■国网浙江省电力有限公司杭州市富阳区供电公司 杨志超 吕 捷 杨千慧

全球能源危机日益增长，环境问题逐渐严峻，世界各国都在加快发展绿色可再生能源系统，中国于2020年提出“3060”目标。交通出行的电能替代是实现节能减排的有效途径，随着国家对电动汽车行业发展的大力推广及补贴、螺旋增长的国际油价等，传统的消费者购车偏好逐渐发生改变，电动汽车规模日益扩大，电动车主们对充电基础设施的需求也急剧增加。然而，商业综合体内充电时间短的大功率超级充电桩数量有限，更多的电动车主还是更青睐于回家充电。同时政府鼓励在社区中增加新能源汽车停车位，加装公用充电桩以及进行电网增容，通过建立服务便利的充换电网络，增加个人对于电动汽车的接受度，促使居民选择更加低碳的出行方式[1]。基于此，本文对小区居民电动汽车充电（CEVC，community electric vehicle charging）的管理模式与营销对策进行研究，探索如何保证电动汽车车主充电满意度的同时，实现电网负荷曲线削峰填谷，降低电网设备投资，同时保障电网安全可靠运行。

CEVC存在的问题

结合CEVC的基本情况，对CEVC的相关问题进行研究，为后续电网对策的合理实施提供帮助，完善电动汽车充电基础设施建设，以满足爆发式增长的小区电动汽车需求。

老旧小区充电设施难以配置

城镇老旧小区建成年代久，由于原有设计施工标准相对较低、维修养护责任不到位等因素，普遍存在许多突出问题。（1）城镇老旧小区普遍容积率低而建筑密度大，内部接电无管廊或通道受阻，电力等市政基础设施管网破损，车主缺乏在停车位建设充电桩的条件，且CEVC负荷需求大，原有配变承载能力难以满足，无法实现“家门口”充电。（2）作为仅能满足部分居民需要的充电设施，发动居民形成建设共识难度较大。（3）由于新能源汽车的配套设施属于新增需求，获得小区物业或居委会配合难。

充电高峰加剧电网承载困难

电动汽车充电不仅会影响配电网的负荷平衡，而且受电动汽车充电规律影响，电动汽车车主充电时间多重叠在用电高峰时段，这样的充电行为会导致电网峰谷差增大，使电力系统过载，电网效率降低，加重配电网负担[2]。充电高峰电网承载困难具体体现在两方面：（1）普通充电桩的功率在7 kW左右，且瞬间充电电流很强，很多小区特别是城镇老旧小区供电设施承压不够；（2）随着电动汽车的爆发式增长，大规模负荷逐步接入电网，将进一步增大电网峰谷差，对电力系统带来巨大冲击。

基于政企联动的CEVC的改进措施

基于CEVC基本情况及相应问题的研究，结合电网配置的相应需求，配合政府老旧小区改造，通过管理方法和技术手段对CEVC对策进行研究，完善小区电动汽车充电基础设施建设，以满足小区电动汽车需求，同时保障电网安全可靠运行。

开展负荷预测，提前管控

通过政企联动做好负荷预测，小区充电设施建设应考虑三方面规划需求。（1）可采用电动化率法、回归分析法等，结合片区过去几年电动汽车增长率进行负荷预测；（2）采取需求调研方式，通过政府、居委会、供电公司等主体渠道，对小区电动汽车充电需求进行调研，结合购车需求等了解小区电动汽车充电需求；（3）通过大数据分析等技术，获取并预测小区外来车辆等临时性CEVC需求。结合上述三方面进行CEVC负荷预测，完善小区充电桩建设规划，以满足未来3～5年CEVC负荷需求。

完善电网布点，可靠供电

合理选择已有配变。通过政府老旧小区改造，协调解决内部接电无管廊或通道受阻等困难，对周边电力供应充足的小区，确定已有配变接入的最优方案。具体做法为：通过查看小区供电线路及配变负荷等情况，分析小区周边供电线路及配变的负载率、高峰时段负荷，排除负载率高的已有配变，选择合适配变进行接入。同时合理设置配变接入通道及电缆敷设方式，避开或绕越水管等易受潮部位、人防通道等特殊位置。

优化布点新上配变。通过政府老旧小区改造，对小区周边配变进行增容布点，明确小区新上配变位置及供电路径。（1）围绕CEVC用电需求开展建设。增容布点须考虑满足未来5年CEVC需求，优先开展现有电网无法满足充电需求的小区。（2）优化选址及通道设置。配变选择须充分考虑线路负载率及接电便利性，解决河道等特殊地段供电难问题，结合供电需求、通道可行性等确定最优供电路径。

加强需求侧管理，有序充电

通过负荷控制方式，限制高峰时期电动汽车充电设施功率，避免公变高峰时段超容过载，降低线路及配变负载率，保障电网供电安全。是丰富居民充电时段，加大居民峰谷价差，利用主从博弈等技术手段制定实际有效的经济措施，引导用户有序充电，实现电网削峰填谷。利用电动汽车储能属性，在充分考虑充电费用、电池电量损失、电池寿命损耗等成本后，制定电动汽车电网上网机制，引导用户通过V2G模式在电网高峰时向电网送电，缓解电网高峰负荷压力。

加强需求侧响应，网荷互动

基于分时电价及实时电价的峰谷价差，通过帕累托均衡确定电动汽车充电舒适性与经济性的多目标最优组合，采用启发式算法制定电动汽车充电时间，通过需求侧响应实现小区电动汽车网荷互动。具体做法为：在综合考虑用户的充电需求和电网负荷水平的基础上，以CEVC的舒适性、经济性，电网削峰填谷为目标，以用户用电需求、电动汽车充电价格及电网配变承载能力为制约条件，建立CEVC的多目标优化问题，通过遗传算法等启发式算法进行求解，明确电动汽车充电时间及功率，由用户自主响应降低电网设备投入成本和电动汽车用户的充电成本，并有效实现充电负荷削峰填谷。

关注老旧小区，快速响应

根据国家发展改革委等部门《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》，结合城镇老旧小区改造及城市居住社区建设补短板行动，因地制宜推进既有居住社区充电设施建设，为用户充电创造条件。（1）落实设施用地。在征得居民同意且不违反规划的前提下，允许利用小区及周边存量土地资源，配建一定比例的公共充电车位，建立充电车位分时共享机制，政企联动多渠道落实设施用地；（2）鼓励统建统营。鼓励充电运营企业或居住社区管理单位接受业主委托，开展居住社区充电桩“统建统营”，鼓励“临近车位共享”“多车一桩”等新模式；（3）促进规划统筹。电动汽车充电设施的专项规划应充分利用线上线下手段，主动与城镇老旧小区改造计划有效对接，同步推进实施。

总结

本文结合电动汽车大规模接入的基本情况，分析了电动汽车配套设施建设中存在的困难，并从电网的实际出发，从电动汽车负荷预测、电网配套及布点、需求侧管理、网荷互动以及老旧小区设施落实5个方面提出相应对策，在保证电动汽车车主充电可靠性、舒适性、经济性的前提下，确保经过合理的电力营销对策，实现电网电力曲线削峰填谷，保障电网安全可靠。