تخصیص پارکینگ های شارژ خودروهای برقی در شبکه توزیع با در نظر گرفتن پایداری ولتاژ

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 Shariati

2 هیات علمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

حضور تعداد زیاد خودروهای برقی در پارکینگ‌های شارژ، شبکه توزیع را با میزان زیادی از تقاضای شارژ مواجه می‌کند که می‌تواند مشکل ناپایداری و فروپاشی ولتاژ و افزایش تلفات در شبکه توزیع برق را در پی داشته باشد. با این حال با احداث پارکینگ‌های شارژ در مکان‌های مناسب و مدیریت بهینه آن‌ها می‌توان از مزیت‌ استفاده از ظرفیت باتری این خودروها، بهره‌مند شد. در این مقاله، مدلی بر اساس برنامه‌ریزی خطی آمیخته با عدد صحیح برای مکان‌یابی و تعیین ظرفیت بهینه پارکینگ‌های شارژ خودروهای برقی با هدف حداکثرسازی سود مالک پارکینگ‌ها و با در نظر گرفتن قید و شاخص خطی شده پایداری ولتاژ پیشنهاد شده است. در مدل معرفی شده، الگوی متفاوت برای مسافرت خودروها در روزهای کاری و روزهای تعطیل نیز، بررسی شده است. مدل مورد نظر در یک سیستم توزیع با 37 شین که شامل چهار ناحیه مختلف از نظر نوع سفر خودروها می‌باشد، پیاده‌سازی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با حضور پارکینگ‌های شارژ، شاخص پایداری ولتاژ افت می‌کند اما می‌توان با اعمال قید مناسب برای این شاخص، از پارکینگ‌ها در جهت بهبود آن بهره برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Voltage Stability-Constrained Allocation of EV Parking Lots in the Distribution System

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Jahani 1
  • Meysam Jafari-Nokandi 2
  • Hamid Asgharirad 3
1 Shariati
2 Babol Noshirvani University of Technology
3 Babol Noshirvani University of Technology
چکیده [English]

With the large number of electric vehicles (EV) in charging stations, the power system will face a large amount of charging demand. It can lead to voltage instability and higher power loss in the electricity distribution network. However, by constructing EV charging parking lots in suitable places and managing them optimally, we can benefit from the advantage of using the battery capacity of EVs. This article proposes a mixed-integer linear programming model for locating and sizing electric vehicle parking lots (EVPL) to maximize the profit of the EVPL owner, taking into account the network constraints and the voltage stability index (VSI). Moreover, the impact of different travel patterns for EVs on working days and weekends has also been investigated. The desired model has been implemented in a distribution system with 37 buses, which includes four different areas regarding the type of travel. The results show that the VSI drops in the presence of EVPLs. However, it can be constrained through optimal location and management of EVPLs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Distribution system
  • electric vehicle
  • Allocation
  • parking lot
  • voltage stability

مراجع

[1] M. Mozaffari, H. Askarian Abyaneh, M. Jooshaki and M. Moeini-Aghtaie, "Joint Expansion Planning Studies of EV Parking Lots Placement and Distribution Network," IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 16, no. 10, pp. 6455-6465, Oct. 2020.
[2] مهدی تورانی، محمدرضا آقاابراهیمی، حمیدرضا نجفی، «برنامه‌ریزی محدوده پارکینگ خودروهای الکتریکی و شارژ و دشارژ آن به‌منظور بهبود قابلیت‌اطمینان در شبکه‌های هوشمند»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47، شماره 2، صفحات 413-422، 1396.
[3]  رامین شریک آبادی، امیر عبداللهی، مسعود رشیدی نژاد، مهدی شفیعی، «مدل‌سازی امکانی- احتمالاتی پارکینگ خودرو‌های برقی با رویکرد بهبود انعطاف‌پذیری در برنامه‌ریزی مشارکت امنیت مقید واحدهای نیروگاهی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 53، شماره 3، صفحات 209-222، 1402.
[4] محمدرضا فلاح‌زاده، علی زنگنه، «مدل برنامه‌ریزی دوسطحی پیشنهاددهی قیمت بهینه تجمیع‌کننده خودروهای الکتریکی در شبکه توزیع»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 48، شماره 4، صفحات 1699-1709، 1397.
[5] N. Neyestani, M. Y. Damavandi, M. Shafie-Khah, J. Contreras and J. P. S. Catalão, "Allocation of Plug-In Vehicles' Parking Lots in Distribution Systems Considering Network-Constrained Objectives," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 30, no. 5, pp. 2643-2656, Sep. 2015.
[6] M. H. Amini, M. P. Moghaddam and O. Karabasoglu, "Simultaneous allocation of electric vehicles’ parking lots and distributed renewable resources in smart power distribution networks," Sustainable Cities and Society, vol. 28, pp. 322-342, Jan. 2017.
[7] پویا حسین زاده، خلیل گرگانی فیروزجاه، عبدالرضا شیخ الاسلامی، «برنامه‌ریزی ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی با هدف بیشینه‌سازی سود خودروها و اپراتور ایستگاه در شرایط عدم قطعیت»، مجله مهندسی و مدیریت انرژی دانشگاه کاشان، دوره 9، شماره 3، صفحات 2-13، 1398.
[8] M. Moradijoz, F. Moazzen, S. Allahmoradi, M. P. Moghaddam and M. R. Haghifam, "A Two Stage Model for Optimum Allocation of Electric Vehicle Parking Lots in Smart Grids," 2018 Smart Grid Conference (SGC), pp. 1-5, 2018.
[9] B. Zeng, Z. Zhu, H. Xu and H. Dong, "Optimal Public Parking Lot Allocation and Management for Efficient PEV Accommodation in Distribution Systems," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 56, no. 5, pp. 5984-5994, 2020.
[10] M. J. Mirzaei and A. Kazemi, “A dynamic approach to optimal planning of electric vehicle parking lots,” Sustainable Energy, Grids and Networks, vol. 24, Oct. 2020.
[11] A. El-Zonkoly and L. dos santos Coelho., "Optimal allocation, sizing of PHEV parking lots in distribution system", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 67, pp.  472-477, 2015.
[12] M. Rahmani-Andebili, H. Shen and M. Fotuhi-Firuzabad, "Planning and Operation of Parking Lots Considering System, Traffic, and Drivers Behavioral Model", IEEE Transactions on Sytems, Man and Cybernetics: Sytems, vol. 49, no. 9, pp. 1879 - 1892, 2018.

[13] سمیه شمس‌الدینی لری، امیر عبداللهی، حسین هژبری، «جایابی احتمالاتی پارکینگ خودروهای برقی در شبکۀ توزیع با در نظر گرفتن عدم‌ قطعیت» مجله مهندسی و مدیریت انرژی دانشگاه کاشان، دوره 9، شماره 3، صفحات 26-39، 1398.

[14] Kazemi, M. A., Sedighizadeh, M., Mirzaei, M. J., Homaee, O., "Optimal siting and sizing of distribution system operator owned EV parking lots", Applied Energy, Vol. 179, pp. 1176-1184, 2016.

[15] حسین کریمیان فرد، حسین حقیقت، «جایابی و اندازه بهینه ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی بر اساس شاخص پایداری ولتاژ و کاهش تلفات شبکه توزیع»، نشریه انرژی ایران، دوره 22، شماره 2، صفحات 121-141، 1398.

[16] M. R. Mozafar, M. H. Moradi, M. H. Amini, "A simultaneous approach for optimal allocation of renewable energy sources and electric vehicle charging stations in smart grids based on improved GA-PSO algorithm," Sustainable Cities and Society, vol. 32, pp. 627-637, July. 2017.

[17] محمدرضا آقاابراهیمی، مهدی تورانی، «مکان‌یابی و تعیین محدوده پارکینگ خودروهای الکتریکی با هدف بهبود قابلیت اطمینان شبکه و با در نظر گرفتن کاهش مسافت پیموده شده توسط خودروها»، مجله کیفیت و بهره‌وری صنعت برق ایران، دوره 4، شماره 8، صفحات 27-36، 1394.

[18] T. Sattarpour, M. Farsad, "Parking lot allocation with maximum economic benefit in a distribution network," International Transactions on Electrical Energy Systems, vol. 27, no. 1, Jan. 2017.
[19] E. Mohammadi, R. Fadaeinedjad, M. Rashidinejad and A. Mahdavinia, "Optimal placement and charge/discharge scheduling of electric parking lots considering reactive power generation capability," 2017 Smart Grid Conference (SGC), pp. 1-6, 2017.

[20] حمید اصغری راد، میثم جعفری نوکندی، سیدمهدی حسینی، «تخصیص بهینه پارکینگ‌های شارژ خودروهای برقی در سیستم توزیع با در نظر گرفتن الگوی ترافیک شهری»، مجله مهندسی و مدیریت انرژی دانشگاه کاشان، دوره 11، شماره 2، صفحات 70-81، 1400.

[21] N. Neyestani, M. Y. Damavandi, G. Chicco and J. P. S. Catalão, "Effects of PEV Traffic Flows on the Operation of Parking Lots and Charging Stations," IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 9, no. 2, pp. 1521-1530, Mar. 2018.
[22] CJ. Vidal, M Goetschalckx,'' A global supply chain model with transfer pricing and transportation cost allocation,'' European Journal of Operational Research, vol. 129, no. 1, pp 134-158, 2001.
[23] محمد سعیدی مهرآباد، عادل اعظمی، «ارائه مدل بهینه‌سازی استوار دوسطحی در برنامه‌ریزی تولید با در نظر گیری تصمیمات قیمت‌گذاری به منظور پاسخگویی به تقاضا در فضای رقابتی: مطالعه موردی»، مجله پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، دوره 5، شماره 11، صفحات 173-191، 1396.
 
[24] W. H. Kersting, "Radial distribution test feeders, “IEEE Transactions on Power Systems,” vol. 6, no. 3, pp. 975-985, Aug. 1991.
[25] K. J. Yanus. "Plug-in electric vehicle charging impacts on power systems," Master of Science in Department of Energy and Environment Division of Electric Power Engineering in Chalmers University of Technology. Göteborg, Sweden, 2010.
[26] A. Briones, J. Francfort, P. Heitmann, M. Schey, S. Schey, J. Smart, '' Vehicle-to-grid (V2G) power flow regulations and building codes review by the AVTA'', Idaho National Lab., Idaho Falls, ID, USA, 2012.
[27] S. Astroza, PC. Bhat, Chandra R. Bhat, RM. Pendyala, VM. Garikapati, '' Understanding activity engagement across weekdays and weekend days: A multivariate multiple discrete-continuous modeling approach,'' Journal of Choice Modelling, vol. 28, pp. 56-70, 2018.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار