CN108599150A - 用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，包括预测待分析区域的电动汽车发展数量；确定电动汽车充电设施的配置原则；预测充电设施需求；确定充电设施配置原则；确定各个充电设施建设规模；充电设施负荷计算；计算充电设施的接入电压等级；计算充电设施配电网的工程量；对充电设施配电网的造价进行分析；对充电设施配电网的总投资进行估算；对配电网的投资效益进行分析计算。本发明根据对未来发展的准确预测，科学合理的计算配电网投资的收益，因此能够实现对大规模电动汽车接入的区域配套配电网的投资效益分析。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析 方法。
背景技术
随着世界经济技术的发展和人们生活水平的提高，化石燃料的使用也达到 了空前的规模。而传统的化石燃料的大量使用，使得全球的温室效应加重，环 境污染问题也意义突出。
温室气体的过度排放，导致全球气候变暖趋势加剧。电动汽车作为新一代 的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车 不可比拟的优势。大力推进充电基础设施建设，有利于解决电动汽车充电难题， 是发展新能源汽车产业的重要保障。我国已经要求各地要将充电基础设施配套 电网建设与改造项目纳入配电网专项规划，电网企业要加强充电基础设施配套 电网建设与改造，确保电力供应满足充换电设施运营需求。
针对大规模电动车接入区域的配电网建设，是一个长期的、复杂的过程， 而其中的投资效益分析则是配电网建设的重中之重，其分析结果直接影响配电 网的建设规模、投资等重要参数。但是，目前尚无针对电动车接入区域的配电 网的投资效益分析研究，从而使得大规模电动车接入区域的配电网建设十分缓 慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分析准确可靠、科学合理的用于大规模电动汽 车接入区域的配电网投资效益分析方法。
本发明提供的这种用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方 法，包括如下步骤：
S1.对待分析区域的电动汽车发展数量进行预测；
S2.根据步骤S1得到的预测数量，对电动汽车充电设施的配置原则进行确 定；
S3.根据步骤S1得到的电动汽车数量和步骤S2确定的充电设施配置原则， 对充电设施的需求进行预测；
S4.根据步骤S3的预测结果，确定各个充电设施的建设规模；
S5.根据步骤S4得到的充电设施建设规模，对充电设施进行负荷计算；
S6.根据步骤S5得到的充电设施负荷计算结果，对充电设施的接入电压等 级进行计算；
S7.根据步骤步骤S6得到的充电设施接入电压等级，计算充电设施配电网 的工程量；
S8.对充电设施配电网的造价进行分析；
S9.对充电设施配电网的总投资进行估算；
S10.对配电网的投资效益进行分析计算，得到配电网投资效益分析结果。
步骤S1所述的电动汽车包括电动客车、电动出租车、环卫物流电动专用车、 公务电动乘用车和私人电动乘用车。
步骤S2所述的电动汽车充电设施配置原则包括客车充电站配置原则、出租 车充电站配置原则、环卫物流电动车充电站配置原则、城市公共充电站配置原 则、城际快充站配置原则、分散式用户充电桩配置原则和分散式公共充电桩配 置原则。
步骤S4所述的确定充电设施的建设规模，具体为按照市场标准得到各类型 充电设施的典型建设规模。
步骤S5所述的对充电设施进行负荷计算，具体为将各类型充电设施的典型 建设规模乘以每个直流充电桩、交流充电桩的容量得到各类充电设施的典型容 量，再将各类充电设施的典型容量乘以站内充换电设备的同时系数得到各类充 电设施的计算负荷。
步骤S8所述的对充电设施配电网的造价进行分析，具体为按照如下算式计 算各个充电设施对应的配电网造价投资：
C客车充电站＝L客车充电站-10kV架空×C10kV架空+L客车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C出租车充电站＝L出租车充电站-10kV架空×C10kV架空+L出租车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C环卫物流充电站＝L环卫物流充电站-10kV架空×C10kV架空+L环卫物流充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城市公共充电站＝L城市公共充电站-10kV架空×C10kV架空+L城市公共充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城际快充站＝L城际快充站-10kV架空×C10kV架空+L城际快充站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C分散式用户充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式用户充电桩-低压线路×C低压线路)/20
C分散式公共充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式公共充电桩-低压线路×C低压线路)/20
式中，C客车充电站为每座客车充电站对应的配电网投资；C出租车充电站为每座出租车充 电站对应的配电网投资；C环卫物流充电站为每座环卫物流充电站对应的配电网投资； C城市公共充电站为每座城市公共充电站对应的配电网投资；C城际快充站为每座城际快充站 对应的配电网投资；C分散式用户充电桩为每个分散式用户充电桩对应的配电网投资；C 分散式公共充电桩为每个分散式公共充电桩对应的配电网投资；L客车充电站-10kV架空为每座客 车充电站对应的10kV架空线路长度；L出租车充电站-10kV架空为每座出租车充电站对应 的10kV架空线路长度；L环卫物流充电站-10kV架空为每座环卫物流充电站对应的10kV架 空线路长度；L城市公共充电站-10kV架空为每座城市公共充电站对应的10kV架空线路长度； L城际快充站-10kV架空为每座城际快充站对应的10kV架空线路长度；L分散式用户充电桩-低压线路 为每20个分散式用户充电桩对应的低压线路长度；L分散式公共充电桩-低压线路为每20个 分散式公共充电桩对应的低压线路长度；C10kV架空为单位长度10kV架空线路造 价；C10kV电缆为单位长度10kV电缆造价；C环网柜为每座环网柜造价；C10kV配变为每 台10kV配变造价；C低压线路为单位长度低压线路造价。
步骤S9所述的对充电设施配电网的总投资进行估算，具体为采用如下步骤 进行估算：
(1)采用如下算式对各类典型充电设施对应的配电网投资进行估算：
P客车充电站＝N客车充电站×C客车充电站
P出租车充电站＝N出租车充电站×C出租车充电站
P环卫物流充电站＝N环卫物流充电站×C环卫物流充电站
P城市公共充电站＝N城市公共充电站×C城市公共充电站
P城际快充站＝N城际快充站×C城际快充站
P分散式用户充电桩＝N分散式用户充电桩×C分散式用户充电桩
P分散式公共充电桩＝N分散式公共充电桩×C分散式公共充电桩
式中，N客车充电站为客车充电站的需求座数；N出租车充电站为出租车充电站的需求座数；N环卫物流充电站为环卫物流充电站的需求座数；N城市公共充电站为城市公共充电站的需求座 数；N城际快充站为城际快充站的需求座数；N用户专用充电桩为用户专用充电桩的需求个数； N分散公共充电桩为分散公共充电桩的需求个数；P客车充电站为客车充电站对应的配电网投 资；P出租车充电站为出租车充电站对应的配电网投资；P环卫物流充电站为环卫物流充电站 对应的配电网投资；P城市公共充电站为城市公共充电站对应的配电网投资；P城际快充站 为城际快充站对应的配电网投资；P分散式用户充电桩为分散式用户充电桩对应的配电网 投资；P分散式公共充电桩为分散式公共充电桩对应的配电网投资；
(2)采用如下算式对配电网的总投资进行估算：
步骤S10所述的对配电网的投资效益进行分析计算，具体为采用如下步骤 进行计算：
A.按照如下算式计算各类型车辆的年充电量：
D客车＝N客车×D每辆客车
D出租车＝N出租车×D每辆出租车
D专用车＝N专用车×D每辆专用车
D乘用车＝N乘用车×D每辆乘用车
式中N客车为客车的辆数；N出租车为出租车的辆数；N环卫物流为环卫、物流车的辆数； N乘用车为乘用车的辆数；D客车为客车的年充电量；D出租车为出租车的年充电量；D 专用车为环卫、物流等专用车的年充电量；D乘用车为乘用车的年充电量；D每辆客车为 每辆客车的年均充电量；D每辆出租车为每辆出租车的年均充电量；D每辆专用车为每辆 环卫、物流等专用车的年均充电量；D每辆乘用车为每辆乘用车的年均充电量；
B.按照如下算式电动车辆的总充电量：
D电动汽车＝D客车+D出租车+D专用车+D乘用车
式中D电动汽车为电动汽车的年充电量；
C.按照如下算式计算配电网的效益：
P＝D电动汽车×M
式中P为电量收益；M为每千瓦时充电量的收益。
本发明提供的这种用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方 法，根据对未来发展的准确预测，科学合理的计算配电网投资的收益，因此能 够实现对大规模电动汽车接入的区域配套配电网的投资效益分析。
附图说明
图1为本发明方法的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种用于大规模电 动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，包括如下步骤：
S1.对待分析区域的电动汽车发展数量进行预测；电动汽车包括电动客车、 电动出租车、环卫物流电动专用车、公务电动乘用车和私人电动乘用车
S2.根据步骤S1得到的预测数量，对电动汽车充电设施的配置原则进行确 定；电动汽车充电设施配置原则包括客车充电站配置原则、出租车充电站配置 原则、环卫物流电动车充电站配置原则、城市公共充电站配置原则、城际快充 站配置原则、分散式用户充电桩配置原则和分散式公共充电桩配置原则
S3.根据步骤S1得到的电动汽车数量和步骤S2确定的充电设施配置原则， 对充电设施的需求进行预测；
S4.根据步骤S3的预测结果，按照市场标准得到各类型充电设施的典型建 设规模；
S5.根据步骤S4得到的充电设施建设规模，对充电设施进行负荷计算；具 体为将各类型充电设施的典型建设规模乘以每个直流充电桩、交流充电桩的容 量得到各类充电设施的典型容量，再将各类充电设施的典型容量乘以站内充换 电设备的同时系数得到各类充电设施的计算负荷；
S6.根据步骤S5得到的充电设施负荷计算结果，对充电设施的接入电压等 级进行计算；
S7.根据步骤S6得到的充电设施接入电压等级，计算充电设施配电网的工 程量；
S8.对充电设施配电网的造价进行分析；具体为按照如下算式计算各个充电 设施对应的配电网造价投资：
C客车充电站＝L客车充电站-10kV架空×C10kV架空+L客车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C出租车充电站＝L出租车充电站-10kV架空×C10kV架空+L出租车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C环卫物流充电站＝L环卫物流充电站-10kV架空×C10kV架空+L环卫物流充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城市公共充电站＝L城市公共充电站-10kV架空×C10kV架空+L城市公共充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城际快充站＝L城际快充站-10kV架空×C10kV架空+L城际快充站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C分散式用户充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式用户充电桩-低压线路×C低压线路)/20
C分散式公共充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式公共充电桩-低压线路×C低压线路)/20
式中，C客车充电站为每座客车充电站对应的配电网投资；C出租车充电站为每座出租 车充电站对应的配电网投资；C环卫物流充电站为每座环卫物流充电站对应的配电网投 资；C城市公共充电站为每座城市公共充电站对应的配电网投资；C城际快充站为每座城际快 充站对应的配电网投资；C分散式用户充电桩为每个分散式用户充电桩对应的配电网投 资；C分散式公共充电桩为每个分散式公共充电桩对应的配电网投资；L客车充电站-10kV架空为 每座客车充电站对应的10kV架空线路长度；L出租车充电站-10kV架空为每座出租车充电 站对应的10kV架空线路长度；L环卫物流充电站-10kV架空为每座环卫物流充电站对应的 10kV架空线路长度；L城市公共充电站-10kV架空为每座城市公共充电站对应的10kV架空 线路长度；L城际快充站-10kV架空为每座城际快充站对应的10kV架空线路长度；L分散式用户充电桩-低压线路为每20个分散式用户充电桩对应的低压线路长度；L分散式公共充电桩-低压线路 为每20个分散式公共充电桩对应的低压线路长度；C10kV架空为单位长度10kV架 空线路造价；C10kV电缆为单位长度10kV电缆造价；C环网柜为每座环网柜造价；C10kV配变为每台10kV配变造价；C低压线路为单位长度低压线路造价；
S9.对充电设施配电网的总投资进行估算；具体为采用如下步骤进行估算：
(1)采用如下算式对各类典型充电设施对应的配电网投资进行估算：
P客车充电站＝N客车充电站×C客车充电站
P出租车充电站＝N出租车充电站×C出租车充电站
P环卫物流充电站＝N环卫物流充电站×C环卫物流充电站
P城市公共充电站＝N城市公共充电站×C城市公共充电站
P城际快充站＝N城际快充站×C城际快充站
P分散式用户充电桩＝N分散式用户充电桩×C分散式用户充电桩
P分散式公共充电桩＝N分散式公共充电桩×C分散式公共充电桩
式中，N客车充电站为客车充电站的需求座数；N出租车充电站为出租车充电站的需求座数；N环卫物流充电站为环卫物流充电站的需求座数；N城市公共充电站为城市公共充电站的需求座 数；N城际快充站为城际快充站的需求座数；N用户专用充电桩为用户专用充电桩的需求个数； N分散公共充电桩为分散公共充电桩的需求个数；P客车充电站为客车充电站对应的配电网投 资；P出租车充电站为出租车充电站对应的配电网投资；P环卫物流充电站为环卫物流充电站 对应的配电网投资；P城市公共充电站为城市公共充电站对应的配电网投资；P城际快充站 为城际快充站对应的配电网投资；P分散式用户充电桩为分散式用户充电桩对应的配电网 投资；P分散式公共充电桩为分散式公共充电桩对应的配电网投资；
(2)采用如下算式对配电网的总投资进行估算：
S10.对配电网的投资效益进行分析计算，得到配电网投资效益分析结果； 具体为采用如下步骤进行计算：
A.按照如下算式计算各类型车辆的年充电量：
D客车＝N客车×D每辆客车
D出租车＝N出租车×D每辆出租车
D专用车＝N专用车×D每辆专用车
D乘用车＝N乘用车×D每辆乘用车
式中N客车为客车的辆数；N出租车为出租车的辆数；N环卫物流为环卫、物流车的辆数； N乘用车为乘用车的辆数；D客车为客车的年充电量；D出租车为出租车的年充电量；D 专用车为环卫、物流等专用车的年充电量；D乘用车为乘用车的年充电量；D每辆客车为 每辆客车的年均充电量；D每辆出租车为每辆出租车的年均充电量；D每辆专用车为每辆 环卫、物流等专用车的年均充电量；D每辆乘用车为每辆乘用车的年均充电量；
B.按照如下算式电动车辆的总充电量：
D电动汽车＝D客车+D出租车+D专用车+D乘用车
式中D电动汽车为电动汽车的年充电量；
C.按照如下算式计算配电网的效益：
P＝D电动汽车×M
式中P为电量收益；M为每千瓦时充电量的收益。
以下，以H省为例，对本发明的方法进行进一步说明：
表1H省2008年～2014年民用汽车保有量示意表(单位：万辆)
| 年份 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 |
| 民用车 | 134.04 | 167.59 | 211.06 | 258.22 | 308.14 | 366.74 | 434.48 |
| 私人车 | 93.63 | 128.17 | 169.24 | 212.89 | 261.59 | 318.49 | 384.71 |
通过对上述数据进行拟合分析，选取回归曲线模型为二次多项式时，相关 系数R2＝0.9998，接近于1，拟合度好。由回归曲线预测，预计到2020年，H 省民用汽车保有量将达到948万辆，约950万辆。
根据预测，2020年，全国汽车保有量将超过2亿辆，电动汽车保有量达到 500万辆，渗透率约为2％～2.5％。根据前面的预测结果，到2020年H省民用汽 车保有量约950万辆，全省电动汽车渗透率取2.3％，预计2016-2020年H省新 增电动汽车将达到22万辆，其中电动客车约2万辆，电动出租车约1.32万辆， 电动环卫、物流等专用车约8800辆，电动公务与私人乘用车约17.8万辆，其具 体预测数值如下表2所示：
表2 2016～2020年H省新增电动汽车分类预算示意表(单位：辆)
客车充换电站配置原则：电动公交客车运行路线和行驶里程相对固定，大 中城市公交客车日均行驶里程200-250公里，停靠地点为始、末站停车场，主要 通过公交客车充换电站进行电能补充，1座公交客车充换电站可满足2-3条公交 线路，50-150辆电动公交客车的充换电需求。
城际客运、农村客运、通勤、旅游景区客运等定点定线运行的电动非公交 客车，应根据线路需求，优先在停车场站配建充电设施，沿途合理建设独立占 地的充换电站，1座非公交客车充换电站可满足20-80辆电动非公交客车的充换 电需求。
出租车充换电站配置原则：电动出租车行驶时间一般远大于停泊时间，日 均行驶里程受城市规模、运营时间和服务半径影响较大，其中大中城市出租车 日均行驶里程350-500公里，可通过出租车充换电站结合公共充电设施进行电能 补充，1座出租车充换电站可满足100-200辆电动出租车的充换电需求。
环卫、物流等专用车充电站配置原则：电动环卫、物流等专用车辆的泊车 规律较为固定，除执行任务外均停泊于固定停车场所，日均行驶里程约50-150 公里，主要通过专用车充电站进行电能补充，1座专用车充电站可满足80-150 辆电动专用车的充电需求。
用户专用充电桩配置原则：电动公务与私人乘用车日均停泊时间远大于行 驶时间，日均行驶里程小于50公里，可通过用户专用充电桩结合公共充电设施 进行电能补充。根据适度超前、车桩相随的原则，用户专用充电桩与电动乘用 车按照约1:1的比例进行配置。
公共充电设施配置原则：在新能源汽车推广应用城市，公共充电桩与电动 汽车比例不低于1:8，城市核心区公共服务半径小于1公里；其他城市公共充电 桩与电动汽车比例力争达到1:15，城市核心区公共服务半径力争小于2.5公里。 公共充电站按照每2000辆电动汽车至少配套一座公共充电站的比例进行配置。 城际快充站依托高速公路服务区，按照每100-150公里的距离至少配套一座快充 站的原则进行配置。
经测算，H省还需新建客车充换电站170座，出租车充换电站65座，环卫、 物流等专用车充电站60座，城市公共充电站70座，城际快充站50座，公务车 与私家车用户专用充电桩17.8万个，分散式公共充电桩2.2万个。
按照市场标准，充电设施典型建设规模如下表3所示：
表3充电设施典型建设规模示意表
| 类型 | 典型建设规模 |
| 客车充电站 | 30个直流充电桩 |
| 出租车充电站 | 30个直流充电桩，70个交流充电桩 |
| 环卫、物流充电站 | 15个直流充电桩 |
| 城市公共充电站 | 100个直流充电桩，100个交流充电桩 |
| 城际快充站 | 4个直流充电桩 |
| 分散式直流充电桩 | - |
| 分散式交流充电桩 | - |
各类充电设施典型建设规模乘以每个直流充电桩、交流充电桩的容量可以 得到各类充电设施的典型容量。各类充电设施的典型容量再乘以站内充换电设 备的同时系数可以得到各类充电设施的计算负荷。
原则上充换电设备同时系数选取应满足如下要求：
a)对同一充电站(充换电站)内或位于同一地块内、位于同一建筑物内的 4台及以下的充换电设备，同时系数取1；
b)对同一充电站(充换电站)内或位于同一地块内、位于同一建筑物内的 4台以上的充换电设备，根据使用情况和数量确定，取值范围为0.5～0.9。分散 分布的慢速充电设备宜取低值，集中充换电设施宜取高值。
根据H省地区的实际情况，负荷考虑0.7的同时系数。
充换电设施的供电电压等级应根据充换电设施的负荷大小，经过技术经济 比较后确定，充换电设施宜采用的供电电压等级可参照下表。
表4充电设施供电电压等级参照表
| 供电电压等级 | 充点设施负荷 |
| 220V | 10kW及以下单相设备 |
| 380V | 100kW及以下 |
| 10KV | 100kW～8000kW(含) |
| 35KV | 5MW～25MW |
| 66KV | 15MW～50MW |
| 110KV | 20MW～100MW |
| 220KV | 100MW及以上 |
根据上述原则，客车充电站、出租车充电站、环卫物流充电站、城市公共 充电站、城际快充站宜采用10kV电压等级接入，分散式直流充电桩、分散式交 流充电桩宜采用0.4kV电压等级接入。
客车充电站的工程量估算：10千伏线路按4～5公里考虑，环网柜(或电缆 分支箱)按1台考虑。
出租车充电站的工程量估算：10千伏线路按4～5公里考虑，环网柜(或电 缆分支箱)按1台考虑。
环卫、物流等专用车充电站的工程量估算：10千伏线路按4～5公里考虑， 环网柜(或电缆分支箱)按1台考虑。
城市公共充电站的工程量估算：10千伏线路按4～5公里考虑，环网柜(或 电缆分支箱)按1台考虑。
城际充电站的工程量估算：10千伏线路按4～5公里考虑，环网柜(或电缆 分支箱)按1台考虑。
分散式直流充电桩的工程量估算：分散式直流充电桩拟接入电压等级为400V，按负荷容量建设10千伏配变，环网柜(或电缆分支箱)按1台考虑，充 电桩低压线路按照250米/个考虑，低压线路按4～5公里考虑。
分散式交流充电桩的工程量估算：分散式交流充电桩拟接入电压等级为 400V，按负荷容量建设10千伏配变，环网柜(或电缆分支箱)按1台考虑，充 电桩低压线路按照250米/个考虑，低压线路按4～5公里考虑。
每台配变大约可供20个充电桩使用。
低压400V线路造价按8万元/公里考虑，低压220V线路造价按5万元/公 里考虑，高压架空线路造价按20万元/公里考虑，高压电缆线路造价按100万元 /公里考虑，环网柜按25万元/台考虑。
通过计算，得到各个典型充电设施对应的配电网投资估算表：
表5典型充电设施对应的配电网投资估算表
| 类别 | 配电网费用估算(万元) |
| 客车充电站 | 245 |
| 出租车充电站 | 245 |
| 环卫、物流充电站 | 245 |
| 城市公共充电站 | 300 |
| 城际快充站 | 245 |
| 分散式直流充电桩 | 2.55 |
| 分散式交流充电桩 | 2.55 |
通过计算可得，各类典型充电设施对应的配电网投资以及配电网的总投资 估算如下：
表6各类充电基础设施建设配电网费用估算表
| 类别 | 配电网费用估算(万元) |
| 客车充电站 | 41650 |
| 出租车充电站 | 15925 |
| 环卫、物流充电站 | 14700 |
| 城市公共充电站 | 21000 |
| 城际快充站 | 12250 |
| 充电站合计 | 105525 |
| 分散式直流充电桩 | 453900 |
| 分散式交流充电桩 | 56100 |
| 充电桩合计 | 510000 |
| 总计 | 615525 |
同时可以计算得出2016-2020年H省充电设施配电网建设改造分年度投资 规模如下：
表7 2016-2020年H省充电设施配电网建设改造分年度投资规模示意表
| 年份 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 合计 |
| 投资规模 | 69525 | 83805 | 111870 | 153720 | 196605 | 615525 |
电动公交客车年均行驶里程约6万公里，平均耗电约120千瓦时/100公里； 电动非公交客车年均行驶里程约6万公里，平均耗电约80千瓦时/100公里；
电动出租车年均行驶里程约10万公里，平均耗电约18千瓦时/100公里；
电动环卫、物流等专用车辆年均行驶里程约4万公里，平均耗电约20千瓦 时/100公里。
电动公务与私人乘用车年均行驶里程约1.5万公里，平均耗电约20千瓦时 /100公里；
通过测算，随着电动汽车保有量增加，充电需求逐步攀升，到2020年，年 充电量约21.8亿千瓦时，累计充电约57.6亿千瓦时。
表8 2020年全省电动汽车充电需求分类预测表(单位：万千瓦时)
| 车辆类型 | 客车 | 出租车 | 专用车 | 乘用车 | 总计 |
| 用电需求 | 134400 | 23760 | 7040 | 53400 | 218600 |
表9 2016-2020年全省电动汽车充电基础设施充电需求表(单位：亿千瓦时)
| 年份 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 累计 |
| 年用电量 | 2.951 | 6.428 | 10.636 | 15.78 | 21.86 | 57.655 |
假设2020年以后的年充电量维持在21.8亿千瓦时，每千瓦时的电量给电网 公司带来的收益为M元/千瓦时，则2020年以后的第N年电网公司的电量收益 估算P(亿元)为：
P＝57.6*M+21.8*N*M
由表6的配电网投资估算有，2016-2020年各类典型充电设施对应的配电网 总投资估算为61.5亿元。当电量收益与配电网总投资平衡时有
61.5＝57.6*M+21.8*N*M
可以计算出，当M＝0.2时，N＝11.5。即当每千瓦时电量的收益为0.2元/千 瓦时，2020年以后还需约12年左右电量收益才能与配电网投资持平。
通过以上配电网投资和电量效益分析可以看出，如果电网公司单纯地进行 配套配电网的建设与改造，而不进行充电设施投资建设和运营时，投资较大而 收益较少，投资回收期较长。
Claims (8)
1.一种用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，包括如下步骤：
S1.对待分析区域的电动汽车发展数量进行预测；
S2.根据步骤S1得到的预测数量，对电动汽车充电设施的配置原则进行确定；
S3.根据步骤S1得到的电动汽车数量和步骤S2确定的充电设施配置原则，对充电设施的需求进行预测；
S4.根据步骤S3的预测结果，确定各个充电设施的建设规模；
S5.根据步骤S4得到的充电设施建设规模，对充电设施进行负荷计算；
S6.根据步骤S5得到的充电设施负荷计算结果，对充电设施的接入电压等级进行计算；
S7.根据步骤步骤S6得到的充电设施接入电压等级，计算充电设施配电网的工程量；
S8.对充电设施配电网的造价进行分析；
S9.对充电设施配电网的总投资进行估算；
S10.对配电网的投资效益进行分析计算，得到配电网投资效益分析结果。
2.根据权利要求1所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S1所述的电动汽车包括电动客车、电动出租车、环卫物流电动专用车、公务电动乘用车和私人电动乘用车。
3.根据权利要求2所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S2所述的电动汽车充电设施配置原则包括客车充电站配置原则、出租车充电站配置原则、环卫物流电动车充电站配置原则、城市公共充电站配置原则、城际快充站配置原则、分散式用户充电桩配置原则和分散式公共充电桩配置原则。
4.根据权利要求3所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S4所述的确定充电设施的建设规模，具体为按照市场标准得到各类型充电设施的典型建设规模。
5.根据权利要求4所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S5所述的对充电设施进行负荷计算，具体为将各类型充电设施的典型建设规模乘以每个直流充电桩、交流充电桩的容量得到各类充电设施的典型容量，再将各类充电设施的典型容量乘以站内充换电设备的同时系数得到各类充电设施的计算负荷。
6.根据权利要求5所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S8所述的对充电设施配电网的造价进行分析，具体为按照如下算式计算各个充电设施对应的配电网造价投资：
C客车充电站＝L客车充电站-10kV架空×C10kV架空+L客车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C出租车充电站＝L出租车充电站-10kV架空×C10kV架空+L出租车充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C环卫物流充电站＝L环卫物流充电站-10kV架空×C10kV架空+L环卫物流充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城市公共充电站＝L城市公共充电站-10kV架空×C10kV架空+L城市公共充电站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C城际快充站＝L城际快充站-10kV架空×C10kV架空+L城际快充站-10kV电缆×C10kV电缆+C环网柜
C分散式用户充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式用户充电桩-低压线路×C低压线路)/20
C分散式公共充电桩＝(C10kV配变+C环网柜+L分散式公共充电桩-低压线路×C低压线路)/20
式中，C客车充电站为每座客车充电站对应的配电网投资；C出租车充电站为每座出租车充电站对应的配电网投资；C环卫物流充电站为每座环卫物流充电站对应的配电网投资；C城市公共充电站为每座城市公共充电站对应的配电网投资；C城际快充站为每座城际快充站对应的配电网投资；C分散式用户充电桩为每个分散式用户充电桩对应的配电网投资；C分散式公共充电桩为每个分散式公共充电桩对应的配电网投资；L客车充电站-10kV架空为每座客车充电站对应的10kV架空线路长度；L出租车充电站-10kV架空为每座出租车充电站对应的10kV架空线路长度；L环卫物流充电站-10kV架空为每座环卫物流充电站对应的10kV架空线路长度；L城市公共充电站-10kV架空为每座城市公共充电站对应的10kV架空线路长度；L城际快充站-10kV架空为每座城际快充站对应的10kV架空线路长度；L分散式用户充电桩-低压线路为每20个分散式用户充电桩对应的低压线路长度；L分散式公共充电桩-低压线路为每20个分散式公共充电桩对应的低压线路长度；C10kV架空为单位长度10kV架空线路造价；C10kV电缆为单位长度10kV电缆造价；C环网柜为每座环网柜造价；C10kV配变为每台10kV配变造价；C低压线路为单位长度低压线路造价。
7.根据权利要求6所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S9所述的对充电设施配电网的总投资进行估算，具体为采用如下步骤进行估算：
(1)采用如下算式对各类典型充电设施对应的配电网投资进行估算：
P客车充电站＝N客车充电站×C客车充电站
P出租车充电站＝N出租车充电站×C出租车充电站
P环卫物流充电站＝N环卫物流充电站×C环卫物流充电站
P城市公共充电站＝N城市公共充电站×C城市公共充电站
P城际快充站＝N城际快充站×C城际快充站
P分散式用户充电桩＝N分散式用户充电桩×C分散式用户充电桩
P分散式公共充电桩＝N分散式公共充电桩×C分散式公共充电桩
式中，N客车充电站为客车充电站的需求座数；N出租车充电站为出租车充电站的需求座数；N环卫物流充电站为环卫物流充电站的需求座数；N城市公共充电站为城市公共充电站的需求座数；N城际快充站为城际快充站的需求座数；N用户专用充电桩为用户专用充电桩的需求个数；N分散公共充电桩为分散公共充电桩的需求个数；P客车充电站为客车充电站对应的配电网投资；P出租车充电站为出租车充电站对应的配电网投资；P环卫物流充电站为环卫物流充电站对应的配电网投资；P城市公共充电站为城市公共充电站对应的配电网投资；P城际快充站为城际快充站对应的配电网投资；P分散式用户充电桩为分散式用户充电桩对应的配电网投资；P分散式公共充电桩为分散式公共充电桩对应的配电网投资；
(2)采用如下算式对配电网的总投资进行估算：
8.根据权利要求7所述的用于大规模电动汽车接入区域的配电网投资效益分析方法，其特征在于步骤S10所述的对配电网的投资效益进行分析计算，具体为采用如下步骤进行计算：
A.按照如下算式计算各类型车辆的年充电量：
D客车＝N客车×D每辆客车
D出租车＝N出租车×D每辆出租车
D专用车＝N专用车×D每辆专用车
D乘用车＝N乘用车×D每辆乘用车
式中N客车为客车的辆数；N出租车为出租车的辆数；N环卫物流为环卫、物流车的辆数；N乘用车为乘用车的辆数；D客车为客车的年充电量；D出租车为出租车的年充电量；D专用车为环卫、物流等专用车的年充电量；D乘用车为乘用车的年充电量；D每辆客车为每辆客车的年均充电量；D每辆出租车为每辆出租车的年均充电量；D每辆专用车为每辆环卫、物流等专用车的年均充电量；D每辆乘用车为每辆乘用车的年均充电量；
B.按照如下算式电动车辆的总充电量：
D电动汽车＝D客车+D出租车+D专用车+D乘用车
式中D电动汽车为电动汽车的年充电量；
C.按照如下算式计算配电网的效益：
P＝D电动汽车×M
式中P为电量收益；M为每千瓦时充电量的收益。
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