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摘要：电动汽车充电站是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施,对电动汽车的充电需求进行了分析,提出了发展电动汽车对充电技术的要求,分析了影响电动汽车充电站规划的几方面因素,并对其布局规划提出了原则性建议。
关键词：电动汽车；充电站选址；布局优化
引言
电动汽车属于新能源车，能够有效的缓解空气污染，新能源汽车也是未来汽车发展的主要方向。但是，就目前而言电动汽车基础设施跟不上，尤其是电动汽车充电站较少，而且投入成本相对较大，这就使得提高电动汽车充电站的布局显得尤为重要。优化空间布局不仅能够节省充电站设备，提高设备利用率，而且能够最大限度的满足消费者的需求。
1•影响电动汽车充电站布局的因素
1.1•动力电池特性
不同种类动力电池具有不同的充电特性,最佳充电率在0.2~2.0C之间。电池系统额定电
压相同的情况下,最高充电电压由于电池种类、结构型式上的区别也体现出一定的差别。充电电流越大、充电电压越高,单车充电功率需求越大,导致充电站容量需求越大。对于不同种类的电池,充电方法及充电控制策略也不同。应根据其电池特性不同采用不同的充电方法,如恒流法、恒压法、恒流限压法及特定曲线法等。电池组充电控制的策略,无论侧重于电池安全,还是保证最佳续驶里程,或是两者间折中,确定的充电参数都存在一定差异。
1.2•充电时间
不同运行模式的电动汽车对充电时间提出了不同的要求,而充电时间的不同需要不同的充电方式来满足。在对充电时间要求不高的情况下,可在停运时间利用电力低谷进行常规充电,延长车辆的续驶里程,如夜间停止运行的公交车辆、公务车、特种车辆或社会车辆等;在充电时间较为紧迫的情况下,需要采用快速充电或电池组快速更换及时实现电能补充,如出租车和在线路上运行的公务车或社会车辆等。
1.3•充电场所及其他环境条件
动力电池充放电工作效率受充电场所及环境条件的影响,尤其是受环境温度的影响。在常温下,电池充电接受能力较强,随着环境温度的降低,其充电接受能力逐渐降低。低温时电池放电效率降低,在同样的运行机制和行驶里程下,车辆能耗高、电池放电深度大。同样,在低温下动力电池充电效率也降低。因此,随环境温度降低,充电站功率需求将增加。建设充电站时应尽可能保证其环境温度有利于电池充电要求。
2.充电技术发展对充电站的要求
(1)充电快速化
在目前动力电池不能直接提供更多续驶里程的情况下,如果能够实现电池充电快速化,从某种意义上也就解决了电动汽车续驶里程短这个致命弱点。对电动车用动力蓄电池的充电快速化要求不同于对常规蓄电池的要求,它应具有充电时间短、充电效率高以及对蓄电池使用寿命影响小的特点。
(2)充电智能化
制约电动汽车发展及普及的最关键问题之一是储能电池的性能和应用水平。与电动车身、驱动电机、控制技术等方面的发展相比,电池的充、放电技术仍很落后,需要在优化现有电池智能化充电方法和开发新型高性能电池等方面努力。优化电池智能化充电方法的目标是要实现无损电池的充电,监控电池的放电状态,避免过放电现象,从而达到延长电池的使用寿命和节能的目的。同时,对电池进行实时的或定期自动检测、诊断和维护,最大限度的保证电池的可靠运行。
(3)电能转换高效化
提高充电装置的电能转换效率,采用高效充电装置对降低电动汽车运行能耗具有重要意义。不同类型充电装置机的电能转换效率存在巨大差别。对于充电站,从电能转换效率和建造成本上考虑,应优先选择具有电能转换效率高,建造成本低等诸多优点的充电装置,如集中隔离型充电装置等。
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4 充电站的设置应满足城市总体规划和路网规划要求
充电站布局是对不同区域的充电站需求条件分析后得出的结果,但是充电站具体选址定点还须考虑其实施的可能条件。充电站的选址定点应结合地区建设规划和路网规划,以网点总体布局规划为宏观控制依据,经过对布局网点及其周围地区规划选址方案的比较,确定网点设置用地。从长远考虑,充电站的设置应有与城市规划和路网规划相匹配的统筹规划。政府应对充电站的建设应采取市场准入制度,根据城市发展规划及电动汽车推广应用情况对充电站布局建设做出科学规划安排,防止出现一窝蜂的重复投资现象,减少投资浪费。
5 充电站的设置应充分考虑本区域的输配电网现状
电动汽车充电站运营时需要高功率的电力供应支撑,在进行充电站布局规划时,应与电力供应部门协调,将充电站建设规划纳入城市电网规划中。城市电网规划是城市电网发展和改造的总体计划。将充电站布局规划纳入到城市电网规划中,可以提高充电站电能供应的安全性和稳定性,为充电站运营提供可靠的电力供应保障。另外,由于电动汽车充电设备是一种非线性负荷,工作时产生的谐波电流很高,谐波注入电网会造成电能质量降低等负面影响。在充电站快速短时充电时,由于负荷变化太快,冲击电压也可能对电网造成影响。这些都需要在建设充电站时予以考虑。
6 电动汽车充电站的布局优化措施研究
在电动汽车充电站的选址研究中，涉及的因素较多，这就需要根据专家评选标准进行选址，并且将选址出来的地址进行综合评价，并从这些选址的地址中进行优化选址，找出更加适合的地址，本文就针对这些问题进行了向量机选址探讨，希望通过该模式能够选址较好的充电站位置。
6.1基于向量机的模型构思
由于目前电动汽车的发展规模还较小，因此电动汽车充电站的数量也比较少，这在进行样本分析的时候就难以有效的分析出最终结果，因此根据这一特点文章选用了向量机的模型进行选址评价，该模式主要能够根据小样本的特征进行样本数据分析评估，还能够将充电站选址评价指标映射到高维特征空间，以解决充电站选址影响因素的非线性赋权问题，从而准确体现评价指标与结果之间关系。选址该模型时首先需要确定数据样本，包括测试样本和训练样本，当然对样本进行评估的指标将近30项左右，选择的时候不可能将每一项指标都用上，那样会浪费大量时间和精力，这个时候就需要缩减工作量，从众多指标中选择主成分指标进行分析，通过对电动汽车充电站选址评价指标体系进行主成分的提取，达到降维的目的。
6.2.基于向量机模型布局优化分析
（1）数据的收集和主要成分分析
收集数据是相对复杂的环节，只有完善的数据信息才能为选址做出相对准确的分析。
应用电动汽车充电站选址评价指标体系，采用主成分分析法对指标进行缩减，这种方法能够有效的对评价指标进行信息处理，能够减小各个指标间的关联性，有效简化问题。
（2）选址模型求解
采用支持向量机（SupportVectorMachine，SVM）对给出的电动汽车充电站站址进行排序，将计算出的数据分为训练样本和测试样本。为了评价结果能够更加精确，可以将数据中的前几组进行向量机样本检验，然后将结果作为测试样本，并用训练样本进行测试，得出相应的回归函数以及参数，最后通过支持向量机测试样本，得出的数据来衡量优劣状况。
（3）定容模型计算
根据以上模型可以看出，通过数据分析得出较为有利的充电站站址，然后通过需求理论得出充电站的容量，再对该区域内的电动车状况进调查了解，最后得出实际充电的需求数据。对实际规划区内各电动汽车的位置进行统计，并对各个电动汽车按照充电需求点的划分原则进行划分，然后对需求点的位置进行确定，并求出每个需求点对应的充电车数量，最后根据具体的情况设定为不同的需求点。
参考文献：
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论文作者:赵立达
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签：充电站论文; 电动汽车论文; 布局论文; 电池论文; 样本论文; 电能论文; 需求论文; 《电力设备》2017年第30期论文;