یکپارچه سازی وسایل نقلیه برقی در شبکه هوشمند (مقاله ترجمه شده)

چکیده

بحران انرژی و معضلات زیست محیطی موجب پذیرش وسایل نقلیه برقی به عنوان یک گزینه حمل و نقل جایگزین در وسایل نقلیه احتراق داخلی متداول شده است. اخیرا، ارائه مفهوم شبکه هوشمند در شبکه هوشمند موجب ارائه نقش وسایل نقلیه برقی به شکل تکنولوژی وسیله نقلیه به شبکه شده است. تکنولوژی وسیله نقلیه به شبکه موجب تبادل انرژی دو سویه بین وسایل نقلیه برقی و شبکه انرژی می شود که موجب ارائه خدمات متعدد در شبکه انرژی مانند تنظیم شبکه انرژی، ذخیره چرخان، اصلاح بیشینه بار، تعدیل بار و جبران توان راکتیو می شود. با توجه به این که پیاده سازی تکنولوژی وسیله نقلیه به شبکه به عنوان یک مسئله تعهد واحد پیچیده با اهداف و محدودیت های متناقض شناخته می شود، تکنیک های بهینه سازی به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند. این مقاله به بررسی این چارچوب، مزیت ها و چالش های تکنولوژی وسیله نقلیه به شبکه می پردازد. این مقاله همچنین تکنیک های اصلی بهینه سازی را جهت دستیابی به اهداف مختلف وسیله نقلیه به شبکه با حل محدودیت های مختلف ارائه می کند.

مقدمه

بخش حمل و نقل دارای بیشترین سهم از رشد مصرف کل انرژی در جهان می باشد. سهم عمده رشد مصرف انرژی در بخش حمل و نقل ناشی از رشد جمعیت و رشد بالای اقتصادی است. افزایش سریع تقاضای انرژی منجر به انتشار بیش از حد دی اکسید کربن و بحران انرژی خواهد شد. در بسیاری از کشور ها، طرح های تعدیلی جهت دستیابی به هدف کاهش مصرف انرژی و یکی از مهم ترین رویکرد ها در برقی کردن حمل و نقل ارائه شده اند.

وسیله نقلیه برقی به عنوان یک گزینه حمل و نقل جایگزین محسوب می شود که گاز های با خروجی صفر را منتشر کرده و حداقل صدا را ایجاد می کند. EV از موتور برقی و انرژی باتری برای نیروی محرکه استفاده می کند که دارای بهره وری بیشتر و هزینه عملیاتی کمتر در مقایسه با وسیله نقلیه موتوری احتراق داخلی معمول است. توسعه پیوسته باتری لیتیوم یونی و تکنولوژی شارژ دهی سریع به عنوان عوامل تسهیل کننده اصلی برای EV در آینده نزدیک به شمار می آید. با این حال، صنعت EV در حال حاضر مواجه با محدودیت های بسیار زیادی مانند قیمت اولیه بالا، تاسیسات شارژ کنندگی محدود، محدوده رانندگی کم و زمان شارژ دهی مجدد باتری به مدت زیاد است. علاوه براین، اتصال EV در شبکه انرژی جهت دریافت شارژ دارای پیامد های منفی بر روی عملیات شبکه انرژی است.

مفهوم و چارچوب وسیله نقلیه به شبکه

تکنولوژی EV موجب جلب توجه دولت و عموم با توجه به افزایش نگرانی ها در مورد محیط زیست و افزایش هزینه سوخت های فسیلی شده است. یکپارچه سازی بخش حمل و نقل و شبکه انرژی موجب بروز چالش های مختلف در سیستم انرژی خواهد شد. به طور مثال، نفوذ قابل توجه EV ها موجب افزایش بار شبکه انرژی در طی فرآیند شارژ دهی EV می شود. با این حال، نفوذ EV ها موجب ایجاد امکان اجرای V2G شده است.

مفهوم و چارچوب وسیله نقلیه به شبکه

تکنولوژی EV موجب جلب توجه دولت و عموم با توجه به افزایش نگرانی ها در مورد محیط زیست و افزایش هزینه سوخت های فسیلی شده است. یکپارچه سازی بخش حمل و نقل و شبکه انرژی موجب بروز چالش های مختلف در سیستم انرژی خواهد شد. به طور مثال، نفوذ قابل توجه EV ها موجب افزایش بار شبکه انرژی در طی فرآیند شارژ دهی EV می شود. با این حال، نفوذ EV ها موجب ایجاد امکان اجرای V2G شده است.

مزیت ها و چالش های V2G

خدمات و مزیت های V2G

تکنولوژی V2G می تواند خدمات زیادی را جهت دستیابی به مزیت های مختلف ارائه کند. اجرای V2G می تواند موجب تنظیم فرکانس، فیلترینگ هارمونیک و حتی بازیابی شکست در سیستم انرژی در طی دوره خاموشی شود. مزیت های V2Gتنها شامل مزیت برای تاسیسات انرژی نیست، بلکه شامل مالکان EV است. تکنولوژی V2G می تواند موجب ارائه پشتیبانی انرژی بی وقفه برای ذخره انرژی ذخیره و خانگی برای منابع انرژی تجدید پذیر خانگی شود.

بهینه سازی الگوریتم V2G

سیستم انرژی شامل چندین هدف متضاد می باشند که باید مورد بررسی قرار گیرند، اما آنها همراه با عدم اطمینان های متعدد و شرایط غیر قابل پیش بینی می باشند.

علاوه براین، عملیات سیستم انرژی نیز با محدودیت های متعدد در فرآیند دستیابی به اهداف متعدد محدود شده اند. در مورد سیستم V2G، رفتار های پویا و تصادفی جابجایی EV موجب افزایش پیچیدگی سیستم انرژی می شود. به منظور مدیریت جریان انرژی بین هر EV و شبکه انرژی، تکنیک بهینه سازی جهت اجرای سیستم V2G اعمال می شود. بهینه سازی الگوریتم V2G به عنوان یک تکنیک مناسب محسوب می شود که قادر به استفاده از جابجایی EV جهت دستیابی به خدمات V2G و اهداف دیگر است. جدول 2 نشان دهنده خلاصه ای از بهینه سازی برای استراتژی کنترل V2G سات.

نتیجه گیری

این مقاله به بررسی چارچوب، انواع، خدمات و چالش های عملیات V2Gمی پردازد. V2Gبه عنوان یک تکنولوژی جدید محسوب می شود که امکان تبادل انرژی را بین وسیله نقلیه و شبکه انرژی فراهم می کند. می توان این تکنولوژی را به دو دسته مختلف که شامل V2G یک جهته و V2G دو جهته بر اساس جریان انرژی بین شبکه انرژی و EV است، دسته بندی کرد. هر دو V2G قادر به ارائه خدمات متعدد به شبکه انرژی مانند خدمات فرعی، اصلاح بیشینه بار، تعدیل بار و به عنوان راه حل برای مسئله تناوب انرژی تجدید پذیر عمل می کنند. این مقاله همچنین تکنیک های بهینه سازی، اهداف و محدودیت ها را برای پیاده سازی V2G ارائه می کند. تکنیک بهینه سازی برای مدیریت انرژی V2G ضروری است، زیرا موجب حل محدودیت های سیستم انرژی پیچیده و موجب دستیابی به اهداف مختلف می گردد.

الزام اولیه جهت شناخت تکنولوژی V2G، دسترسی تکنولوژی های مرتبط است. علی رغم پیشرفت های قابل توجه در دهه های اخیر، باتری EVاجرایی و شارژر V2Gهمچنان در مرحله آزمایشگاهی می باشند. علاوه براین، شبکه ایستگاه شارژدهی EV کامل با زیر ساخت ارتباطی دو جهته برای استفاده V2G در آینده ضروری است. برقی کردن صنعت حمل و نقل و تکنولوژی V2G به عنوان رویکرد های بلند مدت مطرح می شوند. با این حال، تکنولوژی V2G به عنوان یک فرآیند ضروری محسوب می شود که می تواند موجب ارائه مزیت های زیست محیطی و خدمات مختلف در شبکه انرژی گردد. اجرای تکنولوژی V2G نیازمند مشارکت فعال و همکاری دولت، نیروگاه های انرژی، جمع کننده های V2G و مالکان EV است. سیستم مدیریت V2Gمناسب با سیاست انگیزشی به عنوان یک عامل واسط مهم جهت اجرای موفقیت آمیز تکنولوژی V2G مطرح است.

این مقاله ISI در سال 2016 در نشریه الزویر و در مجله بررسی انرژی های تجدیدپذیر و پایدار ، توسط گروه تحقیقاتی کیفیت توان منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله یکپارچه سازی وسایل نقلیه برقی در شبکه هوشمند در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.