风光互补充电桩在内蒙古草原公路的应用分析

　　摘 要：为解决电动汽车长途出行续航问题，需要在公路沿线布设充电装置，而内蒙古草原公路沿线有着得天独厚的可再生 绿色能源，为推动草原公路应用绿色能源，提出了依托草原公路的停车区、服务区安装风、光互补发电系统组成微电网为充电桩 提供电能的设计方案，使该设计能最大程度地提供智能、便捷的电动汽车充电服务，满足车主需求，同时也为无电网的偏远地区 使用新能源汽车提供了新的参考和方向。

　　关键词：草原公路;电动汽车;风光互补;充电桩

　　随着日益严重的环境污染，世界各个国家都制订了非常严 格的排放法规，所以不少国家的能源战略都有一个明显的政策 导向 - 鼓励发展电动汽车[1]。在国务院出台减免购置税优惠政 策的支持下，新能源汽车行业大规模增长，新能源汽车发展现 阶段最突出的问题就是续航能力不足，充电设施标准不统一， 充电桩等基础设施的建设相对滞后，因此，充电桩等配套设施 的建设就显得尤为重要。

　　而随着人们对环境保护意识的增强，应用可再生能源已成 为全球趋势。在众多的可再生能源中，风能和太阳能利用技术 是最有发展前景的新能源技术。但由于风能和太阳能存在着地 理、气候条件差异较大特点，单独利用太阳能或者风能无法保 证持续稳定的能量输出，而风光互补混合发电系统就很好地解 决了这一难题，彼此互补，提高了可再生能源的利用率[2]。

　　内蒙 古具有得天独厚的风能和太阳能资源，是国家可再生能源发展 规划目标得以落实的重要地区，因此，为推动草原公路应用绿 色能源，在草原公路沿线的停车区、服务区安装风、光互补发电 系统组成微电网为新能源汽车充电装置提供稳定的电力输出， 具有重要的应用前景，是未来作为充电装置绿色能源来源的重 点之一[1-2]。

　　1 风光互补充电系统设备组成

　　主要由太阳能电池方阵、风力 发电机组、智能控制器，充电 - 逆变器、储能锂电池、充电桩等构成。风电机组和光伏电池发出的电通过智能控制器经逆变器 转换电压后作为充电桩电源为电动汽车充电，当发电量富足时 除了为充电桩和其它用电设备供电外，还向储能锂电池充电; 发电不足时由储能锂电池通过智能控制器经逆变器转换电压 后协助向充电桩和其它照明、生活生产用电设备供电。

　　2 内蒙古草原公路风光互补充电桩可行性分析

　　2.1 内蒙古风能与太阳能资源情况

　　内蒙古位于我国的北部，横跨东北、华北、西北三个地区， 东西长 2400km，南北宽 1700km，总面积占全国总面积的 12.3% 左右，大部分地区属温带大陆性季风气候。内蒙古的理论可开 发风能储量为 78690 万 kW，可开发风能储量为 6178 万 kW，占 全国风能总储量的 24.4%[3-4]，风资源占有量在全国排第一位， 内蒙古各盟市风能资源年平均风速分布。 内蒙古的太阳能资源也非常丰富，仅次于青藏高原，内蒙 古光照充足，太阳能辐射较强，年均辐射总量在 4840～ 7020MJ/m2 左右。大部分盟市年日照时数都超过了 2800h，阿拉 善盟西部沙漠地区更是高达 3450h[3-4]以上。

　　2.2 内蒙古草原公路风光互补充电桩可行性分析

　　近年来随着内蒙古自治区能源的开发、输送和旅游业的快 速发展，国家及自治区政府对自治区交通建设投资力度逐年加 大，据内蒙古正北方网相关数据表明，截至 2019 年底，内蒙古公 路总里程达 20.6 万 km，其中高速公路 6633km、一级公路 8443km，全区农村牧区公路通车总里程 16.5 万 km，国道和省道 的主干线路网已经覆盖内蒙古 85%以上盟市，达到了县(旗)县 (旗)通油路，连通了 70%以上的苏木乡镇[5-7] 。

　　内蒙古自治区具 有 8666.7 万 hm2 的天然草场，草原面积占土地总面积的 73.3% [6] ，内蒙古草原公路如 S105 省级大通道具有路域地形地貌变化 较小、线路长、横跨内蒙古中西部和东北地区，沿途的风能和太 阳能资源非常丰富，且内蒙古每年的春、秋、冬大风季节是太阳 关照最弱的时候，而炎热的夏季正好是风能最差的时候，因此 在内蒙古草原公路沿线非常适合安装风光互补发电系统。

　　随着世界各国对环境保护的重视，推广应用新能源和清洁能源汽车 已成为全球趋势。据公安部统计，截至 2019 年底，全国新能源 汽车保有量达 381 万辆，内蒙古全区 LNG 与电动出租车达到了 51.5%，LNG 与电动公交车达到了 63.3%[6] 。若按照这一数据计 算，目前的车桩比约为 3：1。

　　与《电动汽车充电基础设施发展指 南(2015-2020)》[9] 规划车桩比 1：1 还有巨大的缺口。因此，在内 蒙古草原公路沿线的停车区、服务区安装风光互补系统发电系 统组成微电网，建设和安装一定数量的充电桩，保证新能源汽 车有足够的行驶里程，是完全可行的。

　　农业论文投稿刊物：农村牧区机械化本着为三农服务的办刊宗旨，为农牧业的发展作全方位的报导。读者对象：各级农业、农机管理部门、农机推广部门、农机鉴定、监理部门、大专院校、科研院所、农机经销企业、农机手、农牧民。

　　3 结论

　　节能与环保是未来汽车发展的重要方向，新能源汽车是我 国汽车产业赶超世界的重要发展机遇，提前规划好新能源汽车 充电基础设施建设才能促进我国新能源汽车的发展，而内蒙古 具有得天独厚的可再生能源，必须结合内蒙古区域特色，加快发展风力和光伏发电，在内蒙古草原公路沿线建设和安装风光 互补系统充电桩不仅可以减少传统能源的消耗，而且可以很好 地保护当地生态环境，为新能源汽车充电桩的建设明确了新的 研究方向[10]。同时，也为无电网覆盖的偏远地区使用新能源汽车 提供了新的参考和方向。

　　参考文献

　　[1]胡凯.电动汽车风光互补充电装置的研究[J].南京工业职业技术学院学报，2017，17(2)：1-4.

　　[2]葛笑寒.基于风光互补发电系统的充电桩设计与仿真[J].湖州 职业技术学院学报，2019，17(2)：66-69. [3]https：//wenku.baidu.com/view/fadf41f6c281e53a5902ff7f.html.

　　[4]邬元，赵博文，赵恺，杨茂荣.分布式风光互补并网发电系统研 究与应用[J].农村牧区机械化，2018(4)：14-17.

　　作者： 陈松利 万大千