电动汽车充电站标准化建设——以合肥地区电动汽车充电设施建设为例

宁 红， 吴 巍， 罗 裕

(国网合肥供电公司， 安徽 合肥 230022)

一、电动汽车充电站标准化建设的实施背景

(一)电动汽车充电站标准化建设是发展电动汽车国家战略的需求

随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭等方面的问题越来越突出。与传统的汽车相比，电动汽车具有环保、零污染、噪音小等显著优点。[1]不管是从环境保护，还是国家能源战略层面考虑，电动汽车都是未来的发展方向。

燃油车最终会被电动车代替，但这也是一个长期过程。电动车的不足在于：电池成本高、后期保养费用高、充电设施不完善等。其中，充电设施少是制约电动汽车推广应用的主要原因。作为配套设施，电动汽车充电是一个系统工程，充电设施的建设是新能源汽车推广的绝对基础，是国家战略的需求。因此，通过标准化建设方式，推动和加快电动汽车充电站建设，是电网企业发挥打破瓶颈，促进电动汽车更快发展的责任所在。

(二)电动汽车充电站标准化建设是实践国家电网有限公司智能电网建设的必然选择

推动电动汽车发展是国家电网有限公司(以下简称国网公司)打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署，是国网公司落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措。在《国家电网公司“十二五”电网智能化总体规划》中，制定了《电动汽车非车载充电机要求》等11项电动汽车企业标准规范。[2]因此，紧密跟踪电动汽车发展趋势，指导标准化充电设施建设、设计、管理，发挥引领作用，深化应用车联网平台，提供电动汽车销售、充电、支付等一站式服务，是国网公司应有举措。

(三)合肥入选首批新能源汽车试点城市，为“电动汽车标准化充电站建设”提供了良好契机

近年来，国家大力推进新能源汽车示范应用，在“十城千辆”电动汽车示范应用工程中，合肥先后入选国家首批13个“节能与新能源汽车试点城市”和5个“私人购买新能源汽车补贴试点城市”，被列为国家首批新能源汽车推广应用示范城市。[3]

合肥新能源汽车产业基地于2015年9月挂牌成立，先后获得国家科技兴贸创新基地、国家新型工业化产业示范基地称号。安徽奇瑞汽车正在纯电动汽车的研发上投入巨资，江淮汽车已生产出电动客车，并在中博会上面世应用。全省主要旅游景区观光车上也应用了各种形式电动车。合肥国轩高科动力能源有限公司已成为中国大型动力锂离力电池三大制造基地之一，美洲锂能公司、华霆动力等掌握着高性能锂电池、电控系统核心技术的企业也将落户合肥。

《合肥市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》选定混合动力客车、纯电动城市客车、混合动力轿车和纯电动轿车作为产业发展的主要方向。

《试点实施方案》明确国网合肥供电公司在电动汽车充电站设施建设的主体地位，这也从客观上需要国网合肥供电公司对充电设施建设规范化、标准化，起到示范效果。

二、电动汽车充电站标准化建设的内涵和特征

标准化建设的目的就是要建设满足电动汽车有序充电的设施网络。其内涵是：发挥电网企业的示范作用，建立和完善充电设施设计、建设和管理标准。一般来说，它应具备以下三个主要特征：

一是全过程管理一体化。遵循“统筹规划、适度超前、分步实施、安全可靠”的原则，将布点与城市规划融合考虑，动态优化，发挥主导作用。[2]

二是项目建设标准化。依照国网公司《电动汽车非车载充电机要求》等11个标准，国网合肥供电公司与安徽大学等高校和科研机构合作，在国网公司系列标准的基础上，形成了《合肥市电动汽车充电站建设技术要求》和《合肥市电动汽车充电站建设验收标准》两个标准，使标准化建设成为可能。[2]

三是建设内容适用化。具备多类型电池和各种电压等级的充电能力，通用化程度高。充电智能高效，解决了电池能量低、续航短的问题。形成车联网平台，提供新能源汽车及充电基础设施监控与数据。

三、电动汽车充电站标准化建设的主要内容和做法

(一)电动汽车充电站标准化建设的主要内容

国网合肥供电公司为推动合肥市电动汽车充电设施的建设，在国网安徽省电力有限公司的领导下，国网合肥供电公司已建设10座电动公交车专用充电站和210个乘用车充电桩及2座换电站。充电设施建设的主要内容包括配电系统、充电设施、计量和监控系统等。

以目前已建成的全国最大一座电动汽车充电站瑶海充电站为例，建设项目包括配电室、整流室、监控室、营业室和46个直流充电桩等，可同时满足92辆电动公交车运营充电。具备建设项目规模化、充电有序和智能化特性，并满足商业运营条件。

(1)配电系统。配电系统由国网电科院标准设计，采用10kV双路供电，该站由4台1000 kVA配变供电，严格按照国网公司电动汽车充电设施建设典型设计标准和国家相关标准予以建设，可实现站内充电信息、安全信息的自动采集与管理，并具备将站内用电信息上传至国网合肥供电公司主站功能，实现智能用电目标。

(2)监控系统。对充电站进行智能管理，保证动力电池充电安全，充电过程控制，可以监测电池和充电机当前状态。利用先进的信息技术实现运行和管理自动化。

(3)充电设施。充电设施包括整流设施、充电桩等，瑶海充电站配备了46台大型群充群控充电机，采用白天间隙补电、夜间低谷充电方式，一辆车充一次电约需3～4小时，可运行200～230公里，满足92辆电动公交车运营充电服务。另外，充电机输入电量具备计量的功能，可商业运营。

(二)电动汽车充电站标准化建设的主要做法

(1)实施一体化的规划战略。按照国家电网公司“统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、安全可靠、适度超前”的原则，将电动汽车充电设施的电力接入工程纳入电网规划。根据电网结构、变电站布点和配网规划，结合市政建设，[2]根据《合肥市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》的总体目标，将充电设施建设纳入城市规划。在规划编制的具体实施过程中，国网合肥供电公司通过公司领导多次与市政府、规划部门等单位以及充电设施落脚单位公交集团进行深入沟通，得到了他们的大力支持。具体方案上按照《合肥市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》中充电站建设计划，确定了充电站中长期建设目标和发展方向。由此，为电动汽车充电站标准化建设创造良好的环境，按标准统一规则、设计、建设，实现全方面、全过程管理。

(2)确定建设的主导地位。考虑本地电动汽车保有量和未来发展趋势，国网安徽省电力有限公司与合肥市政府就共同推动电动汽车充电设施建设及运营等相关事宜达成协议。

作为成员单位的合肥供电公司，积极参与新能源产业方面的各项工作，推动出台《合肥市电动汽车充电设施建设规划》；在此基础上，以满足电动汽车发展为前提，编制《合肥地区电动汽车充电设施建设方案》，占据了充电设施建设主导地位。

(3)确立充电设施技术标准。在合肥市新能源汽车领导小组的领导下，承担了技术标准编制工作，并主持召开由合肥市科技局、合肥市质量技术监督局、安徽大学、国网安徽省电力有限公司、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、安凯股份有限公司、江淮汽车股份有限公司、安徽安凯国轩新能源汽车科技有限公司、国网合肥供电公司等单位的相关专家参加的“合肥市电动汽车充电设施技术标准审查会议”。

经合肥供电公司多方交流和商讨，编制了《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》、《合肥地区电动汽车充电设施建设验收标准》两个标准。这两项标准由合肥市新能源产业推广领导小组、合肥市质量技术监督局予以发布，为建设项目在国网系统中的示范和推广奠定基础。

(4)构建责任明晰、层次清晰的标准化建设管理组织体系。为贯彻落实国家电网有限公司、国网安徽省电力有限公司电动汽车充电设施建设工作要求，加强国网合肥供电公司电动汽车充电设施建设工作管理，国网合肥供电公司成立了电动汽车充电设施建设领导小组和工作小组。

公司领导小组由公司副总经理任组长，生产、营销、发展策划等职能部门负责人组成。负责充电设施建设标准化全过程管理。

工作小组由营销部主任任组长，生产、基建、营销、发策、思政等部门人员组成。负责组织编制公司充电设施建设实施方案；组织开展充电设施建设、运营相关调研、收资和研究、应用工作；配合各环节技术方案的审定；处理和实施领导小组的有关工作安排；组织实施各环节具体工作。

具体实施过程中，领导小组作为此项工作的牵头部门，负责与省公司主管部门和政府部门的统筹协调工作。营销部为此项工作的实施责任部门。生产技术部为相应配套配电网改造主体，负责配电网改造，开展谐波影响分析和监测，完善有源滤波装置，按照规划项目和站点容量要求，对配网改造以满足布点区域充电设施用电需求。上述两个部门以《合肥市电动汽车充电设施建设规划》、《合肥地区电动汽车充电设施建设方案》、《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》、《合肥地区电动汽车充电设施建设验收标准》为依据开展工作。具体电动汽车充电站建设职能结构，见图1。

(5)建立标准化管理的“二项”机制。一是建立了与电动公交线路等市政项目对接机制。在合肥市新能源汽车示范推广应用推进工作组的大力支持下，与政府和有关部门协调联系用地、通道、规模等事宜。同时，把用电需求落实到公司配网建设中，形成对接机制的常态化。

二是建立交流机制。以《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》为核心，按照建设项目适应性要求，以满足充电通用化、充电快速化、充电网络化和实现电动车有序充电，商业动作为目标，相关单位形成典设和方案，便于应用推广。

经与汽车企业交流，规范了充电接口、通讯协议，使得充电站建设标准得以贯彻落实。

通过与建设单位交流，根据充电站的建设规模，按照国网公司的标识规定配置不同标识，在实现标识标准化的同时充分体现了电网企业在项目建设中主导地位，也展示了央企形象。

(6)采取多种措施，确保建设工程的安全、质量、进度。

一是充分发挥领导小组的作用。国网合肥供电公司高度重视，成立了电动汽车充电设施建设的领导小组，多次召开专题会议，研究布置工程建设事宜，提出工程建设交流意见，并多次现场指导。工程实施过程中，省市公司领导多次过问工程建设情况，并抽出时间来现场检查指导具体工作，为工程建设指明了努力的方向，提供了坚强的后盾。

二是强化内外协调。外部协调上加强与地方政府和相关部门的工作联系。内部协调上公司实行周例会制度，推行“一周一报”制，实时跟踪掌握各项目进展情况、存在问题及下一步工作安排，做好总体工作协调，确保有序推进。

三是加强建设过程管控。明确了建设工程施工质量控制过程中的具体质量职责，在确保安全的前提下保证工程建设的质量和进度。要求施工单位对照上级要求，成立工作组，健全组织机构，提出了对参加电动汽车充电站建设和验收的有关人员进行上岗培训的要求。结合实际工程实施方案，国网合肥供电公司按倒排工期法编制了实施进度表；在施工现场建立了工作联系人制度，联系解决工程建设过程中遇到的困难，畅通信息渠道，抓好各个工作环节的衔接和配合。例如对于存在多单位同时进场交叉施工的情况，合理安排各单位进场施工时间，采用“倒排工期”、“作业流程优化”等方式协调各项工程进度，确保工期。为做好工程现场的安全管理，保障现场施工安全，确立了现场安全总负责人、分项目安全负责人，配备红马夹等标识；将安全责任落实到人，使现场安全得到有效监督。为确保工程质量，将电网企业“设备监造制度”引入工程建设中，对关键设备实施监造制度，确保关键环节。

四是制定标准化验收流程，确保工程质量。为保证电动汽车供充电基础设施建设和验收工作的规范化和标准化，《合肥市电动汽车充电站建设验收标准》明确了流程和内容。电动汽车充电站验收流程见图2。

图1 国网合肥供电公司电动汽车充电站建设职能结构

图2 电动汽车充电站验收流程

四、电动汽车充电站标准化建设的实施效果

(1)建成了满足电动汽车发展需要的标准充电站。 国网合肥供电公司建成运营公交车充电站10座，计直流充电桩210台；公交车换电站2座，计4台换电工位；出租车充电站4座，城际充电站12座，城市快充站22座，计直流充电桩324台；交流充电桩群83座，交流充电桩1972台，初步形成了覆盖公交车、出租车、高速公路、私家车主的立体化充电网络，服务3.5万辆新能源汽车充电出行。充换电设施建设规模位居全省第一，位居全国省会公司前列。同时，充电站严格以《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》建设和验收，具备充电通用化、充电快速化、充电网络化和实现电动车有序充电、商业运作条件的特性。

(2)建立了以标准为核心的全过程管理模式。 一是标准和依据覆盖整个项目建设管理活动。从项目的前期规划，项目的建设和验收，在《合肥市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》总体指导下，形成《合肥市电动汽车充电设施建设规划》、《合肥地区电动汽车充电设施建设方案》、《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》、《合肥地区电动汽车充电设施建设验收标准》，分别指导各个阶段的活动，形成全过程管理。

二是强调全员、全方位、全过程控制。全员控制是指所有施工单位参加项目建设的人员均要求参加对应培训，方可参加项目建设的相关活动。全方位控制是指对质量、进度等各方面控制。全过程控制是指从计划、实施、验收、运营的全过程控制。

(3)形成了对应的充电设施建设和验收标准。 国网合肥供电公司发挥在建设过程中主导作用，主持编制了《合肥地区电动汽车充电设施建设技术标准》、《合肥地区电动汽车充电设施建设验收标准》，并由合肥市新能源产业推广领导小组、合肥市质量技术监督局予以发布，并成为充电站建设的规范性标准文件。该标准在引导充电站设备生产厂家按标准进行设备制造外，也引导汽车生产厂家按标准接口生产电动汽车，确保电动汽车发展。该项成果获得了《国网安徽省电力有限公司群众性创新一等奖》。

(4)提高市场占有率和负荷率。 以服务新能源为目标的电动汽车充电设施建设是一个近乎空白的全新业务领域，随着电动汽车产业的蓬勃发展，电动汽车充电设施的标准建设提高了市场占有率。已建设的10座充电站，其总容量为2.1万kVA。已运营1050辆电动大巴，采用白天间隙补电、夜间全力充电方式，全年用电量约为1676万千瓦时，按10kV一般工商业分时平均电价计算，电费约为1100万元。同时，由于采用夜间有序充电、利用夜间低谷充电方式，提高了系统负荷率。

(5)实现节能降排目标。 与传统的汽车相比，节能与新能源汽车节能减排效果显著，可降低石油资源的巨大消耗，保护环境，低噪音，无尾气排放。以1050辆电动公交车为例，经测算每年节约燃油约1498吨，减少一氧化碳排放约112吨、减少碳氢化合物排放约10.5吨、减少氮氧化合物排放约9.38吨。按3.5万辆新能源汽车，节约燃油约22万吨，减少二氧化碳排放约3799吨，减少碳氢化合物排放约549吨、减少氮氧化合物排放约624吨。

(6)增强社会效应。 电动汽车充电设施建设，是“三型两网”建设的内容之一，是国网公司适应内外部形势和挑战的必然要求，是落实中央能源政策的具体举措。

国网合肥供电公司一期工程合肥市柳树塘充电站建成投运后，新华社、安徽日报和安徽人民广播电台等媒体进行了采访报道，宣传电动汽车是未来新能源汽车发展的主流方向，该充电站的投运，为合肥市新能源汽车试点乃至全省新能源汽车产业发展提供了有力的支撑，安全可靠的充电设施是新能源汽车长期发展的保障。《全国首条纯电动公交大巴开动、合肥供电公司为其备足电》的新闻宣传片在“中电传媒杯”第六届全国电力行业优秀电视片展评暨创作评审会中获得二等奖。

(7)积累建设经验，发挥示范作用。 通过电动汽车充电设施标准化示范工程的建设，为下一步在充电设施的推广实施中确保建设质量、降低建设成本等积累了经验。国网合肥供电公司将在今后的充电站建设中推广应用这种标准化建设管理方法，逐步形成全市电动汽车充电服务网络，全面满足合肥地区电动汽车发展需求。