陳 婷

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建永安，366000）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車大量進(jìn)入普通家庭，汽車帶來的環(huán)境污染、石油供給緊張等問題越來越突出，全球各個(gè)國(guó)家及汽車行業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車將成為當(dāng)代最有發(fā)展希望的交通工具[2-3]。

對(duì)于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)來講，電動(dòng)汽車接入系統(tǒng)是很重要的一部分，是發(fā)展電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)。本文主要以某市為例，對(duì)電動(dòng)汽車接入的智能配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃研究，為該地區(qū)智能配電網(wǎng)的建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù)，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

2 電動(dòng)汽車接入的智能配電網(wǎng)規(guī)劃

以某市為例：

2.1 該市電動(dòng)汽車發(fā)展情況分析

目前，該市真正意義上的電動(dòng)汽車尚無一輛，僅部分警用巡邏車、城市執(zhí)法車和旅游景區(qū)及部分企業(yè)內(nèi)部物流車輛配備以鉛酸電池為動(dòng)力電池的電瓶車。但近年來，隨著燃油價(jià)格不斷攀升，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電動(dòng)摩托車得到了市場(chǎng)的充分推廣和普及。由此分析，當(dāng)前電動(dòng)汽車在城市區(qū)域內(nèi)市場(chǎng)潛力較大，一旦條件具備及政策和配套服務(wù)建設(shè)跟上，便可得到充分的推廣和普及。通過對(duì)該市電動(dòng)汽車應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，可預(yù)測(cè)出未來五年所擁有的電動(dòng)汽車數(shù)量，如下表1所示：

表1 該市未來五年電動(dòng)汽車數(shù)量預(yù)測(cè)表（單位：輛）

表2 該市未來五年電動(dòng)汽車分年度增長(zhǎng)量的預(yù)測(cè)（單位：輛）

由表2可知，該市在政府的支持下，未來五年電動(dòng)汽車將發(fā)展迅猛，有很大的發(fā)展空間。

2.2 基于電動(dòng)汽車接入的智能配電網(wǎng)規(guī)劃

2.2.1 電動(dòng)汽車接入系統(tǒng)的意義

在文獻(xiàn)[4]中闡述了電動(dòng)汽車接入系統(tǒng)包括三部分：電動(dòng)汽車充換電設(shè)施、電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充換電站綜合監(jiān)控及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。在文獻(xiàn)[5-7]中還研究了電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

電動(dòng)汽車接入系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電動(dòng)汽車的普及起到了重要的推動(dòng)作用，對(duì)緩解能源緊張，減少溫室氣體的排放起到了關(guān)鍵性作用。同時(shí)，隨著配電網(wǎng)智能化水平的提高以及需求側(cè)管理手段的豐富，電動(dòng)汽車還能完成需求響應(yīng)等電網(wǎng)輔助服務(wù)，可以進(jìn)一步提高電網(wǎng)配電效率[8] 。電動(dòng)汽車用戶可以在不影響自身使用的前提下，通過低谷時(shí)較低電價(jià)充電和高峰時(shí)段較高電價(jià)放電來獲取直接的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 電動(dòng)汽車充換電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)

（1）電池配送站建設(shè)

首先啟動(dòng)電池配送站（移動(dòng)充電倉）建設(shè)工作，計(jì)劃提供60組電動(dòng)汽車電池，主要為該市新能源汽車示范運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目使用，推動(dòng)電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用。

（2）充電站建設(shè)

充電站主要為電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)。正常情況下，在充電站中，電動(dòng)汽車內(nèi)安裝的電池不進(jìn)行更換。規(guī)劃分期建設(shè)綜合型電動(dòng)汽車充換電站，這種充換電站具備同時(shí)為商用車和乘用車更換電池的能力，可滿足多種需求的充換電服務(wù)。

“標(biāo)準(zhǔn)化堤防”就是修建在河流周邊的大堤等擋水建筑物，在建設(shè)中做到規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，符合河道治理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)要求，其核心任務(wù)是保障河道防洪安全。2010年《淮河流域綜合規(guī)劃》將洙趙新河列入沂沭泗水系重要支流治理規(guī)劃，近期按5年一遇除澇、50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)治理，所以洙趙新河堤防將在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)施建設(shè)。

充電部分：提供20個(gè)充電位，可供四臺(tái)大型機(jī)、四臺(tái)中型機(jī)和12臺(tái)交流充電樁充電，預(yù)留8個(gè)充電位。

（3）換電站建設(shè)

換電站主要為電動(dòng)汽車提供更換車內(nèi)電池箱服務(wù)。電動(dòng)汽車當(dāng)其電池電量過低時(shí)，駛?cè)霌Q電站，由換電站內(nèi)換電設(shè)備對(duì)電動(dòng)汽車內(nèi)的電池進(jìn)行更換，把車內(nèi)電池?fù)Q成電池架上已經(jīng)充滿電的電池，汽車可以繼續(xù)運(yùn)行，換下的電池放入充電架上進(jìn)行充電。由于商用車和乘用車的設(shè)備不同建設(shè)需求也不同，所以區(qū)分商用車和乘用車換電站。初步規(guī)劃平面示意圖如圖1所示。

圖1 電動(dòng)汽車充換電站項(xiàng)目初步規(guī)劃平面示意圖

2.2.3 充換電站綜合監(jiān)控及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)規(guī)劃

計(jì)劃初步建成電動(dòng)汽車充換電站綜合監(jiān)控及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，包含了車輛運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、充換電站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、充換電站運(yùn)行管理系統(tǒng)、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)等五個(gè)方面。其功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 充換電站運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)框圖

充換電站綜合監(jiān)控及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)在于構(gòu)造一個(gè)覆蓋所有運(yùn)營(yíng)區(qū)域、提供同質(zhì)同價(jià)服務(wù)的充換電網(wǎng)絡(luò)，完成基于交通網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)在內(nèi)的智能化、信息化經(jīng)營(yíng)管理。如圖3所示。

圖3 充換電站綜合監(jiān)控及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)三網(wǎng)融合圖

（1）動(dòng)力電池的全壽命周期管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為每一箱電池實(shí)施全壽命周期管理，包含登記備案、儲(chǔ)存、充電、換電、運(yùn)行、檢驗(yàn)、報(bào)廢等環(huán)節(jié)，使換電站的運(yùn)轉(zhuǎn)井然有序。

（2）換電站監(jiān)控系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如GPRS/CDMA/3G/4G、WiFi、RFID、視覺傳感等，實(shí)時(shí)在線監(jiān)控充換電站的運(yùn)行設(shè)備、電動(dòng)汽車和電池，實(shí)現(xiàn)物物相聯(lián)，讓運(yùn)維人員對(duì)充換電站的運(yùn)行狀態(tài)了如指掌。

（3）車輛監(jiān)控系統(tǒng)。利用GIS地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛遠(yuǎn)程管理，通過地圖和公交線路的直觀顯示對(duì)運(yùn)行中的公交車輛當(dāng)前所處地理位置和運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)把握。

（4）數(shù)據(jù)服務(wù)。通過專業(yè)化的數(shù)據(jù)處理，利用強(qiáng)大的查詢統(tǒng)計(jì)功能，使得換電站對(duì)電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池的業(yè)務(wù)分析變得簡(jiǎn)單易用。

2.3 電動(dòng)汽車接入實(shí)施設(shè)計(jì)

依據(jù)智能配電網(wǎng)建設(shè)實(shí)施的總體目標(biāo)，對(duì)電動(dòng)汽車接入的短期、中長(zhǎng)期實(shí)施設(shè)計(jì)：

短期實(shí)施計(jì)劃：建設(shè)同時(shí)具備為商用車和乘用車更換電池能力的綜合型電動(dòng)汽車充換電站；建設(shè)電池配送站一個(gè)，計(jì)劃提供60組電動(dòng)汽車電池，為配送站覆蓋范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車提供電池配送服務(wù)；新建交流充電樁20個(gè)，為公務(wù)電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)的設(shè)施；配合交流充電樁的建設(shè)，建設(shè)相應(yīng)的充電樁管理控制系統(tǒng)。

中長(zhǎng)期實(shí)施計(jì)劃：新建交流充電樁100個(gè)，為社會(huì)電動(dòng)汽車和出租車提供充電服務(wù)的社會(huì)公共設(shè)施。充電分為慢速充電和快速充電，以慢充為主要形式。大部分安裝于市區(qū)新建和在建的、基礎(chǔ)設(shè)施配套較齊全的居住小區(qū)、大型商業(yè)廣場(chǎng)和大型酒店。配合交流充電樁的建設(shè)，建設(shè)相應(yīng)的充電樁管理控制系統(tǒng)。

3 結(jié)語

電動(dòng)汽車發(fā)展初期適合從中小城市發(fā)展，且市場(chǎng)發(fā)展前景良好。本文以某中小城市為例，分析當(dāng)前電動(dòng)汽車發(fā)展情況，提出基于電動(dòng)汽車接入的智能配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，為該地區(qū)智能配電網(wǎng)建設(shè)提供依據(jù)，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

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