نوع فایل: word
قابل ویرایش 105 صفحه
چکیده:
توسعه پایدار بدون حفظ و نگهداری صحیح محیط زیست میسر نخواهد بود و به همین دلیل، به کارگیری فناوری های سبز یکی از الزامات آتی خواهد بود. چرخ صنعت بدون انرژی نخواهد گردید و آنچه بیش از پیش به نگرانی های بین المللی در زمینه انرژی دامن زده است، محدود بودن منابع سوختهای فسیلی است. تولید برق با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر می تواند به عنوان خط مقدم جبهه ی مبارزه با تخریب محیط زیست تلقی شود. از طرفی دیگر، صنعت حمل و نقل نیز تصویرسازی آینده نه چندان دور خود به دنبال جایگزینی خودروهای متعارف با خودروهای الکتریکی است. شبکه های توزیع حلقه نهایی زنجیره تامین انرژی الکتریکی برای مصرف کنندگان می باشد.لذا کارایی اقتصادی و فنی هرچه بیشتر این شبکه ها تضمین کننده یک آینده پایدار و مطمئن در صنعت برق می باشد در این راستا بررسی نقش ایستگاهای خودروهای الکتریکی بسیار مهم خواهد بود. برای مدیریت بیشتر شبکه و خودروهای الکتریکی و تاثیرگذاری بیشتر خودروهای الکتریکی در شبکه های توزیع، کنترل و مدیریت زمان شارژ و دشارژ خودروها بر اساس شرایط شبکه و قیمت برق از جنبه های مختلفی همچون اقتصادی(کاهش هزینه ها)و فنی(بهبود پروفیل ولتاژ- کاهش تلفات) در شبکه های توزیع مطرح می شود. هدف اصلی این تحقیق ارائه یک استراتژی بهینه جهت جایابی ایستگاهای خودروهای الکتریکی و تعیین ظرفیت بهینه این ایستگاها و مدیریت شارژ و دشارژ این خودروها بر اساس یک مدل بار یک ساله می باشد.
مقدمه:
در این فصل ابتدا اهمیت حضور خودروهای الکتریکی در صنعت حمل و نقل شرح داده شده و پس از آن، اهداف در نظر گرفته شده برای توسعه این نوع خودروها در کشورهای مختلف طی سال های آینده مورد بررسی قرار می گیرند. در ادامه، مروری اجمالی بر زیر ساخت های مورد نیاز برای بهره برداری مناسب از خودروهای الکتریکی انجام شده و سپس، انواع روش های امکان پذیر برای بهره برداری از این نوع خودروها(کنترل شده و کنترل نشده ) تشریح می شوند. در انتهای فصل نیز مسئله مورد بحث در این پایان نامه و انگیزه تعریف آن، به همراه ساختار کلی پایان نامه مورد بحث قرار می گیرند.
فهرست مطالب:
فصل اول-مقدمه
1-1 اهمیت حضور خودروهای الکتریکی در صنعت حمل و نقل
1-2 وضعیت کنونی و چشم انداز توسعه خودروهای الکتریکی در کشورهای مختلف
1-3 زیر ساختهای لازم برای تامین نیازهای مرتبط با خودروهای الکتریکی
1-3-1 انواع ایستگاه های شارژ بر مبنای نرخ شارژ
1-3-2 انواع ایستگاه های شارژ بر مبنای نحوه انتقال انرژی الکتریکی
1-3-3 مکان های مناسب برای نصب ایستگاههای شارژ
1-4 انواع روش های شارژ خودروهای الکتریکی
1-4-1 شارژ کنترل نشده
1-4-2 شارژ کنترل شده
1-5 تشریح مسئله
فصل دوم-ایستگاههای خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه
2-1 قابلیتG2V خودروهای الکتریکی
2-1-1 تامین بار پایه
2-1-2 تامین توان در ساعات پرباری
2-1-3 تامین رزرو گردان
2-1-4 تنظیم ولتاژ و فرکانس
2-2 چالش ها و فرصت های پیش روی اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت
2-2-1 تاثیر خودروهای الکتریکی بر عملکرد شبکه توزیع
2-2-2 نقش خودروهای الکتریکی در بهبود عملکرد شبکه قدرت
2-2-2-1 هموار نمودن منحنی بار شبکه35
2-2-2-2 انجام تنظیم فرکانس در شبکه37
2-2-3 مزایای زیست محیطی اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت39
2-2-3-1 کمک به گسترش تولید انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر
2-2-3-2 افزایش بازدهی مصرف انرژی
2-2-3-3 سهولت مدیریت انتشار آلاینده ها
2-3 جمع بندیفصل سوم-شبکه های توزیع برق
3-1مقدمه3-2- ساختار شبکه های توزیع3-2-1- شبکه های زمینی3-2-2- شبکه های هوایی3-3- انواع معماری شبکه های توزیع3-3-1- شبکه باز (شعاعی)3-3-2- شبکه حلقوی(رینگ)3-3-3- شبکه دو سو تغذیه3-3-4- شبکه غربالیفصل چهارم-الگوریتم بهینه ساز
4-1-تعریف بهینه سازی4-2 بهینه سازی گروه ذرات 4-2-1 تاریخچه بهینه سازی گروه ذرات4-2-2- الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات4-3-الگوریتم ژنتیک چیست؟4-3-1عملگرهای یک الگوریتم ژنتیکفصل پنجم- بررسی تاثیر جایابی بهینه ایستگاهای خودرو های الکتریکی در کاهش تلفات
5-1 مقدمه5-2 طرح مسئله5-2-1 فرضیات5-2-2 تابع هدف5-3 پخش بار در سیستم توزیع5-3-1 مدل خط سه فاز غیرمتقارن5-3-2 توسعه ارتباط ماتریسی 5-3-3 توسعه ساختار فرمول5-3-4 توسعه تکنیک های حل مساله5-3-5 آزمایش و مقایسه نتایج تست5-3-6 مقایسه دقت محاسبات5-3-7 نتایج پخش بار سیستمهای نمونه بدون حضور پارکینگ خودروهای الکتریکی
5-4 فرمولها و روابط
5-5 بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک و PSO
5-6- نتایج برای سناریوهای دوم تا پنجم
فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1 نتیجه گیری
6-2 پیشنهادات
منابع و مراجع
فهرست جدول ها:
جدول1-1 مدت زمان مورد نیاز برای شارژ سه باتری نمونه با ظرفیت های متفاوت
جدول5-1 اطلاعات مربوط به بارهای شین ها و اطلاعات امپدانس خطوط
جدول 5-1- نتایج مقایسه سیستم 6 باس
جدول 5-2- فیدرهای تست 6 باسه
جدول 5-3- تعداد تکرارها و زمان اجرای نرمال
جدول 5-4- نتایج بهینه برای سناریو اول
جدول 5-5- نتایج بهینه برای سناریو دوم
جدول 5-6- نتایج بهینه برای سناریو سوم
جدول 5-7- نتایج بهینه برای سناریو چهارم
جدول 5-8- نتایج بهینه برای سناریو پنجم
فهرست نمودارها:
5-1 نمودار درحالت بدون حضور پارکینگ خودروهای الکتریکی
5-2 نمودار پروفیل ولتاژبا حضور یک پارکینگ برای جایابی با ژنتیک
5-3 نمودار پروفیل ولتاژبا حضور یک پارکینگ برای جایابی با osp
5-4 نمودار پروفیل ولتاژبا حضور دو پارکینگ برای جایابی با ژنتیک
5-5 نمودار پروفیل ولتاژبا حضور دو پارکینگ برای جایابی با osp
فهرست شکل ها:
شکل1-1 درصد تولید گازهای گلخانه ای توسط بخش های مختلف در سطح دنیا
شکل1-2 سیر صعودی افزایش قیمت انواع سوخت های فسیلی طی چند دهه گذشته
شکل1-3 تعداد تجمعی خودروهای الکتریکی در کشورهای عضو سازمانIVEتا سال2020
شکل1-4 تعداد خودروهای الکتریکی موجود در هر کدام از کشورهای عضو سازمانEVI تا سال 2012
شکل1-5 سهم هر کدام از کشورهای عضو سازمانIVE از بازار خودروهای الکتریکی در سال 2012
شکل1-6 نمایی از سطح شارژ 1 یا شارژ آهسته
شکل1-7 نمایی از سطح شارژ 2 یا شارژ متوسط
شکل1-8 نمایی از سطح شارژ 3 یا شارژ سریع
شکل2-1 نحوه تعامل ایستگاههای خودروهای الکتریکیِ دارای قابلیتG2V با شبکه قدرت
شکل2-2 استفاده از قابلیت G2V خودروهای الکتریکی به منظور کاهش تقاضا در ساعات پرباری
شکل 2-3 تغییرات ایجاد شده در منحنی بار شبکه در اثر شارژ خودروهای الکتریکی
شکل2-4 نحوه هموار شدن منحنی بار شبکه یا به کارگیری قابلیت های خودروهای الکتریکی
شکل 3-1 شبکه شعاعی
شکل 3-2 شبکه حلقوی
شکل 3-3 شبکه تغذیه از دو سو
شکل 3-4 شبکه تغذیه غربالی
شکل 4-1 نمونه های از روند حرکت ذرات در فضای
شکل5-1- سیستم نمونهIEEE با 33 شین
شکل 5-2- مدل خط سه فاز
شکل 5-3-سیستم توزیع ساده
شکل 5-4- سیستم توزیع 8 باسه
منابع و مأخذ:
[1] طراحی یک طرح مبتنی به سود برای مدیریت بهینه انرژی در پارکینگ خودروهای الکتریکی، علی زارع. پایانامه کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شریف، مرداد 93.
[2] Mohammad Javad Mirzaei, Ahad Kazemi, Omid Homaee." Real-world based approach for
optimal management of electric vehicles in an intelligent parking lot considering simultaneous satisfaction of vehicle owners and parking operator" Energy 76 (2014) 345e356.
[3] Salman Habib, Muhammad Kamran, Umar Rashid "Impact analysis of vehicle-to-grid technology and charging strategies of electric vehicles on distribution networkse A review".
Journal of Power Sources 277 (2015) 205e214
[4] J. García-Villalobos, I. Zamora, J.I. San Martín, F.J. Asensio, V. Aperribay, "Plug-in
electric vehicles in electric distribution networks: A review of smart charging
approaches," Renewable and Sustainable Energy Reviews 38 (2014) 717–731.
[5] Robert C. Green II, Lingfeng Wang, Mansoor Alam "The impact of plug-in hybrid electric vehicles on distribution networks: A review and outlook". Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 544–553
[6] Masoud Honarmand, Alireza Zakariazadeh, Shahram Jadid ‚ ″ Integrated scheduling of renewable generation and electric vehicles parking lot in a smart microgrid″ Energy
Conversion and Management 86 (2014) 745–755.
[7] Yuchao Ma, Tom Houghton, Andrew Cruden, and David Infield," Modeling the Benefits of Vehicle-to-Grid Technology to a Power System". IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 27, NO. 2, MAY 2012.
[8] DAI MengTing, ZHENG JingHong, ZHANG Man, WANG WenZhuo, "Optimization of Electric Vehicle Charging Capacity in a Parking Lot for Reducing Peak and Filling Valley in Power Grid". 2011The International Conference on Advanced Power System Automation and Protection.
[9] Mostafa F. Shaaban, Muhammad Ismail, Ehab F. El-Saadany, Weihua Zhuang, "Real-Time PEV Charging/Discharging Coordination in Smart Distribution Systems". IEEE
TRANSACTIONS ON SMART GRID, VOL. 5, NO. 4, JULY 2014.
[10] A new approach for optimum DG placement and sizing based on voltage stability maximization and minimization of power losses. M.M. Aman, G.B. Jasmon, A.H.A. Bakar,
- Mokhlis. 2013, Energy Conversion and Management ,Vol.70, pp. 202–210.
[11] Distributed generation technologies, definitions and benefits. W. El Khattam, M.M.A.
- 2004, Electric Power Systems Research, Vol.71, pp.119–128.
[12] An analytical method for the sizing and siting of distributed generators in radial systems. T. Gözel, M. Hakan Hocaoglu. 2009, Electric Power Systems Research, Vol.79, pp. 912–918.
[13] Optimal allocation of combined DG and capacitor for real power loss minimization in
distribution networks. S. Gopiya Naik, D.K. Khatod, M.P. Sharma. 2013, Electr Power
Energy Syst, vol.53, pp. 967–973.
[14] Analytical Expressions for DG Allocation in Primary Distribution Network. D.Q. Hung,
- Mithulananthan, R. C. Bansal. 2010, IEEE Tran Energy Conversion, Vol. 25, No. 3.
[15] Cost-Benefit Analyses of Active Distribution Network Management, Part I: Annual
Benefit Analysis. Z. Hu, F. Li. 2012, IEEE Tran Smart Grid, Vol. 3, No. 3.
[16] FAST DEMAND RESPONSE IN SUPPORT OF THE ACTIVE DISTRIBUTION NETWORK. P. MacDougall, P. Heskes, P. Crolla. June 2013, in Proc. 22nd International Conference on Electricity Distribution, ( C I R E D), Paper1024.
[17] Operating cost minimization of a radial distribution system in a deregulated electricity market through reconfiguration using NSGA method. S. Chandramohan, N. Atturulu, R.P. Kumudini Devi, B. Venkatesh. 2010, Electr Power Energy Syst, vol.32, pp. 126–132.
[18] Demand Response in the New Zealand Electricity Market. B. Chakrabarti, D. Bullen, C. Edwards, C. Callaghan. 2012, in Proc. Transmission and Distribution Conference and Exposition (T&D), IEEE PES, pp. 1 – 7.
[19].Feeder Reconfiguration for Loss Reduction in Distribution System with Distributed Generators by Tabu Search. N. Rugthaicharoencheep, S. Sirisumrannukul. 2009, GMSARN International Journal, Vol. 3, pp. 47 – 54.
[20]. Modeling and prioritizing demand response programs in power markets. H.A. Aalami, M. Parsa Moghaddam, G.R. Yousefi. 2010, Electric Power Systems Research. pp. 426–435.
[21] Demand Side Management: Demand Response, Intelligent Energy Systems, and Smart Loads. P. Palensky, D. Dietrich. August 2011 , IEEE Tran Industrial Informatics, Vol. 7, No. 3.
[22] Development of smart distribution grid. S. Ghosh, S.P. Ghoshal, S. Ghosh. 2010, in Proc. Electr Power Energy Syst, vol.32, pp. 849–856.
[23] Optimal placement of distributed generation in distribution networks. S. Kansal, B.B.R. Sai, B. Tyagi, V. Kumar. 2011, International Journal Engineering, Science & Technology, Vol. 3, No. 3, pp. 47-55.
[24] A novel approach for the reconfiguration of distribution systems considering the voltage stability margin. M.H. Hemmatpour, M. Mohammadian, M. Rezaie Estabragh. 2013, Turk J Elec Eng & Comp Sci, Vol. 21, pp. 679- 698.
[25] Power loss minimization in distribution system using network reconfiguration in the presence of distributed generation. R.S. Rao, K. Ravindra, K. Satish, S.V.L. Narasimham. 2013, IEEE Tran Power Syst, vol.28, pp. 317 –325.
[26] Willett Kempton, Jasna Tomi´." Vehicle-to-grid power implementation: From stabilizing the grid to supporting large-scale renewable energy" Journal of Power Sources 144 (2005) 280–294.
[27] Review of distributed generation planning: objectives, constraints, and algorithms. R.P. Payasi, A. K.Singh, D. Singh. 2011, International Journal of Engineering, Science and Technology, Vol. 3, No. 3, pp. 133-153.
[28] Optimal placement and sizing of a DG based on a new power stability index and line losses. M.M. Aman, G.B. Jasmon, H. Mokhlis, A.H.A. Bakar. 2012, Electr Power Energy Syst, vol.43, pp. 1296–1304.
[29] Optimal Simultaneous Siting and Sizing of DGs and Capacitors Considering Reconfiguration in Smart Automated Distribution Systems. S. Golshannavaz. 2014, J Intelligent Fuzzy Syst, vol.10, 3233/IFS-141138.
[30] Optimal Allocation and Sizing of Distributed Generation in Distribution Networks Using Genetic Algorithms. H. E.A, Talaat, E. Al-Ammar. 2011, in Proc. 11th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation (EPQU), pp. 1 – 6.
[31]. Optimal location and sizing of DSTATCOM in distribution systems by immune algorithm. S.A. Taher, and S.A. Afsari. 2014, Electrical Power and Energy Systems, pp. 34–44.
[32]. OPTIMAL CAPACITOR PLACEMENT ON RADIAL DISTRIBUTION SYSTEMS. M.E. Baran, and F.F. Wu. 1989, IEEE Transactions on Power Delivery, pp. 725 – 734.
تاثیر جایابی بهینه ایستگاه های خودروهای الکتریکی برای کاهش تلفات در شبکه های توزیع. doc
