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电动汽车充换电需求分析与预测

陈楚月  
【摘要】:伴随世界石油资源的供需紧张和车辆排放法规的日趋严格,以电动汽车为代表的新能源汽车已成为汽车工业发展的趋势所在,并已开始在世界范围内得以推广应用。我国自2001年开始大力推行电动汽车发展,虽然仍未实现普遍商业化,但随着技术的进步和基础设施布局的完善,电动汽车必将实现大规模增长,其带来的电力能源需求也将会对电力系统运行带来挑战。此外,电动汽车的大规模普及依赖于完善的电力补充基础设施网络,但电力需求的不确定性导致的充电设备容量和服务容量的不确定性影响了电动汽车基础设施投资建设的积极性。因此,做好电动汽车的电力需求分析和预测工作,对电力系统加固现有电力网络和规划未来电力网络配置,大力推动电动汽车产业发展,减少车辆对环境的污染并缓解对石油资源的消耗具有重要的意义。 但是,在对未来电动汽车带来的电力需求进行预测时,由于目前电动汽车的电力补充技术标准并未统一,存在着整车接入电网进行充电和更换电池组进行换电的两种电能补充方式,导致电能补充的行为具有较强的随机性,且电动汽车属于新兴发展行业,缺乏历史规模数据和电力负荷数据,发展过程还受到多种不规则因素的影响,导致对未来电动汽车规模增加后带来的电力需求的预测存在困难。 本文针对研究存在的困难提出了如下解决思路:首先,将电力需求根据电力补充方式的不同分为充电需求和换电需求,根据影响充电需求和换电需求的因素进一步确立了按照电动汽车用途类型的分类标准进行后续研究。第二,对于电动汽车属于新兴发展行业,市场规模发展受到多种不规则因素影响的问题,本文提出了基于TEI@I方法论的电动汽车市场规模预测方法,该方法在TEI@I方法论上有所创新,将复杂动态的市场规模预测问题进行分解,对于影响市场发展的不规则因素运用专家意见法进行影响范围的量化。对于结构化数据可预测的发展趋势部分,考虑其新产品的特性以及缺乏历史规模数据的特点,运用了间接预测传统燃油汽车市场规模和电动汽车保有比例相结合的方法。在间接预测传统燃油汽车市场规模时,对其线性发展趋势和非线性发展趋势分别采用了组合预测方法和灰色系统模型,在预测保有比例时采用了Bass市场扩散模型。最后对分解得到的各部分的预测结果进行集成,得到了未来电动汽车的市场规模发展情况。第三,对于电动汽车缺乏历史负荷数据,无法按照传统电力需求预测的方法来进行分析研究的问题,本文从电动汽车的电能补充行为角度出发,建立了车辆行为模型来描述电动汽车进行电力补充的过程。在按照电动汽车用途类型分类的标准下,讨论了各种用途类型的电动汽车适合采用的电能补充方式,在设定了不同用途类型电动汽车所采用的电能补充方式以及电力补充基础设施建设运营的基本策略背景下,按照电力补充行为的规律和各用途类型电动汽车投放运营的特点,对电动公交车按照电动公交车的投放线路进行了换电需求预测,对电动出租车按照市场运营车型进行了换电需求预测,对电动公务车和电动私家车按照日均出行距离进行了充电需求预测,并分析了预测结果的实践意义。最后以北京市为例进行了实证分析。 本文的研究对电动汽车需求领域进行了补充,研究结果可为政府推广策略和汽车生产商的未来生产方向决策提供依据,为电网调控电力和充电设施建设规划以及运营决策提供意见和参考。


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