电动汽车普及对城市智能化规划的意义探究

张经纬

（北京工业大学建筑与城市规划学院）

1 前言

随着经济社会的不断进步及科技水平的不断提高，智能化理念已经深入到社会发展的各个领域中，对人们的生活、生产及工作都产生了非常重要的影响。在交通行业的运行过程中，也越来越注重智能化技术的应用，并在智能化技术的支持下，加速了电力系统及交通系统的融合，为城市发展奠定了良好的保障。实际上，虽然城市的电力系统及交通系统是两个相对独立的设施，但在城市的运行过程中两者却有着非常密切的联系。鉴于此，如何在建设智能化城市的过程中协调电力规划与交通规划，就成为今后的重要课题。下面，笔者结合自身的相关经验，对相关方面展开论述。

2 国内电动汽车发展现状及普及

近几年，我国城市交通中出现了越来越多的电动汽车，由于其方便快捷及节能环保等方面的特性，使其在短时间内能够在社会中大量普及。为此，交通管理部门的人员也针对电动汽车的使用情况，建设了相关的配套设施，并制定了相应的管理办法[1]。就目前我国城市中使用电动汽车的现状来说，由于技术水平的限制及相关配套设施的不完善，使得电动汽车管理仍有很大的发展空间。不过，电动汽车对环境质量产生的提升作用仍不能忽视，在今后的很长一段时间内，电动汽车仍有很大的发展空间。电动汽车在使用过程中，会伴随电池的充放电反应，对城市的电力规划产生一定的影响。因此，相关专家也从电源及负荷两方面考虑电动汽车的电力规划问题，并在城市智能化建设的理念下，进一步促进电力规划与交通规划的融合。

3 电动汽车对智能交通规划的意义

在城市智能化建设的过程中，智能化交通主要是指实现对道路交通的智能化流量控制，包括控制交通路口的流量及实现道路交通流量的智能化监测，提高交通运行效率。从统筹学层面来讲，对交通流量进行控制，并没有确切的统筹学意义，人们目前能够做到的也只是对交通流量进行大范围的控制，粗略地控制，完全做不到细化[2]。同时，在研究电动汽车对交通流量产生影响的过程中，电动汽车的续航问题仍是阻碍其进一步发展的最大问题。相比传统汽车，电动汽车具有节能环保、能源补充方便等方面的特点，传统燃油汽车在使用过程中会产生大量的尾气，污染城市空气及交通环境，而电动汽车使用的能源为电能，避免造成环境污染。此外，在使用电动汽车的过程中，采用换电模式的集中充电方式，能够提高能源补充效率，节省时间，不会出现燃油汽车加油过程中长时间排队的情况。与此同时，电动汽车的更换电池部分，一般采用轨道式一体化的更换方式，具有极高的自动化、智能化等特点。总之，电动汽车在城市中的普及，对智能交通规划的建设及发展具有非常重要的现实意义。

4 电动汽车对智能电网规划的意义

城市交通运行过程中，电动汽车在接入电网进行充电时，会产生大量的用电负荷，其电力系统是一个独立存在的，能够支撑大量电动汽车充电，并具有稳定的接入符合。同时，在上述过程中还具有源荷二重的特性。鉴于此，基于电动汽车普及的环境下，对城市智能电网规划，也具有一定的现实意义。下面，本文从以下几方面进行论述。

4.1 方便分布式电源就地消纳

随着城市的建设及发展，配网内分布式的电源数量不断增加，而电源的利用效率，则主要由电力就地消纳能力的大小所决定，由于近几年人们的环保意识不断提高，小型风电站、小型光伏电站的数量也不断增多，为城市的有效运行提供保障。然而，在这一过程中，由于风电、光伏具有不可控性方面的特点，导致在用电高峰期内，分布式清洁能源的提供难以满足实际用电需求；同时，也存在大规模用电而采取限电的情况出现，使得部分电源难以得到充分的利用。事实上，电动汽车这种交通工具，人们能够随时对其用电负荷进行调节，并根据清洁能源的分布式电源情况，对自身的使用状态进行调节。换言之，在使用电动汽车的过程中，若遇到用电高峰期，人们可以通过减少充电工作，来达到降低电源实际需求的目的；而在用电低谷期，可以采用集中充电的方式，就地完成对清洁能源的充分利用。总之，电动汽车的使用，能够实现电网的调度与调节。

4.2 方便电源调度

近几年，在城市智能化建设过程中，有效的电源调度已经成为城市智能化、自动化的标志，许多电厂已经基本实现了远程监控及用电限额设定。不过，在电厂的远程监控过程中，监控系统仍不是十分完善，在实际检测数据及控制用电负荷的过程中，存在不同程度的延迟，得到的数据信息与实际情况也有一定的误差。鉴于此，应增加应急备用电源的数量，并根据电厂的分布情况，将管理工作的相关内容安排由设备利用率高的电厂负责。而对于水电厂来说，由于其运行状况受到雨季及需水量的影响，要求电厂必须对电源进行合理的调动。而在电动汽车大量普及后，将对电动车的研发情况产生一定的影响，包括电池的使用性能、数量等方面。而电动汽车电池的使用情况，将会对应急电源接入电网的方式产生一定的影响。换言之，相关人员可以通过对电池的数量的控制，完成对电源的有效调度。

4.3 提高经济效益

随着售电侧改革的进一步落实，我国出售电力的相关部门，都对内部的运营方式及销售方式等方面进行了调整，相继出现了更多形式的售电业务。在这种形式下，许多电力企业为了保证企业的经济效益，而将电价提高。可以说，在发展城市电力系统的同时，如何平衡好发电、用电及售电三方面的平衡，成为目前电力行业运行的重点问题。而电动汽车的普及，能够有效缓解上述问题，调节各方面的经济效益。一般情况下，电动汽车在使用过程中，其充电方式主要是电厂直购电及电网购电两种。在售电侧政策落实后，电网购电方式也可以由相关运营方直接负责。在这种情况下，可以将电动汽车充电分为两个不同的阶段，一是用电高峰期进行充电，二是在用电低谷期进行充电，两个阶段的电价有所不同，使人们不再集中于同一时间进行充电，环节了售电方的电压力。同时，这种方式也能够减少电力设施的维护费用，在第三方技术的支撑下，避免经济效益过大产生的差距。

5 电动汽车在智能城市规划中的协调作用

在使用电动汽车的过程中，会同时涉及交通领域及电力行业两个部分。因此，将电动汽车作为连接交通网络及电力网络的衔接部分，能够加速城市建设中二者的协调规划。具体来说，其协调作用主要有以下两个方面：

5.1 依据交通负荷进行交通流量控制

在城市智能化建设过程中，智能交通建设的难点主要是流量监测及控制两个部分。现阶段，交通管理人员对交通流量很难进行有效的统筹及管理，由于目前交通车辆的种类众多，交通状况复杂，交通管理的相关设施不完善，导致在进行交通统筹管理的过程中遇到很大的问题。不过，随着电动汽车的普及，交通流量的情况势必发生一定的变化，有极大可能缓解上述情况。不过，我国电动汽车使用过程中，存在续航能力差的问题。为了有效解决这一问题，应在城市建设规划的过程中，合理设置电动汽车的充电设施，保证其出行能力能够满足城市运行中人们的出行需求。现阶段，我国智能城市的建设过程中，已经能够对电动汽车的充电负荷进行有效的统计，并在此基础上计算出充电站处的交通疏密情况，为之后规划充电设施的接入位置提供有价值的参考。值得一提的是，虽然目前电动汽车已经在我国许多城市中广泛普及，但其仍然不能彻底代替燃油汽车。换言之，依靠电动汽车充电负荷得到的城市交通疏密情况，完全不能真实地反应出城市的交通状况。不过，电动汽车还是能够大体上反应出城市交通的疏密程度，其负荷值对交通流量的研究还是具有一定意义的。

5.2 依据交通密度确定充电设施接入位置

不论是在城市交通网络体系的构建过程中，还是城市电力网络体系的建设过程中，电动汽车都是其中重要的一部分。在城市建设过程中，充电设施的设置情况，主要是根据城市交通密度决定的，交通密度大、车流量多的城市中，充换电设施的接入位置也比较大。具体来说，相关人员应根据历年来城市交通的平均车流量情况，将城市的街道分为三种类型：一类街道、二类街道及三类街道，分别表示车流量大、车流量一般及车流量较小。同时，根据城市整体交通流量情况，将整片区域分为几个不同的小区域，并根据每一区域电网的分布情况，确定充电设施的接入位置，并结合实际情况进行调整，保证每一区域的主网及配网能够作为电动汽车的接入电源被使用。采用这种方法，能够有效地对电动汽车的数量情况进行监测，并根据电动汽车的用电情况，完成相关设施性能的调整。同时，这种方式下，相关人员也能够及时掌握整个城市电动汽车的用电情况，为建设城市电网系统提供有价值的参考，制定更合理的城市规划方案，促进城市智能化建设及发展。

6 电动汽车的发展趋势

现阶段，我国电动汽车在使用过程中仍存在一些问题，在城市智能化建设的过程中，最主要的问题就是解决电动汽车的续航问题及完善充电系统。同时，电动汽车在发展的过程中，还应从其本身所具有的技术优势进行研究，并结合智能城市建设的主要特点，完善电动汽车的管理体系。举例来说，以北京市为例，其城市建设的过程中，道路交通的最主要特点就是地域广阔、交通线路众多，并以内城为中心呈现放射式的道路线路分布特点，人口居住情况也比较密集，城乡道路的路况比较差。鉴于上述情况，若只注重单一电动汽车的发展，显然不利于城市改善城市的交通情况。因此，应从多方面进行考虑，将社会、政府、市场的各个方面进行综合的考虑，并实现高密度充电设施的建设。相信随着智能化设备水平的不断提高，城市智能化规划方案的逐步实现，电动汽车的普及，定会为城市的发展奠定良好的基础，相关设施也将进一步完善。

7 结论

综上所述，电动汽车对城市智能化规划具有非常重要的现实意义，其使用不仅能够实现节能、环保、无污染等方面的特点，更能够将城市的交通系统与电力系统进行有效的结合，并促进交通检测体系的完善。相信电动汽车在今后社会的发展中将会得到更加广泛的普及，并成为人们出行的主要交通方式。可以说，电动汽车的普及，能够将不同领域、不同定位的技术体系融合在一起，并以电动汽车为中心，完成城市智能交通的建设，促进城市智能化规划的顺利实施。