CN114118796A - 一种电动汽车充电设施的规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种电动汽车充电设施的规划方法，利用区域人口规模、人均汽车持有水平、电动汽车渗透率、各类电动汽车的不同出行特征和能耗特征、充电设施配置结构体系、充电设施年利用小时数、曲折系数、充电设施服务半径等指标组成一套覆盖电动汽车充电设施规模预测、布局、选型、经济性评价、敏感性分析的规划方法。本发明能够良好的适应断面式/场景化的充电设施规划工作，对某一时间断面的某个场景、某个区域进行电动汽车充电设施配置的合理性、经济性评价，或预测其发展规模、提出布局配置方案，并进行方案合理性分析、敏感性分析及经济性评价。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电设施技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电设施的规划方法。
背景技术
大力发展新能源汽车，加快建设“低碳交通运输体系”刻不容缓。纯电动车作为新能源汽车的重要成员，具有零污染、零排放、低能耗的显著优势，发展纯电动车对于促进节能减排，实现可持续发展具有重大意义。而其中，充电设施的配套布局是保障电动汽车健康发展的必要工作，这一工作也受到了包括各地政府机关、充电设施服务商以及各地供电单位(电网公司)的高度重视。
2020年，新能源汽车充电桩正式被纳入国家七大新基建，汽车产业作为国民经济的战略性、支柱型产业，如今正在经历由传统燃油汽车向智能电动汽车的转变。充电桩作为电动汽车的基础补能设施，是汽车产业新型基础设施建设中最基础的抓手。政策的扶持叠加市场的光明前景，各路资本开始加速布局充电桩市场。另外，随着新技术的驱动，以及新基建跨领域的融合发展，充电基础设施行业将迎来新一轮发展周期。
现行对电动汽车保有量的主要预测方法基本基于历史发展数据进行的，多适用于近期保有量预测。但在实际建设发展中，考虑到历史数据管理基础的问题、地方政策管理刺激的影响、特殊区域示范建设需求等客观情况，从历史数据寻求发展规律、以数学方法外推进行电动汽车保有量预测并不能有效解决区域充电设施规划需求问题，往往需要引入偏中长期预测、基于场景分析的预测方法；同时对电动汽车充电设施的配置建设要么出于行政命令，要么基于区域车流量和充电等待时间进行分析，尚未建立起一套令人充分信服、逻辑完整的电动汽车充电设施配置方法，不能对基于某个特定区域、特定场景下的充电设施配置的合理性、经济性、敏感性进行完善论证分析，且工作方法复杂，不便规划人员实际操作。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种电动汽车充电设施的规划方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种电动汽车充电设施的规划方法，包括步骤如下：
a使用区域人口规模、人均汽车保有密度、电动汽车渗透率指标进行区域电动汽车保有量预测；
b进行充电设施需求分析时，基于电动汽车的行为特点，总电量需求按汽车行为类型区分为具有不同行为特点的电动汽车电量需求的叠加；
c按照充电设施配置体系，转化出充电设施配置体系中各部分的日均充电量需求；
d通过年利用小时数指标，将充电设施的充电量需求转化为充电功率需要，进而计算出充电站的布点数量需求；
e根据曲折系数和区域面积，计算得到公共充电设施的平均服务半径，验证公共充电设施的布局合理性；
f结合空间地理信息，进行具体充电设施的选型和布局，或对不同场景特征(如不同人口规模、渗透率水平、公共交通服务密度、私人桩选型标准、私人桩配置比例、公共站快慢充配置比例等)展开敏感性分析。
步骤a中，区域人口规模、人均汽车保有密度水平、电动汽车渗透率指标属于场景定义指标，区域人口规模体现区域市政发展的目标定位或某一阶段水平；人均汽车保有密度应结合区域经济发展水平、地形特征、公共交通发展程度选择制定；电动汽车渗透率则结合区域电动汽车的发展阶段、目标、相应场景需求、区域定位等制定。
步骤b中，总电量需求可按汽车行为类型区分为六类具有不同行为特点的电动汽车电量需求的叠加，分别是公交、物流、环卫、私家车、公务车、出租车；基于不同类车辆数量、能耗标准、日均行程计算出该区域的电动汽车充电需求总量。
步骤c中，对公交、物流、环卫车辆，考虑为在相关集团公司集中配置充电站、车辆回程时充电的配置方案；对私家车考虑一定比例的自备充电桩、一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求，从而折算出不同类充电桩的配置需要；对公务车考虑一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求；对出租车可能考虑为集团公司集中充电系统，也可能考虑为通过公共充电站解决其充电需求；通过以上配置方案，形成自备充电桩、单位专用充电桩、公共服务充电站等的不同类充电设施的充电量需求量。
步骤d中，通过年利用小时数指标，将充电设施的充电量需求转化为充电功率需要，因达到一定推广规模后，充电站建设需要考虑一定的经济回收周期，从而不同类型充电站建设可以结合其回收周期计算出最小需要的充电设施年利用小时数(对不同建设型式，可有所区别)，这是确保充电站建设经济性的必要指标；在得到充电功率的基础上，则可根据选型配置标准，考虑一定的裕度或同时率，进而计算出充电站的布点数量需求。
本发明的有益效果是：本发明能够良好的适应断面式/场景化的充电设施规划工作，对某一时间断面(可以是现状、过去、未来)的某个场景、某个区域进行电动汽车充电设施配置的合理性、经济性评价，或预测其发展规模、提出布局配置方案，并进行方案合理性分析、敏感性分析及经济性评价。使用本发明可使规划方案具有显著的灵活性、经济性等特征，适合在高速公路以外的区域(省/市/县/园区/小区)进行电动汽车充电设施规划中应用。满足在相关规划工作中进行现状/历史情况分析、发展需求预测、研究布局选型标准、提出选型布局方案、进行合理性、经济性、敏感性分析的种种需要。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
一种电动汽车充电设施的规划方法，包括步骤如下：
a使用区域人口规模、人均汽车保有密度、电动汽车渗透率指标进行区域电动汽车保有量预测。
b进行充电设施需求分析时，基于电动汽车的行为特点，总电量需求可按汽车行为类型区分为六类具有不同行为特点的电动汽车电量需求的叠加，分别是公交、物流、环卫、私家车、公务车、出租车。基于不同类车辆数量、能耗标准、日均行程计算出该区域的电动汽车充电需求总量。
c按照充电设施配置体系，转化出充电设施配置体系中各部分的日均充电量需求。例如对公交、物流、环卫车辆，考虑为在相关集团公司集中配置充电站、车辆回程时充电的配置方案；对私家车考虑一定比例的自备充电桩、一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求，从而折算出不同类充电桩的配置需要；对公务车考虑一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求；对出租车可能考虑为集团公司集中充电系统，也可能考虑为通过公共充电站解决其充电需求。通过以上配置方案，形成自备充电桩、单位专用充电桩、公共服务充电站等的不同类充电设施的充电量需求量。
d通过年利用小时数指标，将充电设施的充电量需求转化为充电功率需要。在得到充电功率的基础上，则可根据选型配置标准，考虑一定的裕度或同时率，进而计算出充电站的布点数量需求。
e可进一步考虑地形曲折系数和区域面积，计算得到公共充电设施的平均服务半径，以验证公共充电设施的布局合理性。
f可基于前述分析成果，结合空间地理信息，进行具体充电设施的选型和布局，或对不同场景特征(如不同人口规模、渗透率水平、公共交通服务密度、私人桩选型标准、私人桩配置比例、公共站快慢充配置比例等)展开敏感性分析。
实施例1
a基于某区域规划年人口规模20万人，按人均汽车保有密度0.2辆/人，计算得到区域汽车规划年汽车保有量为4万辆；进一步按规划年达到30％的电动汽车渗透率，计算区域规划年电动汽车保有量为1.2万辆；
b区分规划年电动汽车构成为公共服务类车辆、私家车和公务车、出租车三类。预测公共服务类车辆共计1000辆，由相关单位自建充电设施，不纳入需求分析；预测出租车400辆，每辆日均行程200km，出行能耗按20kWh/百公里计算，日均能耗16000kWh；私家车与公务车合计10600辆，其中公务车1000辆，私家车9600辆。私家车与公务车每辆日均行程40km，出行能耗按15kWh/百公里计算，日均耗能63600kWh。
c按照充电设施配置体系，转化出充电设施配置体系中各部分的日均充电量需求；其中公共服务类车辆充电需求由相关单位自行解决；出租车充电拟纳入公共充电站服务范围，且出租车公司不单独建立专用或集中充电站；私家车中90％按有停车位、停车位均覆盖充电桩方式予以解决；剩余10％由公共充电站提供服务；公务车按100％有停车位、100％配置单位专有慢充桩；90％充电量由单位专有慢充桩提供、10％充电量由公共快速充电桩提供考虑。从而形成规划需求：私家车充电桩配置数量不低于8640个，日均充电量为51840kWh；单位专有慢充桩不少于900个，日均充电量为5400kWh；公共充电站需要提供的日均电量总量为22360kWh。
d专用充电桩考虑配置规格为3.5kW，得到私人专用桩和单位专有慢充桩日均利用小时数为1.714h；公共充电站基于电价、建设成本分析后，评估需要达到每天5h的利用小时数才能够达到效益目标，则可得到公共充电站的总充电功率不应高于4472kW；按每站3*60kW+4*7kW的充电桩配置模式，则考虑满足经济性要求的情况下，区域公共充电站合理配置数量为不超过21.5个。
实施例2
对某区域进行电动汽车充电设施规划计算，采用以下方式：
该表格的计算中使用人口、人均保有量系数、电动汽车渗透率以进行电动汽车保有量预测；区分出租车、公共电动车辆、私家车与公务车进行充电量分析；按照自备桩80％、剩余公共站解决的方式进行充电体系配置并分别计算(年)充电量需求；最后通过年利用小时数的方式将充电量需求转化为充电桩的总需求容量，并进行了区域布局规划。
本发明能够良好的适应断面式/场景化的充电设施规划工作，对某一时间断面的某个场景、某个区域进行电动汽车充电设施配置的合理性、经济性评价，或预测其发展规模、提出布局配置方案，并进行方案合理性分析、敏感性分析及经济性评价。使用本发明可使规划方案具有显著的灵活性、经济性等特征，适合在高速公路以外的区域进行电动汽车充电设施规划中应用。满足在相关规划工作中进行现状/历史情况分析、发展需求预测、研究布局选型标准、提出选型布局方案、进行合理性、经济性、敏感性分析的种种需要。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，包括步骤如下：
a使用区域人口规模、人均汽车保有密度、电动汽车渗透率指标进行区域电动汽车保有量预测；
b进行充电设施需求分析时，基于电动汽车的行为特点，总电量需求按汽车行为类型区分为具有不同行为特点的电动汽车电量需求的叠加；
c按照充电设施配置体系，转化出充电设施配置体系中各部分的日均充电量需求；
d通过年利用小时数指标，将充电设施的充电量需求转化为充电功率需要，进而计算出充电站的布点数量需求；
e根据曲折系数和区域面积，计算得到公共充电设施的平均服务半径，验证公共充电设施的布局合理性；
f结合空间地理信息，进行具体充电设施的选型和布局，或对不同场景特征展开敏感性分析。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，步骤a中，区域人口规模、人均汽车保有密度水平、电动汽车渗透率指标属于场景定义指标，区域人口规模体现区域市政发展的目标定位或某一阶段水平；人均汽车保有密度应结合区域经济发展水平、地形特征、公共交通发展程度选择制定；电动汽车渗透率则结合区域电动汽车的发展阶段、目标、相应场景需求、区域定位等制定。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，步骤b中，总电量需求可按汽车行为类型区分为六类具有不同行为特点的电动汽车电量需求的叠加，分别是公交、物流、环卫、私家车、公务车、出租车；基于不同类车辆数量、能耗标准、日均行程计算出该区域的电动汽车充电需求总量。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，步骤c中，对公交、物流、环卫车辆，考虑为在相关集团公司集中配置充电站、车辆回程时充电的配置方案；对私家车考虑一定比例的自备充电桩、一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求，从而折算出不同类充电桩的配置需要；对公务车考虑一定比例的单位专用充电桩、一定比例的公共充电需求；对出租车考虑为集团公司集中充电系统，或考虑为通过公共充电站解决其充电需求；通过以上配置方案，形成自备充电桩、单位专用充电桩、公共服务充电站等的不同类充电设施的充电量需求量。
5.根据权利要求4所述的电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，步骤d中，通过年利用小时数指标，将充电设施的充电量需求转化为充电功率需要，充电站建设需要考虑经济回收周期，从而不同类型充电站建设可以结合其回收周期计算出最小需要的充电设施年利用小时数，确保充电站建设经济性的必要指标；在得到充电功率的基础上，则可根据选型配置标准，结合裕度或同时率，进而计算出充电站的布点数量需求。
6.根据权利要求5所述的电动汽车充电设施的规划方法，其特征在于，步骤f中，展开敏感性分析的场景特征包括人口规模、渗透率水平、公共交通服务密度、私人桩选型标准、私人桩配置比例和公共站快慢充配置比例。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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