پایان نامه تاثیر شارژ خودرو های الکتریکی ترکیبی بر ترانسفورماتور های توزیع

فهرست:

فصل اول : کلیات تحقیق

مقدمه

1-1 ضرورت بررسی اثر شارژ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع

1-2 اهداف تحقیق

1-3 سوالات تحقیق

1-4  فرضیات تحقیق

فصل دوم : مبانی نظری و پیشینه‌ی تحقیق

2-1 بررسی اثر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی روی تلفات توان و انحراف ولتاژ در شبکه توزیع

2-1-1 شارژ غیر هماهنگ

2-1-2 شارژ هماهنگ شده

2-2 بررسی اثر افزایش تعداد خودرو بر تلفات و هزینه سرمایه گذاری در شبکه قدرت

2-2-1 سرمایه گذاری افزایشی در ساعت های پیک

2-2-2 کاهش سرمایه گذاری در ساعات پیک با راهبرد شارژ هوشمند

2-2-3 انتقال زمان شارژ به ساعات غیر پیک

2-2-4 تلفات افزایشی انرژی

2-3 شارژ بهینه خودرو های الکتریکی با رعایت قیود شبکه توزیغ و انتقال قدرت ماکزیمم

2-3-1 تابع هدف استاندارد

2-3-2 قیود مسئله بهینه سازی

2-3-3 تابع هدف وزنی

2-3-4 ولتاژ شبکه در حالت شارژ کنترل نشده وکنترل شده خودرو

2-4 انتقال توان از خودرو به شبکه توزیع و تامین ذخیره چرخان و تثبیت فرکانس شبکه

فصل سوم : روش تحقیق

مقدمه

3-1 اندازه‌گیری و ثبت اطلاعات بار مبنا در ترانسفورماتور تحت بررسی

3-2 طبقه بندی و مقایسه بار مبنا در ترانسفورماتور

3-3 شبیه سازی دمای محیط

3-4 مدل بار خودروی الکتریکی ترکیبی

3-5 تعیین بازه‌های زمانی شارژ برای خودروهای الکتریکی

3-6 تعیین ضرایب نفوذ خودروهای الکتریکی

3-7 استفاده از مدل حرارتی ترانسفورماتور توزیع

3-8 مدل نرخ از دست رفتن عمر در ترانسفورماتور روغنی

3-9 چگونگی کاهش عمر ترانسفورماتور‌ها در حضور خودروهای الکتریکی ترکیبی

فصل چهارم : شبیه سازی و بیان نتایج حاصل از تحقیق

مقدمه

4-1 شبیه سازی شارژ خودروهای الکتریکی

4-2 شبیه سازی دمای محیط برای روز نوعی فصلی

4-3 شبیه سازی بار مبنا برای روز نوعی فصلی در روز کاری /تعطیل

4-4 مشخصات ترانسفورماتور تحت بررسی

4-5 نتایج حاصل از شبیه سازی

4-6 تحلیل اثر ضرایب نفوذ بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور‌های توزیع

4-7 متوسطه سالیانه نرخ  از دست رفتن عمر ترانسفورماتور‌های توزیع در دوره‌های مختلف شارژ

فصل پنجم : بحث و نتیجه‌گیری

5-1 بررسی فناوری‌های رایج در ساخت خودروهای الکتریکی

5-2 تعیین بازه زمانی مناسب برای شارژ خودروهای الکتریکی

5-3 تعیین حداکثر ضرایب نفوذ با شرط عدم وجود روند پیری در ترانسفورماتور

5-4 تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر روند پیری ترانسفورماتور

5-5 تاثیر افزایش ضریب نفوذ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتور‌های توزیع

نتیجه گیری و جمع‌بندی نهایی

منابع و ماخذ

پیوست‌ها

منبع:

[1] A. Ashtari, E. Bibeau, S. Shahidinejad, and T. Molinski, “PEV charging profile prediction and analysis based on vehicle usage data,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 341–350, Mar. 2012.

[2] Y. Ota, H. Taniguchi, T. Nakajima, K. M. Liyanage, J. Baba, and A. Yokoyama, “Autonomous distributed V2G (vehicle-to-grid) satisfying scheduled charging,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 559–564, Mar. 2012.

[3] L. P. Fernandez, T. G. San Roman, R. Cossent, C. M. Domingo, and P. Frías, “Assessment of the impact of plug-in electric vehicles on distribution networks,” IEEE Trans.Power Syst., vol. 26, no. 1, pp. 206–213, Feb. 2011.

[4] P. Richardson, D. Flynn, and A. Keane, “Optimal charging of electric vehicles in low-voltage distribution systems,” IEEE Trans.Power Syst., vol. 27, no. 1, pp. 268–279, Feb. 2012.

[5] K. Clement, E. Haesen, and J. Driesen, “The impact of charging plug-in hybrid electric vehicles on a residential distribution grid,” IEEE Trans.Power Syst., vol. 25, no. 1, pp. 371–380, Feb. 2010.

[6] X. Zhang, E. Gockenbach, V. Wasserberg and Hossein Borsi, "Estimation of the lifetime of the electrical components in distribution networks," IEEE Trans. Power Del., vol. 22, no. 1, pp. 515–522, Jan. 2007.

[7] X. Zhang and E. Gockenbach, "Assessment of the actual condition of the electrical components in medium-voltage networks," IEEE Trans. Reliability, vol. 55, no. 2, pp. 361–368, Jun. 2006.

[8] X. Zhang and E. Gockenbach, "Component reliability modeling of distribution systems based on the evaluation of failure statistics," IEEE Trans. Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 14, no. 5, pp. 1183–1191, Oct. 2007.

[9] Guide for Loading Mineral—Oil—Immersed Transformer, IEEE Std. C57.91-1995 IEEE, 1995.

[10] Working Group K3 (Transformer Thermal Overload Protection), “Adaptive transformer thermal overload protection,” IEEE Trans. Power Del., vol. 16, no. 4, pp. 516–521, Oct. 2001.

 [11] Dejan Susa, Matti Lehtonen, and Hasse Nordman,” Dynamic Thermal Modelling of Power Transformers,” IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 20, NO. 1, JANUARY 2005.

  [12] Mark F. Lachman, Member, IEEE, Paul J. Griffin, Member, IEEE, Wolf Walter, and Alan Wilson, Member, IEEE,” Real-Time Dynamic Loading and Thermal Diagnostic of Power Transformers,”IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 18, NO. 1, JANUARY 2003.

[13] Giovanni Mazzanti, Member, IEEE,” Analysis of the Combined Effects of Load Cycling, Thermal Transients, and Electrothermal Stress on Life Expectancy of High-Voltage AC Cables,” IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 22, NO. 4, OCTOBER 2007.

[14] Domenico Villacci, Member, IEEE, Gianluca Bontempi, Alfredo Vaccaro, Member, IEEE, and Mauro Birattari,”The Role of Learning Methods in the Dynamic Assessment of Power Components Loading Capability,” IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 52, NO. 1, FEBRUARY 2005.

[15] K. Clement, K. Van Reusel, and J. Driesen,“The consumption of electrical energy of plug-in hybrid electric vehicles in Belgium,” in Proc. 2nd Eur. Ele-Drive Transportation Conf., Brussels, Belgium, May 2007.

[16] P. Denholm and W. Short, An Evaluation of Utility System Impacts and Benefits of Optimally Dispatched Plug-In Hybrid Electric Vehicles, Oct. 2006, Tech. Rep.

[17] K. Schneider, C. Gerkensmeyer, M. Kintner-Meyer, and R. Fletcher, “Impact assessment of plug-in hybrid vehicles on Pacific Northwest distribution systems,” in Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting, Pittsburgh, PA, Jul. 2008.

[18] P. Richardson, D. Flynn, and A. Keane,“Impact assessment of varying penetrations of electric vehicles on low voltage distribution systems,” in Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting, Minneapolis, MN, Jul. 2010.

[19] J. A. P. Lopes, S. A. Polenz, C. L. Moreira, and R. Cherkaoui, “Identification  of control and management strategies for LV unbalanced microgrids with plugged-in electric vehicles,” J. Elect. Power Syst. Res., vol. 80, no. 8, pp. 898–906, Aug. 2010.

[20] E. Sortomme and M. A. El-Sharkawi,“Optimal charging strategies for unidirectional

vehicle-to-Grid,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 2, no. 1, pp. 131–138, Mar. 2011.

 [21] S. Shao, M. Pipattanasomporn, and S. Rahman, “Challenges of PHEV penetration to the residential distribution network,” in Proc. IEEEPower and Energy Soc. General Meeting, Calgary, AB, Canada, Jul. 2009.

[22] J. Taylor, A. Maitra, M. Alexander, D. Brooks, and M. Duvall, “Evaluation of the impact of plug-in electric vehicle loading on distribution system operations,” in Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting, Calgary, AB, Canada, Jul. 2009.

[23] W. Kempton and J. Tomic,“Vehicle-to-grid power implementation: From stabilizing the grid to supporting large- scale renewable energy,” J. Power Sources, vol. 144, pp. 280–294, 2005.

[24] K. Clement-Nyns, E. Haesen, and J. Driesen, “Stochastic analysis of the impact of plug-in hybrid electric vehicles on the distribution grid,” in Proc. 20th Int. Conf. Electricity Distribution (CIRED), Prague, Czech Republic, Jun. 8–11, 2009.

[25] L. Pieltain Fernández, “Impact of plug-in hybrid electric vehicles(PHEVs) on power systems,” M.Sc. thesis, Univ. Pontificia Comillas, Madrid, Spain, 2009. [Online]. Available: http://www.iit.upcomillas.

es/docs/TM-09-008.pdf.

[26] J. Axsen, A. Burke, and K.Kurani, Batteries for Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs): Goals and the State of Technology Circa 2008, Inst. Transportation Studies, Univ. California, 2008.

[27] W. Kempton, V. Udo, K. Huber, K. Komara, S. Letendre, S. Baker, D. Brunner, and N. Pearre, “A test of vehicle-to-grid (V2G) for energy storage and frequency regulation in the PJM system,” Publications of MAGICC (Mid-Atlantic Grid Interface Cars Consortium) [Online]. Available: http://www.magicconsortium. org/_Media/test-v2g-in-pjm-jan09.pdf, Jan. 2009.

[28] K. Shimizu, T. Masuta, Y. Ota, and A. Yokoyama,“Load frequency control in power system using vehicle-to-grid system considering the customer convenience of electric vehicles,” in Proc. Int. Conf. Power Syst. Technol., Oct. 2010, pp. 1–8.

[29] P. Denholm and W. Short, “An evaluation of utility system impacts and benefits of optimally dispatched plug-in hybrid electricvehicles,” National Renewable Energy Lab (NREL), Tech. Rep., 2006

[30] A. Maitra, J. Taylor, D. Brooks, M. Alexander, and M. Duvall, “Integrating plug-in-electric vehicles with the distribution system,” in Proc. 20th Int. Conf. Exhib. Electr. Distrib., Part 1, Jun. 2009, pp. 1–5.

 [31] assessment of plug-in hybrid vehicles on electric utilities and regional US power grids Part 2: Economic assessment,” Pacific Northwest National Laboratory, Tech. Rep., 2007.

[32] Anderman, “The challenge to fulfil electrical power  requirements of advanced vehicles,” J. Power Sources, vol. 127, no. 1–2, pp. 2–7, Mar. 2004.