Plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) with capability of being recharged from the power-grid will reduce oil consumption. Also, the PHEV will affect the utility operations by adding additional electricity demand for charging. In this research, the power-grid impact by demand of PHEV charging is presented and the optimal charging control strategy for utility operators is proposed with simulated data. The penetration of PHEV is assumed to be 50% in the circumstances of Korean passenger car market and Korean power-grid market limitedly. To obtain smooth load shape and utilize the surplus electricity in power-grid at midnight and dawn, the peak of charging demand should be controlled to be located before 4:00 a.m., and the time slot which can supply the electricity power to PHEV should be allowed between 1:00 a.m.$\sim$7:00 a.m.
El-naggar, Mohammed Fathy;Elgammal, Adel Abdelaziz Abdelghany
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제13권2호
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pp.742-751
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2018
Electric vehicles (EV) are emerging as the future transportation vehicle reflecting their potential safe environmental advantages. Vehicle to Grid (V2G) system describes the hybrid system in which the EV can communicate with the utility grid and the energy flows with insignificant effect between the utility grid and the EV. The paper presents an optimal power control and energy management strategy for Plug-In Electric Vehicle (PEV) charging stations using Wind-PV-FC-Battery renewable energy sources. The energy management optimization is structured and solved using Multi-Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) to determine and distribute at each time step the charging power among all accessible vehicles. The Model-Based Predictive (MPC) control strategy is used to plan PEV charging energy to increase the utilization of the wind, the FC and solar energy, decrease power taken from the power grid, and fulfil the charging power requirement of all vehicles. Desired features for EV battery chargers such as the near unity power factor with negligible harmonics for the ac source, well-regulated charging current for the battery, maximum output power, high efficiency, and high reliability are fully confirmed by the proposed solution.
A potential breakthrough of the electrification of the vehicle fleet will incur a steep rise in the load on the electrical power grid. To avoid huge grid investments, coordinated charging of those vehicles is a must. In this paper, we assess algorithms to schedule charging of plug-in (hybrid) electric vehicles as to minimize the additional peak load they might cause. We first introduce two approaches, one based on a classical optimization approach using quadratic programming, and a second one, market based coordination, which is a multi-agent system that uses bidding on a virtual market to reach an equilibrium price that matches demand and supply. We benchmark these two methods against each other, as well as to a baseline scenario of uncontrolled charging. Our simulation results covering a residential area with 63 households show that controlled charging reduces peak load, load variability, and deviations from the nominal grid voltage.
DC ${\mu}$-Grid 기반의 충/방전 시스템에서 배터리의 동작 변환 시, 망 전압의 fluctuation이 발생하게 되며, 과다한 fluctuation은 충/방전 시스템의 손상 및 고장을 일으킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 DC ${\mu}$-Grid 기반의 충/방전 시스템에서 fluctuation 완화용 커패시터의 적용 및 설계 포인트에 대하여 연구하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 3개의 충전 배터리 set와 5개의 방전 배터리 set의 조건으로 운영되는 DC ${\mu}$-Grid 기반 충/방전 시스템에서 600V/35mF의 초기 값을 갖는 fluctuation 완화용 커패시터를 적용하였을 때 충/방전에 의한 fluctuation을 약 66.3% 감소시킬 수 있었으며, 추가적으로 초기 망 전압 안정화 시 발생하는 fluctuation 또한 약 73% 감소시킬 수 있었다.
The Jeju Special Self-Government Provincial Government has made the plan penetrating gradually electric vehicles(EVs) in the Jeju Special Self-Government Province(Jejudo). However the effects of EVs penetration on the electrical grid of the Jejudo is not reported. In this paper the yearly electric energy consumed by the EVs was calculated and the effects of the EV penetration on the peak power of the grid were analyzed in the Jejudo for the future 10 years, and we hope that our study results will help the governors realize the EVs penetration plan in the Jejudo. The calculation results show that the rate of the electric energy used by the EVs will become to 2.9% at its maximum at the 2017 year when the penetration rate of EVs in passenger cars becomes 10%, and the rate of the electric energy consumed by the EVs will become to 9.4% at its maximum at the 2020 year when the penetration rate of EVs in passenger cars becomes 30%. The concepts of smart-charging capacity and 100%-valley-filling charging capacity of the grid were defined and calculated for the Jeju Grid, and the grid was analyzed to have the sufficient EV charging capacity until the 2022 year.
The modern transportation and mobility sector is expected to encounter high penetration of Electric Vehicles (EVs) because EVs contribute to reducing the harmful emissions from fossil fuel-powered vehicles. With the prospective growth of EVs, sufficient and convenient facilities for fast charging are crucial toward satisfying the EVs' quick charging demand during their trip. Therefore, the Fast Electric Vehicle Charging Stations (FECS) will be a similar role to gas stations. In this paper, we study a charging scheduling problem for the FECS with solar photovoltaic (PV) and an Energy Storage System (ESS). We formulate an optimization problem that minimizes the operational costs of FECS. There are two cost and one revenue terms that are buying cost from main grid power, ESS degradation cost, and revenue from the charging fee of the EVs. Simulation results show that the proposed scheduling algorithm reduces the daily operational cost by effectively using solar PV and ESS.
본 연구는 2012~2013년 국내 전기차 시장에서 크게 논란이 되었던 콤보 전기 자동차 충전 표준과 국내 스마트그리드 표준 간 충돌 사례를 이해관계자 이론을 활용하여 분석하였다. 사례 연구를 위해 문헌 조사 및 복수의 전문가 인터뷰를 실시하였다. 전기 자동차는 충전을 위해 전력망과 연결될 때 데이터 교환을 한다. 따라서 통신 표준 문제가 대두된다. BMW는 글로벌 전기 자동차 시장에서 업계를 대표하는 사실상 표준의 지위를 얻어 가고 있던 콤보 충전 기술을 채택하여 국내 전기차 시장에 진입하였는데, 그 과정에서 국내 스마트 그리드 전력망의 원격검칭용 통신 기술과 상호 주파수 간섭을 일으키는 문제가 발생하였다. 이 문제를 둘러싸고 이해관계자들의 대립이 계속되면서 국내 전기 자동차 충전 기술 관련 표준(국가표준 및 단체표준)화를 위한 의사결정들이 지연되었고, 이 논란은 2014년 1월 콤보 기술이 한국자동차공학회의 단체표준(KSAE SAE 1772-2040, 2014.1)으로 인정되면서 일단락되었다. 이 사건은 전기 자동차 표준 그 자체만이 아니라, 융합산업 시대에 있어서 타 산업 표준과의 충돌 및 조정의 필요성을 부각시키는 의미있는 사례이다. 본 연구는 전기 자동차 충전 표준과 스마트그리드 표준이라는 이종 산업 간의 표준 충돌의 복잡한 역학 관계를 이해 관계자 이론을 적용하여 분석하였다. 본 연구는 표준화 과정을 둘러싼 경험적 및 이론적 연구가 충분하지 않다는 점에서, 이해관계자 이론을 활용한 사례 축적과 방법론 정립에 기여하고, 또한 표준화 과정에 참가하는 이해관계자들이 이 과정에 영향을 미치기 위한 행위 양식 정립과 전략 수립에 유용한 시사점을 제공한다.
Analyze the customer daily load patterns, be used to determine the optimal charging and discharging schedule which can minimize the electrical charges through the battery energy storage system(BESS) installed in consumers is an object of this paper. BESS, which analyzes the load characteristics of customer and reduce the peak load, is essential for optimal charging and discharging scheduling to save electricity charges. This thesis proposes optimal charging and discharging scheduling method, using particle swarm optimization (PSO) and penalty function method, of BESS for reducing energy charge. Since PSO is a global optimization algorithm, best charging and discharging scheduling can be found effectively. In addition, penalty function method was combined with PSO in order to handle many constraint conditions. After analysing the load patterns of target BESS, PSO based on penalty function method was applied to get optimal charging and discharging schedule.
본 연구는 SIMS를 이용한 bismuth titanate 박막의 깊이방향 분석에 있어서 mesh grid를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우, offset voltage를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우 등 분석조건에 따른 charging effect 그리고 검출한계의 특성을 검토하고자 하였다. 결과에 따르면 -40 V의 offset voltage를 사용하였을 경우는 charging effect의 감소는 물론 검출한계도 낮출 수 있었으나 mesh grid를 사용하였을 경우에는 charging effect는 다소 줄일 수 있었으나 반면 검출 한계는 오히려 높아졌다. O- 일차이온을 적용한 경우는 -40 V의 offset voltage를 사용하였을 때와 동일한 효과를 얻을 수 있었다.
This paper presents the optimal energy generation systems for economical EVs(Electric Vehicles) charging stations located in an island area. The system includes grid electricity, diesel generator and renewable energy sources of wind turbines and PV(Photovoltaic) panels. The independent generation system is designed with data resources such as annual average wind speed, solar radiation and the grid electricity price by calculating system cost under different structures. This sensitive analysis on the varying data resources allows for the configuration of the most economical generation system for charging stations by comparing initial capital, operating cost, NPC(Net Present Cost) and COE(Cost of Energy). Depending on the increase of the grid cost, the NPC variation of the most economical system which includes renewable energy generations and grid electricity can be smaller than those of other generation systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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