МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ И ПРОЦЕССОВ БАЛАНСИРОВКИ НА ЗАРЯДНЫХ СТАНЦИЯХ, ПОДКЛЮЧЁННЫХ К ГИБРИДНЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ

Аннотация

Аннотация. Рост числа электрических транспортных средств сделал обеспечение энергетического баланса на зарядных станциях важной задачей. В данном исследовании была разработана гибридная модель на основе солнечных панелей, ветрогенераторов, центральной сети и аккумуляторной системы, эффективность которой была оценена. Результаты моделирования показали, что предложенный подход повышает эффективность на 18 – 25 %, снижает потери на 8 – 10 % и уменьшает нагрузку на сеть до 30 %. В исследовании был смоделирован энергетический баланс зарядной станции. Мощности фотоэлектрических панелей, ветрогенератора и аккумулятора оценивались с использованием соответствующих моделей. Для балансировки применялись методы оптимизации, а расчёты выполнялись в средах MATLAB/Simulink и Python. По результатам моделирования 45 – 55 % нагрузки зарядной станции обеспечивалось за счёт возобновляемых источников, 20 – 30 % — аккумулятором, а остальная часть — центральной сетью. Гибридная стратегия снизила потери, повысила эффективность до 78 % и уменьшила нагрузку на сеть в часы пикового потребления. Результаты исследования показали, что зарядные станции на основе гибридной энергии обеспечивают техническую стабильность, снижают нагрузку на сеть и повышают эффективность. Предложенная модель может быть применена в реальных проектах.

Ключевые слова

Литература

1. Mwasilu, F., Justo, J. J., Kim, E. K., Do, T. D., & Jung, J. W. (2014). Electric vehicles and smart grid interaction: A review on vehicle to grid and renewable energy sources integration. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 501 – 516. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.03.031
2. Lund, H., Ostergaard, P. A., Connolly, D., & Mathiesen, B. V. (2017). Smart energy and smart energy systems. Energy, 137, 556 – 565. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.123
3. Yilmaz, M., & Krein, P. T. (2013). Review of charging power levels and infrastructure for plug - in electric and hybrid vehicles. IEEE International Electric Vehicle Conference (IEVC), 1 – 8. IEEE. https://doi.org/10.1109/IEVC.2013.6799610
4. Nykamp, S., Pruckner, M., & Heuvelink, E. (2019). Integration of electric vehicle charging stations into energy systems with renewable energy sources. Applied Energy, 254, 113600. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113600
5. Bahrami, S., Wong, V. W. S., & Jatskevich, J. (2019). Demand response for smart charging of electric vehicles in smart grids. IEEE Transactions on Smart Grid, 10(3), 2829 – 2839. https://doi.org/10.1109/TSG.2018.2887299
6. Li, R., Su, H., & Wang, H. (2020). Optimal scheduling of renewable energy integrated EV charging stations considering demand response. Journal of Cleaner Production, 256, 120389. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120389
7. González, J. M., Rivas, E., & Aguado, J. A. (2018). Energy management of microgrids with electric vehicles and renewable sources: A literature review. Renewable Energy, 123, 282 – 294. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.02.003
8. Zhou, Y., Wu, Y., & Xu, W. (2018). Stochastic modeling and optimization of EV charging load in renewable energy integrated microgrids. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 9(3), 1071 – 1081. https://doi.org/10.1109/TSTE.2017.2762364
9. Chen, X., Liu, J., & Song, Y. (2018). Energy management of hybrid renewable energy systems for EV charging stations: A comprehensive review. Energy Conversion and Management, 171, 1247 – 1268. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.06.051
10. Khalid, M., & Savkin, A. V. (2016). Optimal control of fast charging stations for electric vehicles under renewable energy generation and grid power constraints. Energy, 113, 1247 – 1258. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.07.065