Optimal control and management of electric vehicles charging in the distribution network

Bahramnezhad, Yaghob and Dezhamkhoy, Abdolmajid and Akbarimajd, Adel (2019) Optimal control and management of electric vehicles charging in the distribution network. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
پایان نامه ویرایش شده نهایی آقای بهرام نژاد 13 اسفند.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Given the growing advancement of human society and that vehicles are an integral pillar of human life, the existence of solutions to reduce the negative effects of these devices is important in all aspects of human life.Because most of the vehicles supply their energy from fossil fuel sources, they have many problems, such as greenhouse gas emissions, high price fluctuations, and their termination.Now with the advent of science and the seriousness of the problems of fossil fuels, there are methods to solve this problem, one of which is electric vehicles. Therefore, paying attention to the effects of these cars on the distribution network is very important. Research method: Since these vehicles are added to the distribution network as a new and important one, they will naturally offer a new pattern of consumption.The main effect of electric vehicles on distribution networks is the power quality problems such as voltage profile.Simultaneous charging of a large number of these vehicles, especially at peak hours, will increase the network's peak load as a result of increased network losses and, ultimately, severe voltage drop across the network.In the case that there is no control over the automotive charging process, the car starts charging directly behind the power socket, therefore, the battery is charged with the highest charging rate within a certain amount of time. this new time at a common home, It is matched to the home-time courier and there fore increases the home-pay rate; therefore, it seems that it is possible to install an independent controller at home in order to transfer the load from electric vehicles to low load times. Simulations of the proposed control system were carried out in matlab simulink environment. Various scenarios include charging cars accidentally, only considering the needs of car owners, charging cars accidentally at non-peak hours and charging cars using an optimized PID controller. Finding: Random and simultaneous connection of a large number of electric vehicles into the network and uncontrolled charging causes a sharp drop in the distribution network voltage. This proved the importance of controlling the charge of electric vehicles. Also, the proposed charging control system for electric vehicles, Avoid the high voltage drop in the shaft of the system and the negative effects of simultaneous charging of a large number of vehicles are eliminated. The use of the proposed control method will slow down the recharging of electric vehicles and prevent an increase in the power of electric vehicles, resulting in a peak demand reduction, improved voltage profile and reduced power loss. Conclusion:Using the proposed control method, it makes the charging of electric cars slower and it prevents increasing the power of electric cars resulting in reduction of demand peak, improving the voltage profile and reducing the active power losses. the results show the good performance of the proposed controller.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: کنترل و مدیریت بهینه شارژ خودروهای الکتریکی در شبکه توزیع
Persian Abstract: هدف: با توجه به پیشرفت روز افزون جامعه بشری و اینکه وسایل نقلیه رکن جدایی‌ناپذیر از زندگی امروزه بشریت هستند، لذا وجود راهکارهایی برای کاهش اثرات منفی این وسایل بر تمام جنبه های زندگی بشری حائز اهمیت است. از آنجا که اکثر وسایل نقلیه انرژی خود را از منابع سوخت‌های فسیلی تأمین می‌کنند، قطعاً دارای مشکلات عدیده‌ای نیز هستند، که در مواردی از جمله انتشار گازهای گلخانه‌ای، نوسانات قیمت بالای سوخت‌های فسیلی، تجدید‌ناپذیری و روبه پایان بودن آنهاست. هم اکنون با پیشرفت علم و از طرفی جدی بودن مشکلات سوخت‌های فسیلی روش‌هایی برای حل این مشکل ارائه شده که یکی از این راه‌ها خودوهای الکتریکی هستند. ازاینروتوجهبهاثراتاینخودروهابررویشبکهتوزیع،بسيارمهماست. روش‌شناسی پژوهش:ازآن‌جایيکهخودروهای الکتریکیبهعنوانیکبارجدیدومهمبهشبکهتوزیعاضافهشده‌اند،الگویجدیدیازمصرفراارائهخواهندداد. ازمهم‌ترینتأثيراتخودروهایالکتریکيبرشبکه‌هایتوزیع،مشکلاتکيفيتتواناینخودروهامانندناهمواریولتاژ در زمان حضور همزمان و تصافی این خودروها برای دریافت شارژ از شبکهمي‌باشد.شارژهمزمانتعدادزیادیازاینخودروها،مخصوصاًدرساعاتپيک،باعثافزایشپيکبارشبکهدرنتيجهافزایشتلفاتشبکهتوزیعودرنهایتافتولتاژشدیددرشبکهمي‌شود. درحالتي که کنترليرویفرآیندشارژشدنخودرو وجودندارد،خودرو بهصورتآنيوپسازوصلشدنبهپریزبرقشروعبهشارژشدنمي‌کند؛لذاباتریخودروبابيشتریننرخشارژدریکبازه‌یزمانيمشخصشارژ مي‌شود.اینبارجدیددرخانه‌یمشترک،برپيکبارخانگي منطبقشدهودرنتيجهباعثافزایشپيکبارخانگيمي‌شود؛لذااینطوربهنظرمی‌رسدکهمي‌توانبانصبیککنترلرمستقل درخانهدرجهتانتقالبارناشياز خودروهای الکتریکی بهزمانکمباریاقدامنمود. در این تحقیق شبیه‌سازی‌ سیستم کنترل پیشنهادی در محیط سیمولینک نرم‌افزار Matlab انجام شده است. سناریوهای مختلف شامل شارژ خودروها بصورت تصادفی تنها با در نظر گرفت نیاز صاحبان خودرو، شارژ خودروها بصورت تصادفی در ساعات غیرپیک و شارژ خودروها با استفاده از کنترل کننده PID بهینه شده؛ استخراج شده است. یافته‌ها: اتصال تصادفی و همزمان تعداد زیادی از خودرو‌های الکتریکی به شبکه و شارژ بدون کنترل، موجب افت شدید ولتاژ شبکه توزیعمی‌شود. این موضوع اهمیت بسیار بالای کنترل شارژ خودروهای الکتریکی را اثبات کرد. همچنین استفاده از سیستم کنترل شارژ پیشنهادی برای خودروهای الکتریکی، از افت ولتاژ شدید در شین‌های سیستم جلوگیریکرده و اثرات منفی شارژ همزمان تعدادی زیادی خودرو برطرف می‌شود. استفادهاز روش کنترلی پیشنهادی، موجب آهسته‌تر شدن شارژ خودروهای الکتریکیشده و از افزایش توان شارژ خودروهای الکتریکیجلوگیری می‌کند که نتیجه آن، کاهش پیک تقاضا، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان اکتیو می‌باشد. نتیجه‌گیری: استفاده از روش کنترلی پیشنهادی، موجب آهسته‌تر شدن شارژ خودروهای الکتریکیشده و از افزایش توان شارژ خودروهای الکتریکیجلوگیری می‌کند که نتیجه آن، کاهش پیک تقاضا، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان اکتیو می‌باشد. نتایج حاصل عملکرد مناسب کنترلر پیشنهادی را نشان می‌دهد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Dezhamkhoy, AbdolmajidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Akbarimajd, AdelUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Date Deposited: 24 Jun 2019 07:44
Last Modified: 24 Jun 2019 07:44
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/6981

Actions (login required)

View Item View Item