CN110222952B - 一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法 - Google Patents

一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，属于电动汽车技术领域。现有的电动汽车绿色发展指数计算方法，存在很大的不科学性和随意性，缺少一种科学、合理、准确的技术方案，不利于向大众直观展示电动汽车发展的水平和趋势。本发明的电动汽车绿色发展体系指数综合反映某车型和/或某区域电动汽车在某一时期内电动汽车应用的水平以及所带来的节能减排效果。本发明运用一种有效手段，对绿色发展体系指数评价指标进行科学合理选择，能够直接体现某车型和/或某区域电动汽车在某个时期绿色发展体系指数，便于向大众直观展示电动汽车发展，方案明确、合理、科学，本发明切实可行，易于实现。

Description

一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，属于电动汽车技术领域。
背景技术
现有的电动汽车绿色发展体系指数估算评价指标不明确，只能估算一个大致绿色发展指数，不能直接体现某车型和/或某区域电动汽车在某一时期的绿色发展体系指数，无法反映电动汽车应用的水平以及所带来的节能减排效果，无法满足不同用户群获知相应电动汽车绿色发展指数的需求，存在很大的不科学性和随意性，缺少一种科学、合理、准确的技术方案，不利于向大众直观展示电动汽车发展的水平和趋势。
进一步，传统的电动汽车绿色发展体系指数计算方法无法实时得到动态的绿色发展体系指数，不利于向大众直观展示某车型和/或某区域在某一时期电动汽车的绿色发展体系指数，不利于电动汽车推广。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种运用一种有效手段，对绿色发展体系指数评价指标进行科学合理选择，能够直接体现某车型和/或某区域电动汽车在某个时期绿色发展体系指数，便于向大众直观展示电动汽车发展，方案合理、科学的电动汽车绿色发展体系指数计算方法。
本发明的另一目的在于提供一种根据实时更新的充电数据，提供一种能够实时展示某车型和/或某区域电动汽车绿色发展体系指数的电动汽车绿色发展体系指数计算方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，
电动汽车绿色发展体系指数综合反映了某车型和/或某区域电动汽车在某一时期内电动汽车应用的水平以及所带来的节能减排效果；
它包括1个一级指标即绿色发展指数，3个二级指标即绿色减排指数、充电设施利用指数、电动汽车推广指数，若干个三级指标；
所述绿色发展指数的计算首先需要将电动汽车充电量经过换算得到等效燃油替代量，同时选择某车型和/或某区域电动汽车某一时期作为基准水平，并将其他时期的等效燃油替代量与该基准期对比得到；
所述三级指标包括二氧化碳减排指数、一氧化碳减排指数、氮氧化合物减排指数和颗粒物减排指数。
本发明运用一种有效手段，对绿色发展体系指数评价指标进行科学合理选择，能够直接体现某车型和/或某区域电动汽车在某个时期绿色发展体系指数，便于向大众直观展示电动汽车发展，方案明确、合理、科学，本发明切实可行，易于实现。
本发明的电动汽车绿色发展体系指数(EV Green Development Index，以下简称指数)，是将某地区报告期的电动汽车充电量、电动汽车推广数、充电设施建设量等数据通过指数计算模型计算所得到对应的等效燃油替代量、温室气体减排量、污染物减排量、充电设施利用率等指标，并经过指数化处理而得到的指数。
导入数据的选择
充电量作为电动汽车运营企业的核心运营数据，也是电动汽车行业发展的核心指标，主要体现在：
电动汽车作为整个将电能从生产到传输再到消费的完整链条，由于充电设施输出的电量＝电动汽车输入的电量＝电动汽车消耗的能量，充电量是将充电设施和电动汽车紧密联系在一起纽带。
电动汽车推广水平，最终还需要从电动汽车真正的使用频率和应用范围的提高上来体现，而与电动汽车使用直接关联的指标就是电动汽车充电量，它能直接反映电动汽车真实运行使用情况。
与政府、车企、社会运营商相比，国网公司负责归口统的充电量准确、全面、实时性高，为数据的细分处理提供了可能性。
因此，指数制定以电动汽车充电量作为输入数据。此外在计算电桩利用指数、电动汽车推广指数等二级指数时，还需要充电设施总额定功率、电动汽车推广数量等指标。
输出指标的确定
绿色发展指数的输出量选择用电动汽车充电量所等效替代的燃油量，虽然电动汽车充电量能够较为全面科学地体现电动汽车运行和使用情况，但国家推广电动汽车的重要初衷在于用可再生能源代替石化燃料，确保国家能源安全。此外，节能环保也是大众关心的焦点所在，电动汽车使用能够减少石化燃料燃烧产生的温室气体和污染物排放，改善空气质量。因此，作为电动汽车绿色发展指标的输出量应当既体现发展水平又突出“绿色”效益。因此选择用电动汽车充电等效替代的燃油量作为绿色发展指数的输出指标，选择电动汽车充电量所带来的污染物及温室气体的减排量作为电动汽车绿色减排指数的输出量。
针对政府和运营商最关心的电动汽车推广水平、充电设施投资效益等问题，电动汽车绿色发展指数体系还包含可以量化监测和分析政府和运营商关心的充电设施利用率、电动汽车推广水平等综合指标。
作为优选技术措施，
根据电动汽车每百公里耗电量以及对比同车型燃油车每百公里油耗，结合销量加权计算电动汽车燃油替代率，将电动汽车充电量代入转换得到等效燃油替代量；
所述某车型和/或某区域电动汽车等效燃油替代量Q的计算方法为：
Figure BDA0002064221510000031
n表示某车型和/或某区域电动汽车
式中：
Cn——某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的充电电量；
EFCn——同车型电动汽车油电转换率；
fn——与该电动汽车同车型燃油汽车百公里油耗；
en——同车型电动汽车百公里耗电量。
本发明对等效燃油替代量进行公式化计算，采用公式化计算，进而可转换为数字、曲线、图形的形式，能够克服背景技术中缺陷，公式化计算能够直观、简洁、清晰地反映燃油替代量，进而可以深度整合现有数据，挖掘平台潜力，直观反映电动汽车发展水平及趋势，为电动汽车发展模式由单纯数量上的简单积累转向效率上的提高奠定数据支撑。
作为优选技术措施，
计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ，其计算公式如下：
根据电网数据采样间隔ΔT刷新，全天共有
Figure BDA0002064221510000032
个采样周期
在任意一个采样周期中，计算公式如下：
某采样周期电能来源中火电占比θ：
Figure BDA0002064221510000033
式中：
L——采样周期内全社会发电功率；
L1——火电发电功率；
L′n——第n条外来输电功率；
θ′n——第n条外来输电中火电占比。
作为优选技术措施，
根据火电占比θ，计算绿色发展体系指数，并对某车型和/或某区域电动汽车在不同采样周期内的绿色发展体系指数进行实时展示；所述某一时期、某一采样周期的单位为秒或分或时或日或月或季度或年。本发明提供有效技术手段，对充电数据进行整合、归类，计算出不同电动汽车在实时绿色发展体系指数，并能够根据实时更新的充电数据，进行实时、动态展示，利于向大众直观展示电动车的绿色发展体系指数，利于电动车推广，方案简单实用，方案切实可。
作为优选技术措施，
确定二氧化碳减排指数，包括以下步骤：第一步，根据设定的采样周期实时获取充电数据
所述充电数据即调度接入数据包括：某车型和/或某区域电动汽车的充电量以及电能来源数据；
第二步，计算某车型和/或某区域电动汽车的等效燃油替代量
根据电动汽车每百公里耗电量以及对比同车型的燃油车每百公里油耗，结合销量加权计算相应电动汽车燃油替代率，将相应电动汽车充电量代入转换得到等效燃油替代量；根据等效燃油替代量计算出该电动汽车的等效二氧化碳排放量；
第三步，根据调度接入数据计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ；
第四步，根据某车型和/或某区域电动汽车充电电量以及充电时段实时电能来源比例计算出相应电动汽车的发电二氧化碳排放量；
第五步，根据电动汽车等效二氧化碳排放量和发电二氧化碳排放量数据得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的二氧化碳减排量；
第六步，选择某车型和/或某区域电动汽车某一时期平均二氧化碳减排量作为基准水平，并将该采样周期的二氧化碳减排量与该基准期对比得到二氧化碳减排指数。
本发明提供一种基于实时充电数据，并对不同来源的电能进行区分，进而能够准确计算出某车型和/或某区域电动汽车二氧化碳减排指数，满足不同用户群获知相应电动汽车二氧化碳减排指数的需求，利于电动车推广。
作为优选技术措施，
某一车型燃油汽车C02排放量计算公式：
CO2n＝Qn×ρgm×Pm
CO2n——燃烧等效的燃油二氧化碳排放量，
ρgm——20℃下的燃油密度；
Pm——燃油碳氢质量比；
某车型和/或某区域电动汽车充电量对应的发电二氧化碳排放量计算公式为：
Figure BDA0002064221510000051
CO23——发电二氧化碳排放量；
η1——电网线路损耗率；
η2——充电损耗率；
pco2——火电CO2基准排放强度；
Cn——某车型和/或某区域电动汽车某一采样周期内充电电量；
θ——当前采样周期电能来源中火电占比；
某车型和/或某区域电动汽车二氧化碳减排节约计算公式为：
ΔCO2＝CO2n-CO23
根据等效的燃油汽车二氧化碳排放量和发电二氧化碳排放量得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内二氧化碳减排量；进而根据需要，能够计算出总的二氧化碳减排量。
作为优选技术措施，
一氧化碳减排指数、氮氧化合物减排指数和颗粒物减排指数统一为大气污染物减排指数，所述大气污染物减排指数估算方法，
包括以下步骤：
第一步，根据设定的采样周期实时获取充电数据
所述充电数据即调度接入数据包括：某车型和/或某区域电动汽车的充电量以及电能来源数据；
第二步，计算某车型和/或某区域电动汽车的等效大气污染物排放量
根据电动汽车每百公里耗电量以及同车型的燃油车每百公里大气污染物排放量，结合电动汽车的充电量，得到相应电动汽车等效大气污染物排放量；
第三步，根据调度接入数据计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ；
第四步，根据某车型和/或某区域电动汽车充电电量以及充电时段实时电能来源比例计算出相应电动汽车的发电大气污染物排放量；
第五步，根据电动汽车等效大气污染物排放量和发电大气污染物排放量数据得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的大气污染物减排量；
第六步，选择某车型和/或某区域电动汽车某一采样周期大气污染物减排量作为基准水平，并将该采样周期的大气污染物减排量与该基准期对比得到大气污染物减排指数。
本发明提供一种基于实时充电数据，并对不同来源的电能进行区分，进而能够准确计算出某车型和/或某区域电动汽车大气污染物减排指数，满足不同用户群获知相应电动汽车大气污染物减排指数的需求，利于电动车推广。
作为优选技术措施，
电动汽车电能导致的大气污染物排放量：
Figure BDA0002064221510000061
式中：
Pi′——发电导致的第i种大气污染物排放量；
pi′——发电导致的第i种大气污染物排放因子；
C——某车型和/或某区域电动汽车在当前采样周期内的充电电量；
θ——当前采样周期电能来源中火电占比；
η1——电网线路损耗率；
η2——充电损耗率；
电动汽车等效燃油汽车大气污染物排放量计算公式：
Figure BDA0002064221510000062
式中：
Pin——电动汽车等效燃油汽车第i种大气污染物排放量；
pim——某一车型燃油汽车第i种大气污染物排放因子；
Cn——某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的充电电量；
em——同车型电动乘用车平均百公里电耗；
n-表示某车型和/或某区域电动汽车；
m-表示某一车型；
某车型和/或某区域电动汽车污染物减排量等于等效的燃油汽车大气污染物排放量减去因发电产生的大气污染物排放量，其计算公式为：
ΔPi＝Pin-Pi；
进而能够得到若干区域内的电动汽车在某时间段内总的大气污染物减排量；
某车型和/或某区域大气污染物减排指数计算公式如下：
Figure BDA0002064221510000063
i--表示某一污染物；
Pi0--某一时期该污染物排放量均值；
ΔPi——某车型和/或某区域电动汽车该污染物某时间段减排量；
不同车型大气污染物减排指数：
Figure BDA0002064221510000075
其中：m表示电动汽车不同车型；
各区域大气污染物减排指数：
Figure BDA0002064221510000071
其中：i表示具体污染物种类，n表示具体区域，ΔPin表示某区域电动汽车该污染物某时间段减排量，Pin0表示某区域某污染物某时间段排放量均值。
根据等效的燃油汽车大气污染物排放量和发电大气污染物排放量得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内大气污染物减排量；进而能够得到若干区域内的电动汽车在某时间段内总的大气污染物减排量；进而根据需要，能够计算出总区域的大气污染物减排指数。
进而本领域技术人员可根据具体需要计算相应时间段内、相应区域内电动汽车总的大气污染物减排指数，满足各类用户需求，进而进行实时、动态展示若干区域内电动汽车总的大气污染物减排指数，利于向大众直观展示电动车的大气污染物减排指数，利于电动车推广，方案简单实用，方案切实可。
作为优选技术措施，
计算电动汽车推广指数即电动汽车保有量相关指数
Figure BDA0002064221510000074
其代表某车型和/或某区域电动汽车某一时期每日或每月或每季度充电量Cn与当地电动汽车保有量Mn之比，以基准期平均水平C0/M0设定为100；
EV推广指数为：
Figure BDA0002064221510000072
n表示某车型和/或某区域；
计算充电设施利用指数μn，其代表某地区某一时期每日或每月或每季度充电总量∑Cn与当地充电基础设施设计总功率∑Pn之比，以基准期平均利用率∑C0/∑P0设定为100；
电桩利用指数为：
Figure BDA0002064221510000073
n表示某车型和/或某区域。
作为优选技术措施，
绿色发展指数计算公式：
绿色发展指数
Kn＝Qn×100/Q0
Q0——某一时期内平均燃油替代量。
所述某一时期、某一采样周期的单位为秒或分或时或日或月或季度或年。
本发明绿色发展指数反映电动汽车使用时所替代的燃油量，可根据各区域电动汽车每日、每月、季度绿色发展指数绘制曲线，可以比较分析不同地区、不同车型、不同充电场所发展现状，并且可以通过同一地区不同阶段指数进行纵向比较得到同比及环比增长，从而判断当地电动汽车发展趋势。
本发明绿色发展体系指数能够反映了一定地点某一时间电动汽车所带来的燃油替代效果和节能环保效益，并且可以量化显示充电设施利用率、电动汽车推广水平。此外，还可以根据需要研究的具体对象筛选特定的数据组成相关的高阶指数。
本发明可通过数字、曲线、图形的形式，直观、简洁、清晰地反映行业的景气程度和发展趋势。用指数的方式描述电动汽车的发展水平和节能减排效益，可以深度整合现有数据，挖掘平台潜力，直观反映电动汽车发展水平及趋势，为电动汽车发展模式由单纯数量上的简单积累转向效率上的提高奠定数据支撑。其有益效果主要体现在以下方面：
1.提供了一种客观、真实、全面反映电动汽车发展水平的研究工具，既有利于政府制定政策、决策规划的科学性，前瞻性，也可以为运营商及车企分析行业趋势、制定商业策略、谋求互利合作提供参考。
2.作为一种衡量标准，将之前离散的数据有机结合起来，综合体现电动汽车行业发展水平，为地区间、行业间的横向比较与量化评价提供数据支撑，也为同一地区、同一行业进行纵向分析和趋势预测提供数据参考。
3.用简明直接的方式向民众展示电动汽车节能减排效果，使电动汽车绿色、节能、环保的特点深入人心。化解“充电焦虑”与“里程焦虑”等阻碍电动汽车推广的顾虑，从而促进电动汽车的宣传推广工作，增强政府、行业、大众对电动汽车发展的信心。
为了让电动汽车绿色发展指数能够全面、科学、客观地反映电动汽车的发展水平和节能环保效益，指数的制定需遵循以下原则：
1.充分挖掘平台功能，利用充电基础设施信息智能服务平台数据，实现指数的实时更新。
2.产生的指数应能够准确、真实、快速地反应电动汽车的使用状况。
3.综合全面，尽可能全面覆盖各个地区、各种车型、各种充电场合以及不同运营商。
4.保证指标客观性、公平性，对油电比较应当基于同类车型、同一用途、相同重量的基础上进行折算。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明运用一种有效手段，对绿色发展体系指数评价指标进行科学合理选择，能够直接体现某车型和/或某区域电动汽车在某个时期绿色发展体系指数，便于向大众直观展示电动汽车发展，方案明确、合理、科学，本发明切实可行，易于实现。
本发明的电动汽车绿色发展体系指数(EV Green Development Index，以下简称指数)，是将某地区报告期的电动汽车充电量、电动汽车推广数、充电设施建设量等数据通过指数计算模型计算所得到对应的等效燃油替代量、温室气体减排量、污染物减排量、充电设施利用率等指标，并经过指数化处理而得到的指数。
进一步，本发明提供有效技术手段，对充电数据进行整合、归类，计算出不同电动汽车在实时绿色发展体系指数，并能够根据实时更新的充电数据，进行实时、动态展示，利于向大众直观展示电动车的绿色发展体系指数，利于电动车推广，方案简单实用，方案切实可。
附图说明
图1为应用本发明计算浙江省电动汽车绿色发展指数示图；
图2为本发明公交车指数的月均曲线图；
图3为本发明乘用车指数的月均曲线图；
图4为本发明将乘用车指数曲线和公交车指数曲线进行拟合预测的示图；
图5为本发明电桩利用指数示图；
图6为本发明各区域电桩利用指数示图；
图7为本发明电动公交车推广指数的月均曲线图；
图8为本发明电动乘用车推广指数的月均曲线图；
图9为本发明电动汽车二氧化碳量减排示图；
图10为本发明电动汽车大气污染物减排示图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，电动汽车绿色发展体系指数综合反映了某一地区某一时期内电动汽车应用的水平以及所带来的节能减排效果；它包括1个一级指标即绿色发展指数，3个二级指标即绿色减排指数、充电设施利用指数、电动汽车推广指数，若干个三级指标；
所述绿色发展指数的计算首先需要将电动汽车充电量经过换算得到等效燃油替代量，同时选择某一时期作为基准水平，并将其他时期的等效燃油替代量与该基准期对比得到；
所述三级指标包括二氧化碳减排量、一氧化碳减排量、氮氧化合物减排量和颗粒物减排量。
本发明的电动汽车绿色发展体系指数(EV Green Development Index，以下简称指数)，是将某地区报告期的电动汽车充电量、电动汽车推广数、充电设施建设量等数据通过指数计算模型计算所得到对应的等效燃油替代量、温室气体减排量、污染物减排量、充电设施利用率等指标，并经过指数化处理而得到的指数。它反映了一定地点某一时间电动汽车所带来的燃油替代效果和节能环保效益，并且可以量化显示充电设施利用率、电动汽车推广水平。此外，还可以根据需要研究的具体对象筛选特定的数据组成相关的高阶指数。
本发明可通过数字、曲线、图形的形式，直观、简洁、清晰地反映行业的景气程度和发展趋势。用指数的方式描述电动汽车的发展水平和节能减排效益，可以深度整合现有数据，挖掘平台潜力，直观反映电动汽车发展水平及趋势，为电动汽车发展模式由单纯数量上的简单积累转向效率上的提高奠定数据支撑。其有益效果主要体现在以下方面：
1.提供了一种客观、真实、全面反映电动汽车发展水平的研究工具，既有利于政府制定政策、决策规划的科学性，前瞻性，也可以为运营商及车企分析行业趋势、制定商业策略、谋求互利合作提供参考。
2.作为一种衡量标准，将之前离散的数据有机结合起来，综合体现电动汽车行业发展水平，为地区间、行业间的横向比较与量化评价提供数据支撑，也为同一地区、同一行业进行纵向分析和趋势预测提供数据参考。
3.用简明直接的方式向民众展示电动汽车节能减排效果，使电动汽车绿色、节能、环保的特点深入人心。化解“充电焦虑”与“里程焦虑”等阻碍电动汽车推广的顾虑，从而促进电动汽车的宣传推广工作，增强政府、行业、大众对电动汽车发展的信心。
为了让电动汽车绿色发展指数能够全面、科学、客观地反映电动汽车的发展水平和节能环保效益，指数的制定需遵循以下原则：
1.充分挖掘平台功能，利用充电基础设施信息智能服务平台数据，实现指数的实时更新。
2.产生的指数应能够准确、真实、快速地反应电动汽车的使用状况。
3.综合全面，尽可能全面覆盖各个地区、各种车型、各种充电场合以及不同运营商。
4.保证指标客观性、公平性，对油电比较应当基于同类车型、同一用途、相同重量的基础上进行折算。
导入数据的选择
充电量作为电动汽车运营企业的核心运营数据，也是电动汽车行业发展的核心指标，主要体现在：
电动汽车作为整个将电能从生产到传输再到消费的完整链条，由于充电设施输出的电量＝电动汽车输入的电量＝电动汽车消耗的能量，充电量是将充电设施和电动汽车紧密联系在一起纽带。
电动汽车推广水平，最终还需要从电动汽车真正的使用频率和应用范围的提高上来体现，而与电动汽车使用直接关联的指标就是电动汽车充电量，它能直接反映电动汽车真实运行使用情况。
与政府、车企、社会运营商相比，国网公司负责归口统的充电量准确、全面、实时性高，为数据的细分处理提供了可能性。
因此，指数制定以电动汽车充电量作为输入数据。此外在计算电桩利用指数、电动汽车推广指数等二级指数时，还需要充电设施总额定功率、电动汽车推广数量等指标。
输出指标的确定
绿色发展指数的输出量选择用电动汽车充电量所等效替代的燃油量，虽然电动汽车充电量能够较为全面科学地体现电动汽车运行和使用情况，但国家推广电动汽车的重要初衷在于用可再生能源代替石化燃料，确保国家能源安全。此外，节能环保也是大众关心的焦点所在，电动汽车使用能够减少石化燃料燃烧产生的温室气体和污染物排放，改善空气质量。因此，作为电动汽车绿色发展指标的输出量应当既体现发展水平又突出“绿色”效益。因此选择用电动汽车充电等效替代的燃油量作为绿色发展指数的输出指标，选择电动汽车充电量所带来的污染物及温室气体的减排量作为电动汽车绿色减排指数的输出量。
针对政府和运营商最关心的电动汽车推广水平、充电设施投资效益等问题，电动汽车绿色发展指数体系还包含可以量化监测和分析政府和运营商关心的充电设施利用率、电动汽车推广水平等综合指标。
应用本发明对浙江省电动汽车绿色发展体系指数进行分析
根据建立的数学模型计算，电动汽车每消耗1kwh电量所带来的节能环保效益如下表所示：
Figure BDA0002064221510000121
根据上述定义，当全省绿色发展指数等于100时，意味着当日全省电动汽车的使用实现了燃油替代219752升，相当于1382桶燃油，减排二氧化碳129吨。指数每增长1，就意味着全省单日电动汽车应用所带来的节能环保效益增量为：节约燃油2197.5升，减排二氧化碳1.29吨，一氧化碳1.56吨、碳氢化合物0.21吨、氮氧化合物1.49吨、颗粒物0.01吨。
直观反映电动汽车发展现状形势
绿色发展指数反映电动汽车使用所替代的燃油量，根据各地市及全省电动汽车每日、每月、季度绿色发展指数绘制曲线，可以比较分析不同地区、不同车型、不同充电场所发展现状，并且可以通过同一地区不同阶段指数进行纵向比较得到同比及环比增长，从而判断当地电动汽车发展趋势。
如图1-3所示，2017年1-12月全省电动汽车绿色发展指数以及各车型指数的月均曲线图。从图中可以直观反映电动汽车发展现状形势，可以看到：
浙江电动汽车应用总体呈现稳步上升的态势，电动汽车发展态势长期向好。
从车型的分布来看，目前电动公交车的发展水平明显高于乘用车，约占市场份额的90％，公交市场是整个电动汽车应用领域最为成熟，体量最大的市场，而乘用车市场还处于市场培育期和快速上升期，因此下一阶段的工作重点应努力撬动公交市场，同时积极发展乘用车市场，抢占市场高地。
从车型发展趋势上看，电动乘用车发展水平快速提高，与年初相比上升了一倍，电动公交车的发展在较为平稳的同时，还呈现出季节性波动的特点。
《浙江省电动汽车充电基础设施十三五发展规划》中，将全省划分为率先发展区(杭州、宁波)，加快发展区(绍兴、金华、湖州)，积极发展区(衢州、丽水、舟山)等，通过不同地区指数的横向比较还可以对比不同地市、不同板块的电动汽车发展水平和发展阶段，分析地区间电动汽车发展均衡程度。
从模型结果可以看出，目前各个地市总体呈现稳步提升的态势，但发展也呈现不平衡，地区之间差距很大的特点，其中：
杭州电动汽车发展水平明显超过其他各个地市，宁波作为《十三五》规划中另一个率先发展地区，发展增速明显，与年初相比，已经实现了近2倍的增长。
舟山、丽水等积极发展地区，虽然目前总量较低，但发展速度较高。
由此可见，对不同区域指数的横向比较可以分析地区间电动汽车发展均衡程度，为充电运营企业规划布局提供参考，在年度计划中可以向发展相对滞后地区进行倾斜。
此外不同地市除了在应用绝对数量上有所区别之外，在应用的深度和广度上也体现出阶段性差别，率先发展区除了在总量上明显领先于其他地区之外，乘用车比例也明显高于其他地区，这说明在率先发展地区，由于示范效应和充电基础设施建设的完善，电动汽车已经逐步由单纯公交领域向多领域、由单纯公用向民用渗透。
预测未来发展趋势
合理预测未来发展区间
在分析已有数据的基础上，根据曲线走向并结合政策扶持力度、关键技术突破、公众宣传推广等情况，为政府、车企、运营商合理决策，制定战略提供参考。
根据现有的数据可以观察到的发展趋势有：
总体快速上升趋势明显，尽管存在季节性波动，但仍处于继续发展阶段。
随着示范效应及规模效益的出现，上升趋势的规律，逐渐由线性上升转向指数上升。
从市场趋势来看，电动公交车是应用推广较早，较为成熟的领域，应用场合不断丰富，但以公务车、网约车、私家车为主的乘用车市场比例不断提高。
如图4显示了将乘用车指数曲线和公交车指数曲线进行拟合预测的结果，当以线性形式预测时，到2020年底浙江省公交绿色发展指数预测为190，而乘用车绿色发展指数约为60，总指数达到250，是2017年1月的2.5倍。当以指数形式预测时，到2020年底浙江省公交绿色发展指数可望达到250，而乘用车绿色发展指数有望达到300，总指数达到550，是2017年1月的5.5倍。
《浙江省电动汽车充电基础设施“十三五”发展规划》明确提出“十三五”期间私家车购买比例大幅提升，公交、环卫、物流、商业租赁等公共领域新能源汽车应用比例不低于30％，新增公务车采购中新能源汽车占比不低于50％，全省累计推广应用新能源汽车23万辆以上，约为2017年初水平的3.5倍。
此外，随着汽车轻量化的进展以及内燃机热效率、电机效率的提高，汽车平均电耗不断下降，动力电池能量密度不断提高，价格继续降低，充电设施建设的推进，电动汽车宣传推广的深入，全省电动汽车发展特征大概率趋向以指数形式增长，到2020年电动汽车绿色指数的规划预期应达到350-550之间。
研究电动汽车充电规律
通过对用户充电行为的采集，绿色发展指数还可以应用于电动汽车的充电规律的研究。由于指数计算的主要数据来源——充电电量可以做到实时监控，对指数的计算可以做到实时更新，通过对指数一天中分时波动曲线的监控可以了解用户对电动汽车的使用和充电习惯，有利于电网企业研究电动汽车大量接入对配电网稳定性的影响，也有利于运营商更精准地绘制用户画像，从而更精准地制定规划和营销策略。
以2017年1月1日——2017年11月30日全省指数分时平均值可以看到，电动乘用车和公交车的充电规律有明显不同，目前全省电动公交车充电高峰时段为23点至次日2点，可见公交车的集中充电可以充分利用谷电优势，这对于削峰填谷起到了积极作用，有利于电网的平稳运行。
此外，从市场的角度解读，还可以看到，对于公交企业这样的用电大户，对于充电价格高度敏感，因此其充电习惯是尽可能利用谷电时段集中充电，以降低充电成本。
与此同时以网约车、公务车、私家车为主的乘用车充电曲线呈现了不同趋势，充电高峰出现在13点和20点时段，可见在乘用车领域，电动汽车的充电主要集中在集中充电站、工作场所和家庭，且负荷曲线与社会用电趋势吻合，尽管目前乘用车充电总量与公交车相比份额较少，但当电动汽车进入推广后期，电动汽车成为私家车的重要选择对象的时候，对于配电网的冲击也会带来影响，私人充电桩有序充电、预约充电成为下一步的研究方向。
此外，乘用车和公交的充电高峰恰好形成了互补的态势，因此，公交车与社会乘用车充电结合的集中充电站，能够有效提高充电站的利用率，节约用地，平衡符合，是当前很好的研究方向。
评价基础设施规划与建设效益
充电基础设施的科学合理规划是当前充电设施建设的重要课题，如何在适度超前与提高使用率之间取得平衡是一直充电基础设施规划的重点。
指数水平与充电基础设施建设水平之间的关系代表了当地充电基础设施应用的效益。通过研究指数变化与边际基础设施投资建设的关系，可以对一定阶段内充电基础设施建设的效益进行后评价，有助于运营商提高规划水平，避免投资浪费。
如图5所示，率先发展地区的充电桩利用率也明显超过其他地区，率先发展地区的先发优势不仅体现在数量上还体现在质量上，但其他地区尤其是积极发展地区，在8-9月利用率增速明显提高。
如图6所示，从全省各地区的电桩利用指数走势可见，湖州、杭州地区的充电桩利用率水平明显更高，金华和宁波处于第二集团，其他地区则有待于进一步提升，可以看出，在电动汽车发展水平较高的地区，电桩利用率更高，地区间差距不仅体现在数量上还体现在质量和效益上。
从公交与乘用车充电利用指数走势来看，充电利用率稳步上升，同时乘用车的充电利用率明显高于公交车，结合前面分时曲线对于乘用车和公交车充电习惯的分析，还可以得出公交车与社会乘用车充电结合的集中充电模式无论是从负荷平衡的角度还是充电设施利用率的角度，都是一种合理的方案。
目前充电设施建设在“适度超前”方针下，对于充电设施投资普遍短期内难以实现盈亏平衡。因此，对判断电动汽车普及是否已经从政府公用的示范推广逐渐转向民众自发地接受和使用电动汽车即行业拐点何时到来是充电运营商最关心的课题之一，也是行业得以健康、可持续发展的重要条件。
后期在数据大量积累的基础上，还可以绘制投资回收期——电桩利用指数曲线，通过建立充电站收益模型，研究电桩利用指数与边际基础设施建设收益的关系。
分析出行电动化水平
电动汽车保有量是电动汽车推广应用的重要指标，与指数的关系十分密切。通过研究两者的联系，可以摸索两者之间的内在规律，一方面可以研究电动汽车推广的规模效应，电动汽车推广逐渐产生规模效益，电动汽车市场份额逐渐增大，应用场所日益丰富，使用频度逐渐提高是充电运营商实现盈利的基本条件。另一方面也有助于充电运营商预测盈利平衡点，从而更科学地制定营销策略。
如图7-8所示，全省电动汽车推广指数的月均曲线图，可以看到，2017年全省电动汽车的电动化率进一步提高，其中乘用车市场电动化率是年初的2倍，而公交车也提高了40％。而从地区来看，杭州电动汽车推广水平明显超过其他地区，可见在推广驱动力上，由于限牌政策以及充电设施建设超前等因素是影响电动汽车推广的重要原因。
一个地区电动汽车基础设施建设的适度超前建设以及电动公交、出租车示范效应会促进和推动电动汽车的推广，而电动汽车保有量的增长又会提高充电设施的利用率，形成良性循环。随着充电基础设施和电动汽车规模的同步增长，规模效应开始显现，带来电动汽车使用频率的提高和应用场合的日趋丰富，此外，随着电动汽车技术水平的提升，尤其是电池系统比能量的提高，百公里耗电量的减小，“充电焦虑”和“里程焦虑”逐渐消除，电动汽车的应用不仅局限于市区通勤。尤其是对于“充电焦虑”和“里程焦虑”极为敏感的私家车领域和城际出行领域来说，在电动汽车发展的不同阶段，边际保有量增加带来的指数增长应是递增的关系。
从全省电动汽车推广指数曲线图可以看到无论是乘用车市场还是公交车市场，电动化不断提升都是大势所趋，其中乘用车的发展空间更大，提升速度更快，可以预见将是未来电动汽车推广的重点领域。此外与乘用车和公交车相比，尽管目前专车所占份额依然很小，但未来的发展趋势不容忽视。
研究充电站新技术应用可行性
从24小时分时曲线来看，电动汽车充电的峰谷波动较大，峰谷差率可达80％，且时间上与城市电网用电负荷曲线形成互补趋势，这既说明电动汽车推广应用对于削峰填谷，平抑城市电网负荷波动具有积极左右，也显示出在充电站安装储能模块具有仅具有理论可行性，而且具有很强的操作性和良好的前景，尤其是对于主要在白天用于车辆快充补电的快速充电站具有良好的经济效益。
(1)从峰谷电价来看，目前浙江一般工商业用电峰谷价差大约为0.82元，以容量为4400kWh的储能模块来进行经济性分析，如下表所示，实际投资回报期约为7-10年。此外，根据预测，未来5年，储能电池的成本将下降50％，而电能密度将上升一倍，投资回报期将进一步缩短。
Figure BDA0002064221510000161
(2)从电池梯次利用的角度来看，将目前闲置的换电电池和电动汽车更换的次新电池回收整合用于储能，既避免了电池闲置浪费，也能够节约大笔电池购置费用，经济效益十分可观，投资回收期可望进一步缩短。
(3)从配电网投资角度来看，充电站储能模块能够将电力系统功率传输的特征转向电量传输，提高现有配电网的利用率，在目前城市配网受限于空间布局的情况下显得意义重大。
(4)从与电网互动的角度来看，充电站储能由于其功率双向传输，调节灵活的能力，使充电运营企业能够为客户提供个性化和互动化的服务。
研究汽车尾气排放对区域空气质量影响
电动汽车应用带来的二氧化碳减排效益
如何使工业生产和消费者改变自身的生产和生活方式来减少温室气体排放，抑制气候变化，已经成为整个人类社会越来越关注的问题。
社会上存在一种质疑认为电动汽车既是烧煤汽车，因此在碳排放上与传统燃油车相比并无优势，但这是基于电动汽车电能完全来自于火电这一假设而言的，浙江电网的电能来源中，来自水电、风电、光伏等清洁电能的外来电比重很大，省内也有秦山核电、三门核电以及其他清洁电能，即使是省内火电机组，发电热效率和每千瓦时煤耗都很低，根据模型计算可知，浙江省电动汽车消费的电能与燃油车消耗的石化燃料相比，其二氧化碳减排效益为正。如图9所示，前三季度浙江省电动汽车应用累计减排的二氧化碳量，1-11月全省共实现CO2减排94742吨，全年等于26.84平方公里的森林一年吸收CO2总量，相当于西湖面积的3.5倍。
图9中
Figure BDA0002064221510000171
表示等效的燃油汽车二氧化碳排量，/>
Figure BDA0002064221510000172
表示电动公交车二氧化碳排量，/>
Figure BDA0002064221510000173
表示电动乘用车二氧化碳排量。
电动汽车应用对大气污染的影响
电动汽车应用的另一大优势在于尾气零排放，燃油汽车燃料燃烧排放的尾气中主要污染物包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、微粒等。近年来，PM2.5指数受到公众广泛关注，以公众关注度较高的PM2.5为例，据《中国机动车环境管理年报(2017)》披露：根据我国已经完成的第一批城市大气细颗粒物源解析结果，部分城市机动车排放已经成为tm2.5的首要来源。北京、上海、杭州、广州和深圳的机动车排放为首要来源，占比分别达到31.1％，29.2％，28.0％，21.7％和41.0％。
但由于对于每日尾气排放量难以准确监控，只能粗略估计，因此目前的研究缺乏量化数据的印证。而通过污染物减排指数，可以量化地衡量某地区电动汽车使用带来的污染物减排量。这对于机动车排放对空气污染的影响研究提供了参考。
如图10所示，2017年1-10月电动汽车应用带来的几种主要大气污染物累计减排量。一氧化碳减排量1409吨，以全年计占2016年机动车总排放量的0.12％；碳氢化合物减排量91.2吨，以全年计占2016年机动车总排放量的0.08％；氮氧化合物减排量2070吨，以全年计占2016年机动车总排放量的1.59％；可吸入颗粒物减排量86.8吨，以全年计占2016年机动车总排放量的0.67％。
图10中，
Figure BDA0002064221510000182
表示等效的燃油汽车大气污染物排量，/>
Figure BDA0002064221510000181
表示电动公交车大气污染物排量，/>
Figure BDA0002064221510000183
表示电动乘用车大气污染物排量。
随着电动汽车市场份额的逐步增大，电动汽车应用带来的尾气减排效果开始显现。以杭州为例，目前杭州公交车电动化率已达到40％，未来当杭州公交电动化率达到50％-100％时，通过比较污染物的减排量，有助于量化分析目前机动车尾气排放的贡献值。
到2020年底，假设浙江省电动汽车绿色发展指数达到550时，全年累计可减排313170吨一氧化碳、42158吨碳氢化合物、299118吨氮氧化合物、2008吨
可吸入颗粒物，对大气污染的缓解作用将更加明显。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，其特征在于，
电动汽车绿色发展体系指数综合反映某车型和/或某区域电动汽车在某一时期内电动汽车应用的水平以及所带来的节能减排效果；
它包括1个一级指标即绿色发展指数，3个二级指标即绿色减排指数、充电设施利用指数、电动汽车推广指数；
所述绿色发展指数的计算首先需要将电动汽车充电量经过换算得到等效燃油替代量，同时选择某车型和/或某区域电动汽车某一时期作为基准水平，并将其他时期的等效燃油替代量与该基准期对比得到；
所述绿色减排指数为电动汽车充电量所带来的污染物及温室气体的减排量，其包括三级指标：二氧化碳减排指数、一氧化碳减排指数、氮氧化合物减排指数和颗粒物减排指数；
根据电动汽车每百公里耗电量以及对比同车型燃油车每百公里油耗，结合销量加权计算电动汽车燃油替代率，将电动汽车充电量代入转换得到等效燃油替代量；
所述某车型和/或某区域电动汽车等效燃油替代量Qn的计算方法为：
Figure QLYQS_1
；
式中：
n表示某车型和/或某区域电动汽车的数量；
Figure QLYQS_3
——某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的充电电量；
Figure QLYQS_4
——同车型电动汽车油电转换率；
Figure QLYQS_5
——与该电动汽车同车型燃油汽车百公里油耗；
Figure QLYQS_6
——同车型电动汽车百公里耗电量；
计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ，其计算公式如下：
根据电网数据采样间隔
Figure QLYQS_7
刷新，全天共有/>
Figure QLYQS_8
个采样周期；
在任意一个采样周期中，计算公式如下：
某采样周期电能来源中火电占比
Figure QLYQS_9
：
Figure QLYQS_10
；
式中：L——采样周期内全社会发电功率；
Figure QLYQS_11
——火电发电功率；
Figure QLYQS_12
——第n条外来输电功率；
Figure QLYQS_13
——第n条外来输电中火电占比；
确定二氧化碳减排指数，包括以下步骤：
第一步，根据设定的采样周期实时获取充电数据；
所述充电数据即调度接入数据包括：某车型和/或某区域电动汽车的充电量以及电能来源数据；
第二步，计算某车型和/或某区域电动汽车的等效燃油替代量；
根据电动汽车每百公里耗电量以及对比同车型的燃油车每百公里油耗，结合销量加权计算相应电动汽车燃油替代率，将相应电动汽车充电量代入转换得到等效燃油替代量；根据等效燃油替代量计算出该电动汽车的等效二氧化碳排放量；
第三步，根据调度接入数据计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ；
第四步，根据某车型和/或某区域电动汽车充电电量以及充电时段实时电能来源比例计算出相应电动汽车的发电二氧化碳排放量；
第五步，根据电动汽车等效二氧化碳排放量和发电二氧化碳排放量数据得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的二氧化碳减排量；
第六步，选择某车型和/或某区域电动汽车某一时期平均二氧化碳减排量作为基准水平，并将该采样周期的二氧化碳减排量与该基准期对比得到二氧化碳减排指数；
一氧化碳减排指数、氮氧化合物减排指数和颗粒物减排指数统一为大气污染物减排指数，所述大气污染物减排指数估算方法，包括以下步骤：
第一步，根据设定的采样周期实时获取充电数据；
所述充电数据即调度接入数据包括：某车型和/或某区域电动汽车的充电量以及电能来源数据；
第二步，计算某车型和/或某区域电动汽车的等效大气污染物排放量；
根据电动汽车每百公里耗电量以及同车型的燃油车每百公里大气污染物排放量，结合电动汽车的充电量，得到相应电动汽车等效大气污染物排放量；
第三步，根据调度接入数据计算出充电时段当前采样周期电能来源中火电占比θ；
第四步，根据某车型和/或某区域电动汽车充电电量以及充电时段实时电能来源比例计算出相应电动汽车的发电大气污染物排放量；
第五步，根据电动汽车等效大气污染物排放量和发电大气污染物排放量数据得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的大气污染物减排量；
第六步，选择某车型和/或某区域电动汽车某一采样周期大气污染物减排量作为基准水平，并将该采样周期的大气污染物减排量与该基准期对比得到大气污染物减排指数；
计算电动汽车推广指数即电动汽车保有量相关指数
Figure QLYQS_14
，其代表某车型和/或某区域电动汽车某一时期每日或每月或每季度充电量/>
Figure QLYQS_15
与当地电动汽车保有量/>
Figure QLYQS_16
之比，以基准期平均水平/>
Figure QLYQS_17
设定为100；
EV推广指数为：
Figure QLYQS_18
；
计算充电设施利用指数
Figure QLYQS_19
，其代表某地区某一时期每日或每月或每季度充电总量
Figure QLYQS_20
与当地充电基础设施设计总功率/>
Figure QLYQS_21
比，以基准期平均利用率/>
Figure QLYQS_22
设定为100；
电桩利用指数为：
Figure QLYQS_23
；
绿色发展指数计算公式：
绿色发展指数
Figure QLYQS_24
=/>
Figure QLYQS_25
//>
Figure QLYQS_26
；
Figure QLYQS_27
——某一时期内平均燃油替代量。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，其特征在于，
根据火电占比θ，计算绿色发展体系指数，并对某车型和/或某区域电动汽车在不同采样周期内的绿色发展体系指数进行实时展示；所述某一时期、某一采样周期的单位为秒或分或时或日或月或季度或年。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，其特征在于，
某一车型燃油汽车CO2排放量计算公式：
Figure QLYQS_28
；
Figure QLYQS_29
——燃烧等效的燃油二氧化碳排放量，
Figure QLYQS_30
—— 20 ℃下的燃油密度；
Figure QLYQS_31
——燃油碳氢质量比；
某车型和/或某区域电动汽车充电量对应的发电二氧化碳排放量计算公式为：
Figure QLYQS_32
；
Figure QLYQS_33
——发电二氧化碳排放量； />
Figure QLYQS_34
—— 电网线路损耗率；
Figure QLYQS_35
—— 充电损耗率；
Figure QLYQS_36
——火电CO2基准排放强度；
Figure QLYQS_37
——某车型和/或某区域电动汽车某一采样周期内充电电量；
Figure QLYQS_38
——当前采样周期电能来源中火电占比；
某车型和/或某区域电动汽车二氧化碳减排节约计算公式为：
Figure QLYQS_39
；
根据等效的燃油汽车二氧化碳排放量和发电二氧化碳排放量得出某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内二氧化碳减排量；进而根据需要，能够计算出总的二氧化碳减排量。
4.如权利要求2所述的一种电动汽车绿色发展体系指数计算方法，其特征在于，
电动汽车电能导致的大气污染物排放量：
Figure QLYQS_40
；
式中：
Figure QLYQS_41
——发电导致的第i种大气污染物排放量；
Figure QLYQS_42
——发电导致的第i种大气污染物排放因子；
C ——某车型和/或某区域电动汽车在当前采样周期内的充电电量；
Figure QLYQS_43
——当前采样周期电能来源中火电占比；
Figure QLYQS_44
—— 电网线路损耗率；
Figure QLYQS_45
—— 充电损耗率；
电动汽车等效燃油汽车大气污染物排放量计算公式：
Figure QLYQS_46
；
式中：
Figure QLYQS_47
——电动汽车等效燃油汽车第i种大气污染物排放量；
Figure QLYQS_48
——某一车型燃油汽车第i种大气污染物排放因子；
Cn——某车型和/或某区域电动汽车在某一采样周期内的充电电量；
Figure QLYQS_49
——同车型电动乘用车平均百公里电耗；
某车型和/或某区域电动汽车污染物减排量等于等效的燃油汽车大气污染物排放量减去因发电产生的大气污染物排放量，其计算公式为：
Figure QLYQS_50
；
进而能够得到若干区域内的电动汽车在某时间段内总的大气污染物减排量；
某车型和/或某区域大气污染物减排指数计算公式如下：
Figure QLYQS_52
；
Figure QLYQS_53
——某一时期该污染物排放量均值；
Figure QLYQS_54
——某车型和/或某区域电动汽车该污染物某时间段减排量；
不同车型大气污染物减排指数：
Figure QLYQS_55
=/>
Figure QLYQS_56
//>
Figure QLYQS_57
；
其中：m表示电动汽车不同车型；
各区域大气污染物减排指数:
Figure QLYQS_58
；
其中：i表示具体污染物种类，k表示具体区域，
Figure QLYQS_59
表示某区域电动汽车该污染物某时间段减排量，/>
Figure QLYQS_60
表示某区域某污染物某时间段排放量均值。
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