淄博市新能源汽车充电桩发展现状及选址研究

文/商 慧，陈 高，刘洪柱，刘从臻

近年来，全球气候变暖不断加剧，石油、煤炭等不可再生能源紧缺，发展绿色环保的新能源汽车显得尤为重要。充电桩作为新能源汽车重要的配套设施，影响着此类车的发展。2010年，淄博市供电公司就已经在5个区的各个大型停车场、居民小区等建立36个充电桩。虽然充电桩的规模不断扩大，但在建设布局上仍然存在许多问题。本文分析了淄博市汽车充电桩建设现状，并依据选址优化理论提出了科学合理的规划布置。

2014年年初，淄博被列入国家新能源汽车推广示范城市。自此，政府开始在全市推广使用新能源汽车，鼓励支持市民积极购买，其数量稳步增长。截至2021年12月，淄博市新能源汽车保有量已达5万辆左右。

在加大新能源汽车推广同时，淄博市也开始扩大建设充电站等基础设施，与新能源汽车发展保持同步。根据数据统计，截止到2021年年底，淄博市电动汽车充电桩保有量已经达到3 500个左右，其中公共充电桩大约有1 500个。为了进一步推动充电基础设施的建设，淄博市于2022年3月发布了《2022年电动汽车充电基础设施建设实施方案》。根据规划，淄博将力争新增3 000多个电动汽车公共充电桩（包括综合能源港200个公共充电桩）和7 000多个社区个人充电桩。目前，淄博市的充电设施建设方式根据领域不同主要有以下4种：私人领域型、企业自用型、公共服务型和社会服务型。

2.1 充电桩选址布局困境

目前淄博市充电桩的布局范围小且数量较少，分布不均匀，主要集中在张店区的大型商场、酒店等繁荣地带的停车场。而对于经济发展相对缓慢的高青县、桓台县及博山区，充电桩的建设较少，无法满足广大用户的需求。同时由于充电桩主要的建造位置在城市中心繁华地带，这些地方通常面临着两个问题，即高收费和高服务费。经济实力的优势使得这些地区的车辆相比其他区域更多，造成停车位不足，导致一些燃油车车主将汽车停在充电桩区域，致使电动汽车无法及时充电。

2.2 充电桩充电费用问题

新能源汽车数量的增加势必引起电能消耗的增多，在这一背景下充电费用也相应提高。对用户来说，充电费用通常包括两个方面，一方面是充电基础费，另一方面为服务费。以淄博市某一家公司建设的充电桩为例，在峰时段时每度电的收取费用为1.113 4元，在平时段时每度电的收取费用为0.763 9元，在谷时段时每度电收取费用为0.414 4元。除了基础的充电费用以外，每度电还要收取0.6元的服务费用。就谷时充电来说，每度电需要支付的费用为1.011 4元。如果使用家庭电能，每度电收取费用为0.55元，相比市场上谷时段，费用得到极大地减小，这一连锁反应也造成一些充电桩的使用效率低下。

2.3 充电桩设备管理问题

随着电动汽车数量的不断增加，车主对于充电桩的质量和充电速度的要求也在提高。由于当前充电桩建设的速度比较快，而后续的设备管理维护，定期检查等服务技术无法及时跟进，使得一些充电设施出现故障时，不能快速解决。张店地区部分充电桩因为建设较早，充电设施出现断电现象未能及时更新，且工作人员的管理监督不及时，导致许多充电桩成为“僵尸桩”。有桩不能充电，给车主造成了极大不便。例如：银座地下停车场的充电桩是早期旧桩的第一代，充电口跟现在的车辆不匹配，并且现场无枪线，需要自带设备，充电过程中经常出现断电问题。此外，一些设备由于未能及时完善，出现了充电速度慢等问题，造成车辆无法充电甚至更严重的安全问题。

2.4 充电桩改进对策建议

（1）因地制宜加大充电桩建设。

近年来淄博市鼓励支持充电基础设施建设。根据因地制宜、按需设置的原则，在现有停车场的基础上扩大充电桩建设，优化充电桩的布局。采取的措施主要有：通过实施补贴政策，鼓励医院、国家电网、高等学校等机关事业单位，按照至少12%的比例建设充电桩；
建设以快速充电为主，慢速充电为辅；
简化充电设施建设流程和手续，加快建设效率；
利用传统的站点增设充电功能，将一些合适的加油站、加气站等站点改造成综合性地能源港。

（2）加强管理监督，建设充电桩信息管理平台。

目前淄博市公共充电服务平台主要是国家电网。建议相关工作人员可以加强对平台的监控，定期检查充电设备。尤其是对于一些无枪线的“僵尸桩”及时做好设备维修，保证充电过程能够顺利有效地进行，提高用户的满意度。

淄博可以参考海南省近年来的成功经验，建立更加统一的信息管理平台。将淄博市不同品牌的各类充电桩信息整合到平台，进行实时监控及管理，利用互联网大数据，对充电桩的运营、布局以及使用情况进行合理分析，确保充电设施通畅，进一步促进淄博市新能源汽车的发展。

3.1 排队论

排队论即通过对需要服务的对象所到达的时间点和服务时长进行数据分析, 从而得到服务强度、等候时长、队伍长度等统计指标量，进而对服务系统的结构进行改进优化，使其既可以满足服务对象的需求，又能够让系统的某些指标最优。由于汽车充电是一个随机性问题，所以在对充电桩进行选址时要考虑多方面的问题。在不同时间段的充电人数大相径庭，排队时长以及队伍长度也会对充电桩位置产生影响，还需考虑繁忙阶段是否会因为充电过多导致系统崩溃或瘫痪。

3.2 中心地理论

该理论早期并未应用在选址问题上，而是被使用在城市的规划布局。后来随着中心地理论的不断发展成熟，其应用范围也被逐渐扩大，在选址研究中该理论也逐渐合适。对于充电桩的位置，首先要考虑每个桩服务区域的大小。其次，在确定范围后，应选择桩的布局方式，最大限度地提高整个充电系统的效率。可以使用该理论中六边形网络的布局图，来对充电桩需要建设的位置进行布置。

经对淄博市新能源汽车未来的发展趋势进行调查，初步将汽车数量与充电桩的数量比例设置为28∶1，充电时间大约为85分钟。通过对淄博市内的充电需求分析，发现每辆车每周大约充2次电，周五周六充电时长大约为20小时，为充电高峰期，而其余时间大约为14小时，在此期间每个充电桩都能充分利用。默认用户在周五或周六以相同的概率充电一次,其余时间等概率随机充电一次。运用排队论分析,在保证排队长度的条件下，可大致确定充电桩的数量。由计算得出，在当前电动汽车数量下，最少需要建设40个充电站，才能满足用户的需求。

中心地理论要求充电桩的位置必须充分考虑经济性与便利性。综合来看,淄博市火车站既是淄博市的中心位置，又有多条路线交叉，多方人员在此聚集。因此，将选址原点设在此附近是最好选择。通过将理论优化布局结果与既有充电站布局进行比较，本着合理布局、适度超前的原则，淄博市将在既有充电站的基础上再扩建9座充电站，如图1所示。

随着新能源汽车数量的不断增多，急需解决充电桩的数量及规划布局问题。本文研究了淄博市新能源汽车充电桩现状，分析了充电桩当前存在的问题，选取两种充电桩选址理论，对充电桩布局进行了合理优化，以促进充电桩与新能源汽车行业的协同发展。