电动汽车充电基础设施与电网互联问题研究

电动汽车充电基础设施与电网互联问题研究

段宇航

中原工学院

摘要：电动汽车已经成为了我国城市交通出现的重要工具，电动汽车同时也在全球各地都得到了广大的推广和使用。随着电动汽车市场规模的扩大，充电的基础设施的建设越来越重要。为了保障充电基础设施正常的使用，需要与电网互联相结合，才能保证电动汽车充电基础设施与电网平稳运行及利用。对此，本文对电动汽车充电与电网互联的策略进行研究，供参考。

关键词：电动汽车；充电基础设施；电网互联；策略

引言

在新能源汽车广泛普及与交通领域绿色转型的时代背景下,大力发展电动汽车充电站不仅有助于推动新能源汽车产业的蓬勃发展,降低碳排放,保护生态环境,更能催生充电技术、智能电网等相关产业的兴起与壮大,形成产业协同发展的良好格局。充电站作为我国城市基础设施的重要组成部分,与电网互联合理规划与高质量发展,对于提升城市形象、增强其可持续发展能力具有不可忽视的作用。

1加快电动汽车充电设施重要性

一是加快推动能源绿色低碳转型。严格项目节能审查，加强碳排放形势分析，有计划分步骤实施能耗双控向碳排放双控转变。全面提升能源利用率。大力发展非化石能源，积极开发利用海上风电、分布式光伏、生物质能等可再生能源。优化利用化石能源，有序推进天然气在发电、工业、商业、交通、民生等领域的高效利用。加快终端用能电气化，加快新能源汽车推广应用，加快电动汽车充换电设施建设。二是着力打造绿色低碳产业体系。以智能制造为主攻方向推进新一代信息技术和制造业融合发展。将绿色设计、绿色技术工艺、绿色生产、绿色供应链等贯穿产品全生命周期，构建绿色制造体系。严格项目节能审查和环评准入，坚决遏制高耗能高排放低水平项目盲目发展。三是加快城乡绿色低碳发展。大力发展超低能耗建筑，开展近零能耗建筑、零碳建筑试点示范。建设低碳交通运输体系，完善基础设施网络，优化交通运输结构，推广节能低碳型交通工具。大力发展循环经济，推动资源节约集约循环利用。

2电动汽车充电与电网互联中存在的问题

2.1充电设施数量不足

当前，我国电动汽车充电设施建设虽然取得了长足进步，但仍难以满足电动汽车保有量快速增长带来的充电需求。尽管充电桩数量呈现高速增长态势，但与电动汽车产销量相比，充电设施建设速度明显滞后，充电设施数量不足的问题在一、二线城市表现尤为突出。截至2023年底，我国电动汽车保有量已突破1000万辆，但公共充电桩数量仅为117.5万个，车桩比高达8.5∶1，远高于国际公认的合理车桩比3∶1。充电设施数量的严重不足，使电动汽车的充电时间大大延长，严重影响了用户充电体验。高昂的土地成本、电网改造难度大等因素，使得充电设施建设举步维艰。面对电动汽车井喷式增长的态势，亟须加快充电设施的建设步伐，切实提高充电设施密度和覆盖范围，为电动汽车的推广、普及提供有力支撑。

2.2电网负荷管理与电动汽车充电需求的匹配问题

电动汽车充电时间及位置不确定，用户一般会选择在家，工作场所或者公共充电站进行充电，这一充电需求分布特征增加了电网负荷管理的难度。特别是用电高峰期大量电动汽车一次性充电易造成局部电网负荷超负荷运行甚至造成电网故障。电动汽车充电功率大、对电网瞬时负荷冲击大，传统电网已很难满足这一急剧变化的负荷要求，电网稳定性受到了严重考验。另外电动汽车充电需求季节性与时间性的不同也给电网负荷管理带来了更多的要求。比如电动汽车在冬季充电需求量较大，夏季充电需求量比较小，这一需求的改变增加了电网负荷预测与管理的困难。电动汽车充电等用电需求的冲突也增加了电网负荷管理的复杂性。如何既能保障居民及工业用电需求又能满足电动汽车充电需求已成为当前电网管理中的一个重要问题。3电动汽车充电与电网互联的策略

3.1建立多因素选址模型

在准确把握充电需求的基础上，电动汽车充电设施布局还应综合考虑诸多因素，构建多元化的选址模型。（1）交通流量是充电设施选址的重要依据，应优先在交通流量大、电动汽车保有量高的区域布局充电设施，并重点关注居民出行、货运物流的主要通道。（2）充电设施对用地类型也有较高要求，应在居民区、写字楼、商场、公共停车场等停车时间较长且充电需求旺盛的区域重点布局，综合考虑停车泊位数量、车位周转率、与建筑的距离等因素，最大限度提升充电设施利用率。（3）电网容量是制约充电设施布局的硬性条件，大功率快充设施对电网容量和负荷能力提出了更高要求，选址过程中要充分评估所在区域电网的供电能力，审慎选择具备扩容改造条件的变电站，避免盲目上马项目造成浪费。兼顾交通流量、用地类型、电网容量等多重因素合理布局电动汽车充电设施，增强不同因素间的匹配度和耦合度，实现充电基础设施布局的科学化、精细化、最优化。

3.2推动充电设施与电网的双向互动，实现能源的高效利用

促进充电设施和电网双向互动是高效利用能源的重要途径。利用V2G（VehicletoGrid）技术实现电动汽车充电时既能向电网供电又能向电网回馈所存储的电能，有助于电网平衡用电高峰期的负荷和减轻电网的压力。该双向互动模式在提升电动汽车能源利用效率的同时还提升电网灵活性与稳定性。充电设施和电网双向互动能够推动电动汽车充电和新能源发电融合发展。以智能充电系统为例，电动汽车能够在风能和太阳能等新能源发电的高峰期充电，从而达到清洁能源有效利用和降低对传统化石能源依赖程度的目的。另外双向互动模式也能提升充电设施运行效率与服务水平。比如通过智能调度系统能够根据电动汽车的充电需求以及电网负荷合理的安排充电时间以及充电功率等参数，从而提高充电效率以及缩短用户的等待时间。促进充电设施和电网双向互动尚需强化政策支持及技术创新。如通过建立相关政策法规激励电动汽车用户加入电网互动并给予相应经济激励等；同时通过技术研发及应用提高了充电设施-电网交互智能化程度，使充电设施-电网高效稳定地运行。

3.3加强消费端充电知识学习

教育使用和维护公共充电设施对车,提辆升性用能户、电体池验寿感命和安全至关重要。消费者应了解自身车辆的充电需求,选择合适的充电设施。同时,要熟悉充电设施的类型及型号,如交流和直流、快充和慢充,它们在功率、时长和使用注意事项上有所不同。掌握充电设施的使用方法同样关键,包括如何连接接口、启动充电以及应对充电中断等突发事件。此外,学习充电设施维护知识也必不可少,正确放置和归位设施,进行必要的维护操作,能延长设施寿命,提升充电站效率。

结束语

在新能源汽车充电设施领域，面对快速发展的市场需求和日益严峻的技术挑战，采取有效的优化策略不仅是行业发展的必然选择，更是推动新能源汽车可持续发展的关键所在。在未来的实践中，行业应不断探索和深化与电网互联的创新，完善充电基础设施的建设，加强技术标准的统一与协调。超快充、大功率充电设施服务能力较强，非常适合公路场景，超充技术的提升与推广需要整车厂、动力电池厂、电网等多方整体协调联动，要在用户体验、经济回报、基础设施配套条件上都有较好规划，尽可能满足用户需求。通过这些努力，可以在确保充电安全、提高充电效率的同时，为新能源汽车的普及和环境保护贡献力量。

参考文献

[1]赵杨洋,郭彦.基于PPP模式的新能源充电基础设施投资风险管理[J].新型工业化,2021,11(09):234-236.

[2]史广宇.基于数据驱动的电动汽车充电基础设施规划方法研究[D].北京交通大学,2021.

[3]我省加快实施绿色出行“续航工程”,推动充电基础设施建设[J].福建交通科技,2021,(08):111.