規(guī)劃增加了難度。

　　（3）世界各國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，阻礙了電動(dòng)汽車的全球化發(fā)展。

　　（4）充/換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資效益不明顯，導(dǎo)致推廣建設(shè)的積極性降低，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越滯后電動(dòng)汽車越難以推廣，形成了不良循環(huán)。

　　（5）運(yùn)營(yíng)模式不明確。充、換電各有優(yōu)缺點(diǎn)，兩者的發(fā)展還未找到平衡點(diǎn)。

　　（6）可再生能源利用和微電網(wǎng)發(fā)展如何與電動(dòng)汽車充電需求相結(jié)合。分布式新電源、微電網(wǎng)與電動(dòng)汽車及其充電基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合具有諸多優(yōu)勢(shì)，可使電動(dòng)汽車逐漸走向零污染排放。在電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中，如何積極地就地利用和配置新能源充電，科學(xué)有序地調(diào)度電動(dòng)汽車充放電，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。

　　除了上述共性問題之外，電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施在我國(guó)的建設(shè)發(fā)展中還面臨許多特殊的問題：

　　（1）未發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)資源配置的決定性作用。我國(guó)充電設(shè)施市場(chǎng)一度處于不開放的狀態(tài)，很大程度上阻礙了資源的配置。隨著充電市場(chǎng)的逐步開放，在市場(chǎng)機(jī)制的引導(dǎo)下，充電設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)將更加高效。

　　（2）配電網(wǎng)建設(shè)相對(duì)滯后。隨著電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展，大量充電負(fù)荷接入配電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)的靈活性和可靠性提出了更高的要求，而我國(guó)配電網(wǎng)更新?lián)Q代相對(duì)滯后，若不采取一定措施，將逐漸束縛電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)。

　　（3）發(fā)達(dá)地區(qū)仍存在限電現(xiàn)象，影響滿足電動(dòng)汽車充電需求的信心。在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速期，發(fā)達(dá)地區(qū)夏季因用電高峰期供電緊張而需要拉閘限電或通知限電。這無疑會(huì)影響部分城市電動(dòng)汽車規(guī)模化發(fā)展。

　　（4）充電基礎(chǔ)設(shè)施報(bào)裝復(fù)雜，投資建設(shè)主體不明朗，投資回報(bào)低。

　　（5）居民擁有獨(dú)立停車位及充電樁困難，集中型公用充電站征地困難。中國(guó)城市居民居住密集，以高層單元公寓樓為主，固定泊車位置數(shù)量很有限，而在擁擠的大城市市區(qū)建設(shè)集中型充電站，征地幾乎是不可能的。

　　（6）缺少重要車企對(duì)核心技術(shù)開發(fā)及充電設(shè)施推廣提供支持。

　　上述問題的解決，一方面有賴政府及相關(guān)企業(yè)積極參與配合，在扶持政策、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面采取相應(yīng)措施，為電動(dòng)汽車及充電設(shè)施的發(fā)展提供支持；另一方面，則需要根據(jù)電動(dòng)汽車本身的特點(diǎn)，緊密結(jié)合電動(dòng)汽車電池特性、居民生活用車特點(diǎn)與規(guī)律、電網(wǎng)狀況等，研究充電基礎(chǔ)設(shè)施的合理規(guī)劃布局，使充電網(wǎng)絡(luò)足夠完善高效，可以充分滿足相應(yīng)發(fā)展階段下電動(dòng)汽車的充電需求。

　　充電設(shè)施的規(guī)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，需要考慮多方面因素。本文對(duì)關(guān)系到規(guī)劃成效的多個(gè)基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性問題進(jìn)行深入的分析與研究：包括電動(dòng)汽車數(shù)量與規(guī)模預(yù)測(cè)、充電模式的選擇與充電設(shè)施的配置、基礎(chǔ)設(shè)施和電網(wǎng)間的相互作用與影響等；在此基礎(chǔ)上，針對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和規(guī)劃布局中的核心問題提出若干指導(dǎo)性意見和建議。

　　2 電動(dòng)汽車數(shù)量與規(guī)模

　　充電基礎(chǔ)設(shè)施為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力補(bǔ)給，其建設(shè)數(shù)量應(yīng)與電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)模相匹配，他們之間既相互制約又相互推動(dòng)。因此，預(yù)估相應(yīng)規(guī)劃年下的電動(dòng)汽車保有量是進(jìn)行充電設(shè)施規(guī)劃布局的基礎(chǔ)。

　　電動(dòng)汽車的發(fā)展規(guī)模受多方面因素的影響，包括動(dòng)力電池的技術(shù)、汽車技術(shù)及充電設(shè)施的完善程度等技術(shù)性因素以及汽車成本、政府政策補(bǔ)貼及消費(fèi)者接受心理等非技術(shù)性因素。

　　從電動(dòng)汽車數(shù)量發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出，現(xiàn)階段各國(guó)電動(dòng)汽車保有量及滲透率均較小，但在未來幾年將呈現(xiàn)快速化增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而電動(dòng)汽車保有量的快速增長(zhǎng)，需要有完善和高效的充電網(wǎng)絡(luò)的支持，合理規(guī)劃建設(shè)充電設(shè)施以適應(yīng)電動(dòng)汽車數(shù)量規(guī)模的快速增長(zhǎng)是國(guó)際上急需解決的重要問題。

　　3 充電模式的選擇與充電設(shè)施的配置（略）

　　由于電動(dòng)汽車充電需求具有多樣性，對(duì)應(yīng)不同的充電需求，需匹配不同的充電模式，配套建設(shè)不同類型的充電設(shè)施。

　　4 充電基礎(chǔ)設(shè)施與電網(wǎng)間的相互作用與影響（略）

　　隨著未來電動(dòng)汽車的普及，大規(guī)模電動(dòng)汽車通過充電設(shè)施接入電網(wǎng)進(jìn)行充電，勢(shì)必對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。充電基礎(chǔ)設(shè)施作為電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的連接點(diǎn)，其規(guī)劃建設(shè)應(yīng)與電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)、相互配合。

　　5 對(duì)充電設(shè)施規(guī)劃布局的若干建議

　　基于以上對(duì)充電設(shè)施規(guī)劃中的若干關(guān)鍵問題的分析研究，本文針對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和規(guī)劃布局提出以下若干原則和建議。

　　5.1 規(guī)劃布局的指導(dǎo)性原則

　　（1）電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)應(yīng)遵循科學(xué)有序發(fā)展。充電設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)建立在科學(xué)分析和優(yōu)良資源配置的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，綜合考慮電動(dòng)汽車的運(yùn)行規(guī)律、城市用地規(guī)劃、電網(wǎng)的承載能力和電動(dòng)汽車及其充電技術(shù)的成熟度，采用科學(xué)的方法和手段，制定合理、經(jīng)濟(jì)、適用的電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方案。同時(shí)，充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃既要充分考慮導(dǎo)入期的不定因素，又要適應(yīng)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行充電設(shè)施規(guī)劃時(shí)，要分階段加以修正，充電設(shè)施的數(shù)量與規(guī)模不能過于超前，以免造成資源的閑置和浪費(fèi)，應(yīng)充分考慮電動(dòng)汽車的推廣與充電設(shè)施建設(shè)的相互影響作用。電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)要總結(jié)示范城市的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，要做到科學(xué)有序發(fā)展。

　　（2）充電基礎(chǔ)設(shè)施的分布應(yīng)與電動(dòng)汽車泊車的時(shí)空分布盡可能保持一致。電動(dòng)汽車一般須在停泊的時(shí)間和地點(diǎn)完成能量補(bǔ)給，充電行為發(fā)生的時(shí)空分布規(guī)律與電動(dòng)汽車的泊車規(guī)律相互關(guān)聯(lián)。城市中不同功能區(qū)域的交通規(guī)律和泊車特點(diǎn)各不相同，為保證充電的便利性和充電設(shè)施的使用率，充電基礎(chǔ)設(shè)施的分布應(yīng)與該地區(qū)電動(dòng)汽車泊車的時(shí)空分布規(guī)律盡可能保持一致。

　　（3）充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)兼顧用戶便利性、建設(shè)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)合理性要求。充電基礎(chǔ)設(shè)施的選址應(yīng)滿足該地區(qū)的任意地點(diǎn)都處在某一充電站或充電樁的服務(wù)半徑內(nèi)，以保證用戶充電的便利性；充電基礎(chǔ)設(shè)施及車樁比依據(jù)規(guī)劃合理布局，應(yīng)兼顧建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性；充電模式的選擇應(yīng)綜合考慮用戶的便利性和動(dòng)力電池的安全使用與耐受能力。

　　（4）充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃應(yīng)與該區(qū)域總體規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃相互協(xié)調(diào)。城區(qū)總體規(guī)劃是城市發(fā)展的總原則，充電基礎(chǔ)設(shè)施是未來城市整體規(guī)劃的組成部分。充電基礎(chǔ)設(shè)施的選址和布局直接關(guān)系到充電車流的狀態(tài)，影響到整個(gè)地區(qū)交通系統(tǒng)的總體經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)與路網(wǎng)規(guī)劃相統(tǒng)一，在中小城市和大型城市周邊地區(qū)開展電動(dòng)出租車試點(diǎn)，盡量避免以充電為目的車流對(duì)城市交通產(chǎn)生影響，保障城市交通的暢通。

　　（5）充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)與該地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展相協(xié)調(diào)。充電基礎(chǔ)設(shè)施容量增長(zhǎng)應(yīng)與地區(qū)負(fù)荷和電網(wǎng)總?cè)萘肯鄥f(xié)調(diào)，以保證電網(wǎng)為電動(dòng)汽車提供充足的電力供應(yīng)；充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局應(yīng)與配電網(wǎng)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)電壓越限、配電線路或配電設(shè)備過載等問題；充電基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)滿足接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求，并適當(dāng)配置補(bǔ)償和治理裝置，避免對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量造成不良影響。

　　（6）逐步實(shí)現(xiàn)有序充電和采用綠色可再生能源供電。利用分時(shí)電價(jià)等市場(chǎng)機(jī)制，引導(dǎo)部分電動(dòng)汽車在電力低谷時(shí)段慢速充電。充分利用智能配電網(wǎng)及其信息系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)充電站分時(shí)段有序充電和智能充電。在充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，應(yīng)充分考慮就地的風(fēng)電、光伏等分布式新能源的集成利用條件，最大限度地發(fā)揮新能源的作用來替代傳統(tǒng)的化石能源，促進(jìn)電動(dòng)汽車的能源結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的化石能源向無污染的可再生能源和新能源轉(zhuǎn)變，真正實(shí)現(xiàn)全社會(huì)零排放、清潔無污染的綠色交通。

　　（7）充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)符合環(huán)境與安全的相關(guān)規(guī)定。充電設(shè)施的規(guī)劃符合環(huán)境保護(hù)和防火安全的要求，充電設(shè)施不應(yīng)靠近有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)等潛在危險(xiǎn)的地方，也要避開地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所，并充分利用就近的供電，交通、消防、給排水及防洪等公用設(shè)施。

　　5.2 充電模式選擇與充電設(shè)施配置的相關(guān)建議

　　根據(jù)前文對(duì)各車輛運(yùn)行規(guī)律及充電模式的匹配分析，對(duì)不同類型車輛充電模式及設(shè)施的選擇建議見表4。其中，私家車分散充電設(shè)施在各功能區(qū)配置比例應(yīng)有所區(qū)別，本文結(jié)合美國(guó)NHTS 中相關(guān)數(shù)據(jù)以及文獻(xiàn)[36]中充電初始SOC 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，根據(jù)前述充電設(shè)施配比度計(jì)算方法對(duì)分散慢充樁與電動(dòng)汽車的配比度（見表3）以及快慢速分散充電設(shè)施配比度進(jìn)行分析，給出表5 所示的推薦值。

　　隨著動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程增加，各類型車輛的充電模式將逐步過渡到慢充模式，分散充電設(shè)施中慢充樁與電動(dòng)汽車的配比度、快充設(shè)施與慢充設(shè)施的配比度均將逐漸減小。

　　6 結(jié)論

　　充電基礎(chǔ)設(shè)施是電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，其規(guī)劃布局是關(guān)乎未來電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)的重要而復(fù)雜的問題。隨著國(guó)家新一輪電動(dòng)汽車推廣工作的開展，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將迎來新的高潮。

　　從目前動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展水平、整車及電池標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展程度以及電網(wǎng)影響等角度考慮，電動(dòng)私家車應(yīng)以分散式慢充為主，適當(dāng)配備分散快充設(shè)施作為補(bǔ)充，并合理確定兩類設(shè)施的配比度，以滿足用戶不同類型的充電需求，同時(shí)保證投資建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

　　對(duì)于其他類型的車輛，應(yīng)優(yōu)先選擇慢充模式，在慢充不滿足運(yùn)行要求的條件下，根據(jù)車輛的行駛及泊車的時(shí)空特點(diǎn)，在合適的地點(diǎn)建設(shè)集中型快充站或者換電站。在充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)緊密結(jié)合電網(wǎng)特點(diǎn)，充分研究充電設(shè)施與電網(wǎng)的相互影響及作用，采取相應(yīng)措施，使兩者可以友好互動(dòng)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　現(xiàn)階段仍處于電動(dòng)汽車發(fā)展初期，隨著電動(dòng)汽車的普及，其運(yùn)行規(guī)律和充電行為的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將更加準(zhǔn)確豐富，充電設(shè)施的投資運(yùn)營(yíng)模式也將趨于清晰，因此，在電動(dòng)汽車行為規(guī)律、充電設(shè)施與電網(wǎng)的互動(dòng)等方面，仍存在較大的研究空間，通過深入研究，可以更加合理的對(duì)充電設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃布局，為電動(dòng)汽車的推廣普及提供強(qiáng)有力的支持。