Зарядная инфраструктура электрического транспорта: рекомендации по развитию сети зарядных станций в населенных пунктах (на примере г. Владимира)
Автор: Денисов И.В.
Журнал: Технико-технологические проблемы сервиса @ttps
Рубрика: Диагностика и ремонт
Статья в выпуске: 1 (75), 2026 года.
Бесплатный доступ
Разработаны рекомендации по развитию зарядной инфраструктуры населенных пунктов в части размещения зарядных терминалов (ЗТ), а также совершенствования системы электроснабжения (СЭС) для обеспечения надежного снабжения электрической энергией (ЭЭ) стремительно растущего парка зарядного оборудования (ЗО). На примере г. Владимира проведен уточненный расчет минимально необходимого количества электрических зарядных станций (ЭЗС) типа Mode 3 и Mode 4, планируемых к монтажу в микрорайонах городского поселения к 2030 году. Полученные значения числа ЗТ проверены вероятностным, экономическим и временным критериями. Определены места локации автомобильных стоянок, оснащенных группами зарядных станций для электромобилей.
Электрический транспорт, электромобиль, электрические зарядные станции, зарядная инфраструктура, сеть зарядных станций
Короткий адрес: https://sciup.org/148332868
IDR: 148332868 | УДК: 629.331
Charging infrastructure of electric transport: recommendations for the development of a network of charging stations in settlements (using the example of the city of Vladimir)
Recommendations have been developed for the development of the charging infrastructure of settlements in terms of the location of charging terminals, as well as improving the power supply system to ensure a reliable supply of electric energy to the rapidly growing fleet of charging equipment. Using the example of Vladimir Sity, an updated calculation of the minimum required number of electric charging stations (ECS) of type Mode 3 and Mode 4, planned for installation in micro-areas of urban settlements by 2030, has been carried out. The obtained values of the charging terminals number are checked by probabilistic, economic and temporal criteria. The locations of parking lots equipped with groups of charging stations for electric vehicles have been identified.
Текст научной статьи Зарядная инфраструктура электрического транспорта: рекомендации по развитию сети зарядных станций в населенных пунктах (на примере г. Владимира)
Несмотря на незначительное снижение в 2025 году темпа прироста парка электромобилей, зарядная инфраструктура (ЗИ), призванная обеспечить возможность их эксплуатации, должна развиваться опережающими темпами. В таком случае доступность зарядных терминалов (ЗТ) для пользователей колесных транспортных машин (КТМ) с электрическим приводом (ЭП) будет высокой и создаст условия к ускоренной электрификации автомобильного транспорта (АТ).
Построение сети электрических зарядных станций (ЭЗС) в Российской Федерации (РФ) должно осуществляться в соответствии фактической численностью автомобильной техники с электроагрегатами в каждом населенном пункте страны. Регионам с наибольшей численностью электромобилей в парке следует заниматься построением ЗИ в приоритетном порядке с учетом прогнозной оценки динамики электрификации транспорта. Такой подход позволит более адресно финансировать средства в развитие зарядной сети. Вместе с тем, не стоит забывать
EDN JFTZLK
и о других регионах. Вся улично-дорожная сеть РФ должна быть охвачена ЭЗС. В противном случае собственники электрического транспорта (ЭТ) будут ограничены в возможности их использования.
Создание и развитие сети ЭЗС необходимо осуществлять с использованием научного подхода, который учитывает различные факторы. Демографическая ситуация, фактический спрос на электромобили, уровень оснащения населения автотранспортными средствами (АТС) с электроагрегатами, а также динамика изменения перечисленных показателей за последнее десятилетие в каждом населенном пункте, должны быть учтены в прогнозной оценке формирования парка ЭТ [4]. Полученные сведения являются основой для планирования развития ЗИ, поскольку дают возможность рассчитать интенсивность поступления заявок на передачу электрической энергии (ЭЭ) в зарядные батареи КТМ, оснащенные ЭП.
Выбор определенных моделей ЭЗС и их количество в конкретном населенном пункте для построения зарядной сети можно установить по методике [5] с учетом проверок вероятностным и экономическим критериями [6,7]. Это позволит исключить непроизводительные простои зарядного оборудования (ЗО) и не допустить чрезмерного увеличения времени ожидания постановки электромобилей на зарядку.
Предлагаемый автором инструментарий [5,6,7] дает возможность успешно решать задачу по построению ЗИ в населенных пунктах РФ. Вместе с тем, полученные данные необходимо грамотно использовать. Построение сети зарядных станций следует осуществлять с учетом минимальных вложений инвестиционных средств и быстрой окупаемости проекта. Схему размещения пунктов передачи ЭЭ в тяговые батареи (ТБАТ) КТМ разработать таким образом, чтобы она была удобной собственникам электромобилей при использовании и не требовала больших материальных затрат на технологическое присоединение к системе электроснабжения (СЭС). В эксплуатации ЗИ не должна создавать пиковых нагрузок на питающую её сеть и являться сбалансированной по времени суток для обеспечения устойчивости к авариям [8,13].
Снижение объема инвестиционных средств на создание ЗИ является актуальной задачей, поскольку при ограниченном бюджете даст возможность увеличить число мест локации, где будут размещены пункты передачи ЭЭ в ТБАТ КТМ. Использование нескольких ЭЗС на одном пункте уменьшит стоимость технологического присоединения ЗО и в перспективе позволит увеличивать число ЗТ без дополнительных вложений денежных средств.
Монтаж зарядных станций типа Mode 3 и Mode 4 на одном пункте и введение дифференциальных тарифов по времени суток и скорости передачи ЭЭ в ТБАТ электромобилей будут способствовать перераспределению пикового потребления электрической мощности от СЭС с дневного к вечернему и ночному периодам. Это уменьшит нагрузку на генерирующие предприятия и повысит устойчивость системы к возникновению аварий.
Выбор оптимальных мест размещения ЭЗС является сложной задачей, решение которой должно учитывать удобство пользования зарядной сетью собственниками электромобилей и близость к существующим воздушным и кабельным линиям СЭС. Монтаж ЗО типа Mode 4 в населенных пунктах целесообразно выполнять на парковках вблизи крупных магазинов и торговых центров, а также на автомобильных дорогах и федеральных трассах с определенным интервалом расстояний, определяемым средним запасом хода парка существующих электромобилей. В спальных районах городов отдавать предпочтение ЭЗС типа Mode 3, которые целесообразно размещать на организованных внут-ридворовых парковках.
Удаленность мест локации пунктов передачи ЭЭ в ТБАТ КТМ от электрических сетей определяет совокупные затраты на технологическое присоединение ЗО к СЭС. При этом следует учитывать наличие резерва электрической мощности на подстанциях, находящихся в непосредственной близости к ЭЗС [9].
Постановка задачи исследования.
Создание и развитие ЗИ требует значительных инвестиционных средств. Чтобы сеть ЭЗС была прибыльной, а вложенные денежные средства вернулись инвесторам с дивидендами, требуется обеспечить надежный поток заявок на передачу ЭЭ в ТБАТ КТМ. Для практической реализации указанного условия необходимо решить ряд задач:
-
- рассчитать минимально необходимое число ЭЗС в районах населенного пункта и осуществить проверку полученного результата вероятностным, экономическим, временным критериями, а также скорректировать ранее полученный результат в случае необходимости;
-
- осуществить выбор мест локации пунктов зарядки электромобилей и определить число зарядных станций на каждом из них, исходя из фактического суточного спроса;
-
- выбрать тип ЭЗС для монтажа на пунктах передачи ЭЭ в аккумуляторы электромобилей;
-
- разработать типовые схемы пунктов зарядки ТБАТ КТМ с ЭП для различных мест их локации в населенных пунктах.
Таким образом, решение перечисленных выше задач даст возможность сформировать стратегию, в соответствии с которой будет развиваться ЗИ.
Результаты исследования и их обсуждение
Для определения количества зарядных станций, необходимых для удовлетворения спроса на услуги по передаче ЭЭ в ТБАТ электромобилей в различных районах г. Владимира в 2030 г. использовалась методика, изложенная в [5]. Полученные результаты проверялись по вероятности отказа в обслуживании, экономическому критерию и суточной продолжительности работы ЗО в соответствии с рекомендациями публикаций [6] и [7].
Расчетные параметры и окончательно принятое число ЭЗС в каждом районе рассматриваемого населенного пункта приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Расчет количества зарядных станций по районам г. Владимира
|
Район |
^ нас , жит. |
ПЭКТМ , КТМ/1000 жит. |
^ год , км. |
^ ЭКТМ , сп.ед. |
А факт , авт/сут. |
^ ЭЗС , сп.ед. |
N М пЭЗС’ сп.ед. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Ленинский |
|||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
124237 |
3,0964 |
16000 |
385 |
94,16 |
2,23 |
- |
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
10,72 |
|||||
|
Октябрьский |
|||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
112629 |
3,0964 |
16000 |
349 |
85,36 |
2,02 |
|
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
9,72 |
|||||
|
Фрунзенский |
|||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
115481 |
3,0964 |
16000 |
358 |
87,52 |
2,07 |
- |
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
9,97 |
|||||
|
Итого |
1092 |
267,04 |
6,32 |
31 |
|||
Продолжение таблицы 1
|
Район |
А факт , авт/сут. (40%/60%) |
А Б < 18 ЭЗС авт/сут. |
Принято |
„ фсут '^зар , авт/сут. |
Окупаемость при минимальном числе заездов фсут > осут ''зар — ''зар |
|
|
N Б ^ ЭЗС , сп.ед. |
N М ^ ЭЗС , сп.ед. |
|||||
|
1 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Ленинский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
38 |
38/2=19 |
3 |
- |
38/3=12,6 |
12,6>10 |
|
ЭЗС Mode 3 |
56 |
- |
- |
11-3=8 |
56/8=7,0 |
7,0>4 |
|
Октябрьский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
34 |
34/2=17,0 |
2 |
17,0 |
17,0>10 |
|
|
ЭЗС Mode 3 |
51 |
- |
- |
10-2=8 |
51/8=6,4 |
6,4>4 |
|
Фрунзенский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
35 |
35/2=17,5 |
2 |
- |
17,5 |
17,5>10 |
|
ЭЗС Mode 3 |
53 |
- |
- |
10-2=8 |
53/8=6,6 |
6,6>4 |
|
Итого |
7 |
24 |
||||
Продолжение таблицы 1
|
Район |
f раб = пфсут и сЭЗС (Л зар + сподк_к_ЭЗС ) ' зар , ч. |
t раб < т сЭЗС < Т сут |
|
1 |
15 |
16 |
|
Ленинский |
||
|
ЭЗС Mode 4 |
(0,47+0,05) - 13=6,76 |
6,76<24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
(3,11+0,05) - 7=22,12 |
18,96<24 |
|
Октябрьский |
||
|
ЭЗС Mode 4 |
(0,47+0,05) - 17=8,84 |
8,84<24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
(3,11+0,05) - 6=18,96 |
18,96<24 |
|
Фрунзенский |
||
|
ЭЗС Mode 4 |
(0,47+0,05) - 18=9,36 |
6,76<24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
(3,11+0,05) - 7=22,12 |
22,12<24 |
|
Итого |
||
По прогнозируемым данным уровень оснащения электромобилями населения г. Владимира к 2030 г. составит 3,0964 авт./1000 жит. [4]. Следовательно, общая численность КТМ с ЭП в парке будет равна 1092 сп. ед. (столбец 5 таблицы 1). Фактическое число обращений собственников за услугой по передаче ЭЭ в ТБАТ электромобилей по каждому району рассматриваемого населенного пункта показаны в столбце 6 таблицы 1, а их процентное распределение по «быстрым» и «медленным» ЗТ с учетом рекомендаций [10] в столбце 9. В столбцах 7 и 8 таблицы 1 показаны расчетные значения числа ЭЗС Mode 3 и Mode 4, установленные с использованием формул (19) и (20) работы [5].
Расчетные данные потребовалось проверить по вероятностному критерию. Для этого определено число фактических заездов на ЭЗС Mode 4 на каждую станцию (столбец 10 таблицы 1) и выполнено сравнение с допустимым значением, равным 18 авт./сутки при условии, что собственники КТМ с ЭП будут ожидать постановки на зарядку своих транспортных средств не более 20 мин.
-
^ Б,г = ^ факт /^ эзс — 18 авт./сутки. (1)
Из таблицы 1 видно, что в Ленинском районе г. Владимира наблюдается повышенный спрос на услугу по зарядке ТБАТ электромобилей, что приведет к увеличению времени ожидания освобождения ЗТ. В этой связи число ЭЗС для рассматриваемого района увеличено до трех. В столбцах 11 и 12 таблицы 1 показаны скорректированные значения списочных единиц (сп.ед.) ЗО, а в столбце 13 фактическое число обслуживаемых заявок каждым ЗТ в течение су- ток.
Экономическая оценка выполненных расчетных данных реализована в столбце 14 таблицы 1. Для этого проведено сравнение значений фактического суточного числа обслуженных электромобилей пфрут с минимально необ-осут ходимым пзар , позволяющим выйти на расчетные сроки окупаемости ЭЗС различного типа и мощности (см. таблицу 2 [7])
фсут > лосут ,пзар — ,пзар ■
Таблица 2 - Расчет количества зарядных станций по районам г. Владимира при фактической интенсивности поступления заявок на ЭЗС Mode 4 Л б =12 авт/сут.
ЭЗС
|
Район |
’ ЭЗС , сп.ед. |
N м '’ ЭЗС , сп.ед. |
п фсут '1зар ’ авт/сут. |
фсут > осут '1зар — '1зар |
.раб СЭЗС , ч |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Ленинский |
|||||
|
ЭЗС Mode 4 |
38/12=3,2 |
- |
12 |
12,0>10 |
(0,47+0,05) . 12=6,24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
11-3=8 |
56/8=7,0 |
7,0>4 |
(3,11+0,05) . 7=22,12 |
|
Октябрьский |
|||||
|
ЭЗС Mode 4 |
34/12=2,83 |
- |
12 |
17,0>10 |
(0,47+0,05) . 12=6,24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
10-3=7 |
51/7=7,3 |
7,3>4 |
(3,11+0,05) . 7=22,12 |
|
Фрунзенский |
|||||
|
ЭЗС Mode 4 |
35/12=2,92 |
- |
12 |
17,5>10 |
(0,47+0,05) . 18=6,24 |
|
ЭЗС Mode 3 |
- |
10-3=7 |
53/7=7,6 |
7,6>4 |
(3,11+0,05) . 8=25,28 |
|
Итого |
9 |
22 |
|||
Продолжение таблицы 2
|
Район |
р раб< т 1ЭЗС — Т сут |
фсут '*• зар , авт/сут. |
t' раб ч 1 ЭЗС , ч. |
^ РЗС — Т сут |
Принято |
|
|
’ БЗС , сп.ед. |
N М ’ ЭЗС , сп.ед. |
|||||
|
1 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Ленинский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
6,24<24 |
12 |
(0,47+0,05) . 12=6,24 |
6,24<24 |
3 |
- |
|
ЭЗС Mode 3 |
22,12<24 |
56/8=7,0 |
(3,11+0,05) . 7=22,12 |
22,12<24 |
- |
8 |
|
Октябрьский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
6,24<24 |
12 |
(0,47+0,05) . 12=6,24 |
6,24<24 |
3 |
- |
|
ЭЗС Mode 3 |
22,12<24 |
51/7=7,3 |
(3,11+0,05) . 7=22,12 |
22,12<24 |
- |
7 |
|
Фрунзенский |
||||||
|
ЭЗС Mode 4 |
6,24<24 |
12 |
(0,47+0,05) . 18=6,24 |
6,24<24 |
3 |
- |
|
ЭЗС Mode 3 |
25,28>24 |
53/8=6,6 |
(3,11+0,05) . 7=22,12 |
22,12<24 |
- |
8 |
|
Итого |
9 |
23 |
||||
В рассматриваемом случае условие вы- позволяет рассчитывать на рентабельность про-полняется для каждого района г. Владимира, что ектируемой зарядной сети.
На заключительном этапе осуществляется проверка времени работы ЗО, которое не должно превышать продолжительности суток, т.е. 24 ч.
-
^ ЭЗС = (А ар + Аодк_к_ЭЗС)изар — Т сут - (3)
В качестве примера таблица 2 содержит параметры зарядной сети, рассчитанные исходя из продолжительности времени ожидания в удовлетворении заявки на передачу ЭЭ в ТБАТ КТМ с ЭП не превышающей 10 мин.
При этом суточное число заездов на ЭЗС Mode 4 не должно быть более 12 авт./сутки [5]. Расчетные значения численности парка ЗО содержатся в столбцах 2 и 3 таблицы 2. Анализ данных показывает, что число ЗТ мощностью 149 кВт и выше потребуется увеличить, чтобы сделать более доступной зарядную сеть для потребителей. Поверка вероятностным и экономическим критериями полученных значений числа ЭЗС подтвердила их состоятельность, а вот расчет времени работы ЗО в течение суток выявил недопустимое отклонение во Фрунзенском районе г.Владимира (см. столбец 7 таблицы 2). Для устранения несоответствия увеличено число ЭЗС Mode 3 мощностью 22,5 кВт до восьми сп.ед.
Таким образом, для обслуживания 1092 электромобилей в г.Владимире в 2030 г. зарядную сеть состоящую из 7 ЭЗС типа Mode 4 и 24 ЗТ Mode 3.
Удельное число электромобилей, прихо- дящихся на одну зарядную станцию, можно рассчитать по формулам:
-
- для ЭЗС Mode 4
^ уЭЗС = ^ ЭКТМ ^ Моае4 / (100пфаср,_М4 ); (4)
-
- ЭЗС Mode 3
^ уЭЗС = ^ ЭКТМ ^ Мос/е3 / (^^ фасуМз )’ (5) где ^ эктм —число электромобилей в парке населенного пункта или региона, сп.ед.;
-
шМоае4 -доля ЗТ типа Mode 3 и Mode 4 соответственно, %;
фсут фсут
Чар_М3, пзар_М4 — фактическое число ЭЗС типа Mode 3 и Mode 4 соответственно, сп.ед.
Подставляя числовые данные в выражения (4) и (5), определяют искомые параметры.
-Удельное число электромобилей, приходящихся на одну ЭЗС Mode 4
^ уЭзс = 1092 . 0,4/7=62 электромобиля;
-Удельное число электромобилей, приходящихся на одну ЭЗС Mode 3.
(/ УЭЗс = 1092- 0,6/24=27 электромобилей.
При сокращении времени ожидания в постановке электромобилей на зарядку до 10 мин. парк ЗО будет выглядеть иначе и включать в себя 9 ЭЗС типа Mode 4 и 23 ЗТ Mode 3. При этом удельное число КТМ с электроагрегатами, условно прикрепленное к зарядным станциям, будет составлять:
-
- ЭЗС Mode 4
я'уэЗс = 1092 . 0,4/9=49 электромобилей;
-
- ЭЗС Mode 3
^‘ УЭзс = 1092. 0,6/23=29 электромобилей.
В соответствии с исследованиями АА «АвтоСтат» более 70% владельцев АТС с аккумуляторными электроагрегатами осуществляют заполнение ТБАТ ЭЭ от собственных зарядных станций, установленных в частных домовладениях и на парковках или паркингах многоквартирных домов (см. рисунок 1) [11].
Рисунок 1 - Распределение заявок на домашние и общественные зарядные терминалы в РФ
В первом случае используются ЭЗС переменного тока максимальной мощностью 7,5 кВт, позволяющие выполнить процесс зарядки за 8…10 ч. ЗТ большей мощности в частных домовладениях не применяют, ввиду действующего ограничения максимальной мощности присоединения к электрической сети в 15 кВт. Если использовать ЭЗС с большим потреблением тока, то возможны перебои со снабжением других получателей ЭЭ в период постановки электромобиля на зарядку.
В жилых кварталах с застройкой многоквартирными домами ЗТ оправданно размещать на территории автостоянок и подземных паркингов, оснащенных системой вентиляции. В силу лимита максимальной мощности, потребляемой каждой квартирой и дома в целом, ЭЗС мощностью более 22,5 кВт не используют. Исключение составляют проекты электроснабжения жилых и бытовых зданий, предусматривающие выделение мощности для ЗО определенных марок и моделей.
Следует отметить, что ЗТ типа Mode 2 следует присоединять к СЭС существующих многоквартирных домов только через устройство статической или динамической балансировки мощности. В противном случае возможен её отказ при возникновении пиковых нагрузок в вечерний период времени [2].
Статическая балансировка (СБ) предусматривает ограничение вплоть до полного отключения ЗТ при увеличении коэффициента спроса - ки и стремлении его значения к единице.
Динамическая балансировка (ДБ) осуществляет мягкое ограничение потребляемого ЭЗС тока в момент, когда наблюдается максимальный спрос на электроэнергию среди получателей многоквартирного дома. Применение устройств ДБ предпочтительно, т.к. позволяет не прерывать процесс зарядки ТБАТ электромобиля и сохраняет число циклов «заряд-разрад». Кроме этого, теоретически возможно подключение ЭЗС большей мощности, поскольку в дневное время, в соответствии с суточным графиком потребления энергии, спрос у получателей будет минимальным и освободившиеся ресурсы можно направить на зарядку батареи аккумуляторов АТС с ЭП.
Определение мест размещения ЗТ общественного пользования для передачи ЭЭ в ТБАТ электромобилей является важной задачей, от решения которой будет зависеть эффективность функционирования ЗИ. Холостые пробеги КТМ с электроприводом ведущих колес до ЭЗС должны быть минимальны. Это означает, что зарядные станции следует располагать в каждом микрорайоне населенного пункта.
В местах высокой деловой активности, к которым можно отнести торговые и офисные центры, крупные магазины продовольственных и непродовольственных товаров, гипермаркеты, театры, а также и кинотеатры, рекомендуется предусматривать не менее 5% парковочных мест на стоянках для зарядки АТ с электроагрегатами и зарядный терминал Mode 4. Поскольку время пребывания граждан на этих объектах, как правило, не превышает часа, то процесс передачи электроэнергии в ТБАТ электромобиля за такой промежуток времени в полной мере возможен только при использовании быстрых ЗТ мощностью 120 кВт и выше.
На стоянках крупных промышленных предприятий ввиду продолжительности рабочей смены не менее 6,7 ч, целесообразно применять ЭЗС мощностью от 22,5 до 43 кВт. Зарядные станции меньшей мощности предпочтительнее, ввиду более низкой стоимости. Их число в одной точке монтажа оправдано увеличить или применять терминалы, допускающие одновременную зарядку нескольких электромобилей.
В жилых районах населенных пунктов размещать пункты передачи электроэнергии в батареи аккумуляторов КТМ с ЭП следует на стоянках АТ. В соответствии с проведенным опросом [3] в среднем в РФ 18% респондентов одобряют возведение объектов электрозарядной инфраструктуры на парковках многоквартирных жилых домов, 32% опрошенных относятся нейтрально, а оставшиеся 50% относятся к появлению ЗТ на территории общей парковки крайне отрицательно. Следовательно, необходимо увеличение числа мест на существующих автомобильных стоянках, специально отведенных для размещения ЗО и электромобилей, или строительство новых. Такой подход обусловлен необходимостью снижения социальной напряженности в обществе, вызванной дефицитом парковочных мест для автомобилистов.
При использовании существующих подстанций СЭС для питания ЗИ необходимо учитывать фактическую пиковую мощность, потребляемую всеми получателями электроэнергии, и паспортную мощность силового понижающего трансформатора. При наличии положительного баланса целесообразно его использовать, подключив ЭЗС мощностью, равной величине резерва мощности электрической машины подстанции [9]. Кроме того, в соответствии с п. 5.3.14 [12] допускается длительная перегрузка по току любой обмотки силового масляного трансформатора на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального. Таким образом, можно использовать дополнительную мощность электрической машины в рамках установленного допустимого коридора долговременной перегрузки по току.
На момент начала подготовки (декабрь 2023 г.) настоящего исследования в г.Владимире функционировало семь ЭЗС. Это были преимущественно ЗТ мощностью 22,5 и 60 кВт. Однако за 2024 г. число зарядных станций возросло до 17, из которых только 5 можно отнести к Mode 2, а остальные – Mode 3 и Mode 4. В таблице 3 содержаться сведения об ЭЗС г. Владимира по состоянию на 01.01.2025 г.
Анализируя местоположение действующих ЭЗС, следует отметить их избыточную концентрацию в Ленинском р-не г. Владимира. Практически восемь ЗТ находятся на одном Ленинском проспекте. В меньшей степени зарядные станции размещены в Октябрьском р-не. Фрунзенский р-он города содержит всего две ЭЗС, одна из которых относится к Mode 3 . В крупных микрорайонах Юрьевец и ЮЗ-8 ЗО вообще отсутствует.
В мобильном приложении 2chargers, а также в сервисе [1] по каждой зарядной станции можно посмотреть статистику заявок на передачу ЭЭ в ТБАТ электромобилей. Глубокий анализ показал, что наибольшее суточное число заездов на ЗТ наблюдается по адресам: ул. Московское ш,2, ул. Куйбы-шева,28/1, ул. Благонравова, 2, ул. Трактор-ная,45, ул. Ленина пр-т, 29. На ЭЗС по указанным выше локациям наблюдается около шести обращений за 24 ч. Остальные зарядные станции владельцы КТМ с ЭП посещают менее трех раз в сутки. Сеансы зарядки наблюдаются в период с 12 до 22 ч. (см. рисунок 2).
Таблица 3 – Действующие электрические зарядные станции г. Владимира [1]
|
№ п/п |
Тип |
Адрес |
Оператор |
Мощность, кВт |
Тип терминала |
Одно-вр. зарядка |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
Mode 4 |
ул. Верхняя Дуброва, 40Г, Владимир |
Sitronics |
150 |
Type2 -22 кВт; CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 150 кВт; CCS2 Combo 2 - 150 кВт |
Нет |
|
2 |
Mode 4 |
ул. Московское ш,2, Владимир |
Punkt E |
150 |
CHAdeMO – 50 кВт; CCS2 Combo 2 – 150 кВт |
Нет |
|
3 |
Mode 4 |
ул. Благонра-вова, 2, Владимир |
Sitronics |
120 |
CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 120 кВт; CCS2 Combo 2 - 120 кВт |
Да |
|
4 |
Mode 2 |
ул. Московское ш,5А, Владимир |
Русская деревня |
22 |
Type2 -22 кВт |
Нет |
|
5 |
Mode 3 |
ул. Ленина пр-т,46, Владимир |
РусГидро |
60 |
CHAdeMO - 60 кВт; Type2 - 22 кВт; CCS2 Combo 2 - 60 кВт |
Нет |
|
6 |
Mode 4 |
ул. Ленина пр-т, 29, Владимир |
Sitronics |
120 |
CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 120 кВт; CCS2 Combo 2 - 120 кВт |
Да |
|
7 |
Mode 2 |
ул. Чайковс-кого,27, Владимир |
АМАКС Золотое кольцо |
22 |
Type2 -22 кВт |
Нет |
|
8 |
Mode 2 |
ул. Строителей пр-т,9, Владимир |
Punkt E |
22 |
Type2 -22 кВт |
Нет |
|
9 |
Mode 4 |
ул. Тракторная,45, Владимир |
Sitronics |
150 |
Type2 -22 кВт; CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 150 кВт; CCS2 Combo 2 - 150 кВт |
Да |
|
10 |
Mode 2 |
ул. Батури-на,30, Владимир |
PortalEnergy |
22 |
Type2 -22 кВт |
Нет |
|
11 |
Mode 4 |
ул. Ленина пр-т, 1, Владимир |
Sitronics |
120 |
CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 120 кВт; CCS2 Combo 2 - 120 кВт |
Нет |
|
12 |
Mode 3 |
ул. Дворянская, 27Ак2, Владимир |
E-way |
60 |
CHAdeMO - 50 кВт; CCS2 Combo 2 - 60 кВт |
Нет |
|
13 |
Mode 4 |
ул. Дворянская, 10, Владимир |
РусГидро |
82 |
Type2 -22 кВт; CHAdeMO - 82 кВт; CCS2 Combo 2 - 82 кВт |
Нет |
|
14 |
Mode 4 |
ул. Вознесенская, 14Б, Владимир |
Sitronics |
120 |
CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 120 кВт; CCS2 Combo 2 - 120 кВт |
Нет |
|
15 |
Mode 4 |
ул. Судогодское ш, 15, Владимир |
Sitronics |
120 |
CHAdeMO - 90 кВт; GB/T - 120 кВт; CCS2 Combo 2 - 120 кВт |
Нет |
|
16 |
Mode 2 |
ул. Куйбы-шева,28/1, Владимир |
ItCharge |
22 |
Type2 -22 кВт |
Нет |
|
17 |
Mode 3 |
ул. Суздальский пр-т, 28, Владимир |
Punkt E |
60 |
CHAdeMO - 50 кВт; CCS2 Combo 2 - 60 кВт |
Нет |
Таким образом, можно сделать ряд выводов:
-
- количество действующих в г. Владимире ЗТ для существующего парка электромобилей, принадлежащих гражданам, избыточно;
-
- среднее суточное число заявок на фактически существующие и наиболее загруженные ЭЗС находится ниже точки безубыточной эксплуатации оборудования ЗИ;
-
- концентрация ЗТ в Ленинском р-не г. Владимира на одной улице – Ленинский про-
- спект значительно снижает возможности их использования собственниками электромобилей, проживающих в других районах и микрорайонах городского поселения;
-
- крайне низкое число ЭЗС типа Mode 2, предполагающих передачу ЭЭ в вечернее и ночное время суток, когда нагрузка на электрические сети от промышленных предприятий понижена;
-
- существующие ЗТ в г. Владимире находятся преимущественно на парковках крупных
торговых центров, пунктов общественного питания, кинотеатров, а также установлены в городской черте на автодороге Москва-Уфа (М7 -Е22);
-
- источниками питания действующих ЭЗС являются электрические подстанции крупных торгово-развлекательных центров и комплексов.
ж Загруженность *
Суббота *
Рисунок 2 - Распределение сеансов зарядки на ЭЗС, размещенной по адресу ул. Тракторная,45
в г. Владимире [1]
Развитие ЗИ для электрического транспорта необходимо осуществлять на основе научного подхода и имеющихся практических решений как у нас в стране, так и за рубежом, и в первую очередь тех стран, где высок уровень использования электромобилей. В связи с этим можно выделить несколько важных стратегических направлений:
-
а) в части размещения ЗТ:
-
- определять минимальное необходимое количество ЭЗС в каждом микрорайоне городского поселения с использованием предложенной методики, а затем проверять полученные значения и, при необходимости, корректировать по вероятностному, экономическим и временному критериям;
-
- ЗТ Mode 4 следует преимущественно устанавливать на парковках объектов с высокой деловой активностью граждан (торговые центры, крупные магазины, предприятия общественного питания и культуры);
-
- для балансировки нагрузки на электрические сети целесообразно распределять сеансы зарядок электромобилей в течение суток, отдавая предпочтение в удовлетворении заявок в вечерний и ночной периоды, путем экономического стимулирования (например, применять пониженный тариф) использования ЭЗС Mode 2 и Mode 3;
-
- способствовать увеличению количества ЗТ Mode 2 и Mode 3, например, за счет субсидирования со стороны государства или энергосбытовых компаний, размещая их на парковках в спальных районах городских поселений, для минимизации холостых пробегов электромобилей и возможности передачи ЭЭ в ТБАТ КТМ преимущественно в ночное время;
-
- при выборе ЗТ рекомендуется отдавать предпочтение тем моделям, которые позволяют осуществлять одновременную передачу ЭЭ двум и более получателям;
-
- группы ЭЗС должны содержать как станции Mode 4, так и Mode 2 или Mode 3, чтобы уменьшить вероятность отказов в удовлетворении заявок на подключение;
-
б) в части развития СЭС:
-
- в случаях использования в качестве источников питания внутридомовых сетей для подключения ЗТ Mode 2 и Mode 3 выполнять через устройство балансировки мощности, отдавая предпочтение системам динамического распределения энергии;
-
- с целью сокращения объема первоначальных инвестиций в СЭС для развития сети зарядных станций осуществлять группировку ЭЗС и предусматривать присоединение нескольких терминалов к одному источнику питания;
-
- для обеспечения безотказной работы ЗО рассматривать их как потребители второй категории надежности, закладывая в СЭС резервирование источников питания;
-
- учитывая высокую динамику роста парка ЭТ предусматривать в источниках питания резерв мощности для возможности дополнительного подключения ЭЗС или их замены на модели, обладающие большей мощностью.
На основании вышеперечисленного выполнено распределение численного состава парка ЗТ в районах г. Владимира по планируемым местам их установки. Результаты приведены в таблице 4.
Заключение
С целью апробации предложенной методики выполнен расчет значений минимально необходимого количества ЭЗС для г.Владимира в 2030 г. Установлено, что для обеспечения бесперебойной эксплуатации ЭТ категории M 1 необходимо 7 зарядных терминалов Mode 4 и 24 станции Mode 3. Проверка по критериям вероятности отказа в обслуживании и безубыточности эксплуатации ЗИ, а также продолжительности времени работы ЗО подтвердили целесообразность принятых решений. На основании анализа действующей сети зарядных станций в г. Владимире определены места групповой установки ЭЗС, которые планируется ввести в эксплуатацию к 2030 г. Аналогичные расчеты выполнены для других населенных пунктов Владимирской области.
Сформулированы основные стратегические направления развития ЗИ в части размещения ЗТ, а также совершенствования СЭС для обеспечения надежного снабжения ЭЭ стремительно растущего парка ЗО.
Таблица 4 – Распределение парка зарядного оборудования по районам г. Владимира
|
Район |
Адрес установки группы зарядных станций |
Тип ЭЗС |
Б '’ЭЗС |
N м ™ЭЗС |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Ленинский |
||||
|
Группа №1 |
г. Владимир, мк-н Юрьевец, ул. Ноябрьская, д.144 |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
- |
1 |
||
|
Группа №2 |
г. Владимир, ул. Нижняя Дуброва, д.1 |
Mode 3 |
1 |
- |
|
Mode 4 |
- |
3 |
||
|
Группа №3 |
г. Владимир, ул. Василисина, д.17 |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
- |
4 |
||
|
Октябрьский |
||||
|
Группа №4 |
г. Владимир, ул. Лакина, д.157 |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
4 |
|||
|
Группа №5 |
г. Владимир, ул. Суздальская, д.11 |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
- |
4 |
||
|
Фрунзенский |
||||
|
Группа №6 |
г. Владимир, ул. Большая Нижегородская, 81И |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
- |
4 |
||
|
Группа №7 |
г. Владимир, ул. Добросельская, 217 |
Mode 4 |
1 |
- |
|
Mode 3 |
- |
4 |
||
|
Итого |
7 |
24 |