廣東電網公司珠海供電局電能替代典型案例（電動汽車充電站）分析

何藝卿

?

廣東電網公司珠海供電局電能替代典型案例（電動汽車充電站）分析

何藝卿

（珠海電力設計院有限公司，廣東 珠海 519000）

選取珠海市由當地電網公司投資的關于電動汽車充電站建設的一個案例，分析了電能替代在新能源汽車行業應用的技術方案和社會效益、環保效益、經濟效益，總結了項目建設的經驗和成果。

電能替代；新能源汽車；電動汽車充電站；項目效益

1 電動汽車充電站簡介

“電動汽車充電站”是指為電動汽車提供電能補給的相關設施總稱，一般包括供配電系統、充電設備、監控管理系統、計量系統及安裝場地、防護設施、通風及消防設施等。在公交汽車停靠站時利用短時快速充電設備向汽車電池模塊充電。電動汽車不再依賴汽、柴油作為燃料，有效減少了碳排放。

2 技術應用案例

以珠海市海虹路公交巴士充電基礎設施業擴配套工程為例，詳細闡述電能替代技術的應用。

2.1 項目摘要

珠海市海虹路公交巴士充電基礎設施業擴配套工程基本情況如表1所示。

表1 珠海市海虹路公交巴士充電基礎設施業擴配

項目名稱珠海市海虹路公交巴士充電基礎設施業擴配套工程 投資單位珠海供電局技術類別電能替代 業主單位珠海供電局竣工日期2016-10-20 投資模式供電局投資，公交集團運營項目投資/萬元844 項目年收益/萬元574.875靜態回收期/年2.29 年替代燃油/萬千瓦時821.25節增加電費/萬元647.18 年減少當地污染物排放量減少二氧化碳排放約3 240 t減少二氧化硫排放約144 t減少氮氧化合物排放約43.2 t減少碳氫物（HC）和顆粒懸浮物（PM）排放約59.04 t

2.2 項目背景

新能源汽車在近二十年內發展迅速，隨著資源、環境問題日益嚴峻，綠色、低碳、環保的出行方式越來越受到人們的青睞，大力發展新能源汽車是大勢所趨。近年來，珠海市委、市政府認真貫徹落實國家及省相關工作部署，加快新能源汽車推廣應用。

珠海市海虹路公交站是珠海公交集團設置在香洲區的一座樞紐公交站，目前班車線路共計9條，分別是L1路（海虹總站—大橋口岸樞紐）、B2路（海虹總站—湖心路口站）、B3路（海虹總站—湖心路口總站）、4路（海虹總站—夏灣）、5路（海虹總站—灣仔）、12路（海虹總站—大橋口岸樞紐）、14路（海虹總站—長隆）、16路（海虹總站—南屏科技園）、204路（海虹總站—平沙）。單程班次總運行線路約300 km。

在海虹路公交總站實施電動汽車充電站建設項目，不僅可以減少汽、柴油電動公交巴士的數量，也可以大幅減少珠海市香洲區的碳排放環境污染，是響應珠海市政府“新時代新發展理念”“打贏藍天保衛戰”的有效措施。

2.3 項目技術方案

2.3.1 項目技術原理

從項目附近的10 kV開關站或者10 kV開關箱敷設高壓電纜至充電站箱式變電站，將10 kV電能變換成0.4 kV低壓電源，通過充電設備交直流轉換裝置，將0.4 kV、50 Hz的進線電源轉換為直流電流480 A，電壓為250～750 V，并將電源送至位于公交泊車位處的充電槍，再通過標準接插件與電動公交巴士實現電能輸送和充電。

2.3.2 項目技術方案及工藝流程

海虹路公交充電站系統包括供配電系統、充電設備以及其他敷設設施。供配電系統由高壓電力電纜、箱式變電站、開關柜組成；充電設備由交直流轉換設備、充電槍組成。海虹路公交充電系統整體框架如圖1所示。

海虹路公交充電站項目變電所由香洲區10 kV華海開關站作為輸入電源，經由10 kV高壓電纜引接至10 kV海虹新村#2開關箱。在充電站內設置800 kVA預裝箱式變電站4臺，將電壓從10 kV變換為0.4 kV后，由低壓電纜引接至充電設備的整流裝置，變電所內設置變壓變頻裝置，將電源（0.4 kV、50 Hz）轉化成電動公交巴士所需電源的制式，經直流電纜送至位于公交站臺停車位的充電槍內，再通過國際標準的高壓電纜連接器向電動公交巴士供電。

海虹路公交充電站為站內共8個停車位提供充電直流電源，根據要求，每個停車位由1套變頻電源系統和1臺充電槍提供直流充電電源，每2個停車位配置1臺箱式變電站，每個停車位的充電槍配備2條專用的電纜連接器，可同時向1臺公交巴士充電，提高充電速度，降低充電時間。電源系統容量為4臺800 kVA變壓器組成，每臺箱式變電站由1臺10 kV進線開關柜、1臺計量柜、2臺0.4 kV出線開關柜、1臺變壓器、1組無功補償電容器組成。每臺箱式變電站為2臺充電設備提供電源，總容量為2×360 kW。充電站內同時配備充電系統控制柜和自動化屏，為充電系統各設備提供在線監測和控制功能。充電站的照明、動力及其他設施用電由1臺箱式變電站低壓柜引出，負責為充電站內照明、直流屏、通風等提供二次電源。

整個系統電氣線路如圖2所示。

圖1 海虹路公交充電系統整體框架圖

圖2 海虹路充電站電氣單線圖

2.4 項目實施過程

2.4.1 具體過程

具體過程包括：①現場開挖4臺箱式變電站土建基礎及16臺360 kW直流充電樁土建基礎、雨棚基礎；②箱變設備到貨及充電樁設備到貨，安裝及調試；③整流設備及控制系統、自動化屏柜到貨，安裝及調試。

2.4.2 項目實施方式

珠海供電局作為投資方和設備資產方，珠海公交集團作為充電站場地提供方和后充電站使用操作方，深圳市科陸電子科技股份有限公司作為設備供應商，現場設計、施工由珠海供電局負責。

2.4.3 項目實施周期

項目實施周期為2016-06—2016-10-20.

2.5 項目效益

2.5.1 經濟效益

公交巴士汽車的燃油的成本主要受油價波動、使用的燃油種類、公交巴士運行狀況等多方面因素影響。一臺公交車一天按照行駛250 km，每100 km平均大約消耗35 L汽油，一天大約消耗87.5 L汽油。按照92號汽油每升人民幣7元計算，一臺公交車一天的燃油成本約為612.5元。按照目前海虹路公交站一共9條運營線路，每條線路安排8臺公交巴士計算，海虹路公交站一年的燃油成本約為612.5×9×8×365=1 609.65萬元。

根據國家推廣節能減排及電能替代的相關規定，電動公交巴士充電基礎設施用電享受扶持電價（參照充電站大工業電價），成本為0.680 5元/千瓦時。如果本項目充電系統供電費用收取不享受充電站大工業優惠電價，則按照商業電價0.873 3元/千瓦時計算。

純電動大巴車單位里程耗電量約為1.25 km/kW·h。按照每臺電動公交巴士每天行駛250 km計算，每臺公交巴士每天需要250×1.25=312.5 kW·h。如果按照用電享受扶持電價0.680 5元/千瓦時計算，一天的成本約為312.5×0.680 5=212.66元。同理可計算出海虹路公交站一年的電費成本是212.66×9×8×365=558.86萬元。

根據大工業度電成本，在收取0.680 5元/千瓦時的岸電供電費用的基礎上，每月加收23元/千伏安的基本電費。本次海虹路公交充電系統容量為3 200 kVA，則年基本電費為23×3 200×12=88.32萬元。

按照珠海供電局每千瓦時電能收取0.7元的充電服務費，則海虹路公交站年付出充電服務費約0.7×312.5×9×8×365=574.875萬元。

上海虹路公交站一年的用電總成本為558.86+88.32+574.875=1 222.055萬元。

公交集團一年可節約燃油成本費約1 609.65－1 222.055=387.595萬元。

按照上述章節計算，海虹路公交充電站一年總用電量為250×1.25×9×8×365=8 212 500 kW·h。

按照每千瓦時電能收取0.7元的充電服務費，總收益為0.7×8 212 500=574.875萬元。

根據本項目投資，每個360 kW充電樁按105萬元綜合投資考慮，本項目總投資約844萬元。按25%自有資金，75%貸款，貸款年利率為4.9%，自有資金為211萬元。項目建設期為4個月，運營期25年。年運行維護費按固定資產原值的2.5%考慮，城市維護建設稅率7%，教育附加稅率3%.按照每千瓦時電能收取0.7元的充電服務費，在年利率為4.9%的情況下，投資回收期約為2.29年。

2.5.2 環境效益

在排放控制方面，公交巴士尾氣中包含的有害物質有氧化硫、二氧化碳、顆粒懸浮物，采用電動公交巴士可消除廢氣排放。

在噪聲抑制方面，燃油公交巴士在靠站后啟動的時候噪聲超過60 dB，電動公交巴士則可控制在30 dB以內。1臺電動公交巴士每年可減少二氧化碳排放約45 t，減少二氧化硫排放約2 t，減少氮氧化合物排放約0.6 t。折合海虹路公交站9條線路的所有公交巴士減排數據如下：

減少二氧化碳排放約：45×9×8=3 240 t。

減少二氧化硫排放約：2×9×8=144 t。

減少氮氧化合物排放約：0.6×9×8=43.2 t。

減少碳氫物（HC）和顆粒懸浮物（PM）排放約：0.82×9×8=59.04 t。

2.5.3 社會效益

此外，珠海海虹路公交充電站是貫徹落實網省公司構建“一主兩翼、國際拓展”的產業布局，大力拓展競爭性業務，推動企業向綜合能源服務商轉型的工作要求的示范性項目。項目的建成對廣東省及珠三角地區將形成顯著的示范引領效應，生動踐行珠海“萬家燈火南網情深”的理念，打造環境友好型電網。

2.6 項目經驗總結

配合政府建成節能減排示范工程點，達到了節能減排的效果，并作為珠海供電局第一個電動公交充電產，促進了充電技術的推廣。

管理類項目成果如下：①編制一系列電動汽車充電樁安全運營管理規范；②形成電動汽車充電樁建設、投資、運營商業模式；③編制電動汽車充電樁巡檢、監測規程。

技術類項目成果如下：①編寫了《珠海供電局公交充電站典型設計方案》；②編寫了《珠海供電局公交充電站雨棚典型設計方案》。

建設類項目成果如下：①2016年度廣東電網公司優質工程金獎；②南方電網公司2016年度基建工程優秀設計；③2017年度中國南方電網優質工程獎。

［1］劉志超.論述我國新能源汽車產業發展現狀、問題及對策［J］.才智，2016（7）：227.

［2］楊海霞.新能源汽車的中國機遇［J］.中國投資，2008（9）：34-41.

2095－6835（2019）03－0004－03

F426

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.004

〔編輯：嚴麗琴〕