تخصیص بهینۀ پارکینگ‌های شارژ خودروهای برقی در سیستم توزیع با در نظر گرفتن الگوی ترافیک شهری

نویسندگان

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

پارکینگ‌های شارژ خودروهای برقی به‌دلیل تجمیع تعداد زیادی از خودروها می‌توانند امکان بهره‌گیری مناسب از ظرفیت باتری خودروها را فراهم کنند. با این حال، مکان و اندازۀ این پارکینگ‌ها، روی وضعیت شبکۀ توزیع تأثیرگذار خواهد بود. در این تحقیق، مدلی بر اساس برنامه‌ریزی خطی آمیخته با عدد صحیح (MILP < /span>) برای مکان‌یابی و تعیین ظرفیت بهینۀ پارکینگ‌های خودروهای الکتریکی با در نظر گرفتن قیود شبکۀ توزیع و الگوی حرکت خودروها بین نواحی مختلف شهری پیشنهاد شده است. در مدل مورد نظر، اهداف سفرها، تعداد خودروها و زمان ورود و خروج آن‌ها در نواحی مختلف با توجه به نوع سفر در نظر گرفته می‌شوند. محدودیت‌های شبکۀ توزیع نیز با استفاده از معادلات خطی‌شدۀ پخش بار لحاظ می‌گردند. هدف این مدل، حداکثرسازی سود مالکان پارکینگ‌هاست. مدل مورد نظر در یک سیستم توزیع با 37 شین که شامل چهار ناحیۀ مختلف از نظر نوع سفر خودروها می‌باشد، پیاده‌سازی شده است. نتایج به‌دست‌آمده، کارایی مدل پیشنهادی برای مکان‌یابی پارکینگ‌های شارژ خودروهای برقی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] Amirioun, M. H. and Kazemi, A., "A New Model Based on Optimal Scheduling of Combined Energy Exchange Modes for Aggregation of Electric Vehicles in a Residential Complex", Energy, Vol. 69, pp. 186-198, May. 2014. [2] اجتهد، سید حسین، خوبی آرانی، سعید، حلوایی نیاسر، ابوالفضل، حاجی‌زاده، امین، «مدیریت بهینۀ توان در خودروی برقی با دو منبع انرژی با استفاده از کنترل‌کنندۀ فازی بهینه‌شده با الگوریتم ژنتیک»، مهندسی و مدیریت انرژی، سال ششم، شمارۀ سوم، صفحۀ 34ـ45، پاییز 1395. [3] Razipour, R., Moghaddas-Tafreshi, S. M. and Farhadi, P., "Optimal Management of Electric Vehicles in an Intelligent Parking Lot in the Presence of Hydrogen Storage System", Energy Storage, Vol. 22, pp. 144-152, 2019. [4] Pirouzi, S., Aghaei, J., Niknam, T., Farahmand, H. and Korpås, M., "Exploring Prospective Benefits of Electric Vehicles for Optimal Energy Conditioning in Distribution Networks", Energy, Vol. 157, pp. 679-689, 2018. [5] رضایی، پوریا، تلاوت، وحید، گلشن نواز، سجاد، حمیدی، امیر، «بررسی تأثیر کاهش محافظه‌کارانۀ ولتاژ بر برنامه‌ریزی بهره‌برداری بهینۀ شبکۀ توزیع هوشمند در حضور خودروهای الکتریکی»، مهندسی و مدیریت انرژی، سال هشتم، شمارۀ ۲، صفحۀ 26ـ37، تابستان 1397. [6] Ioakimidis, Ch. S., Dimitrios, T., Rycerski, P. and Konstantinos N. G., "Peak Shaving and Valley Filling of Power Consumption Profile in Non-Residential Buildings Using an Electric Vehicle Parking Lot", Energy, Vol. 148, pp. 148-158, 2018. [7] Honarmand, M., Zakariazadeh, A. and Jadid, Sh., "Optimal Scheduling of Electric Vehicles in an Intelligent Parking Lot Considering Vehicle-to-Grid Concept and Battery Condition", Energy, Vol. 65, pp. 572-579, 2014. [8] Faridimehr, S., Venkatachalam, S. and Chinnam, R. B., "A Stochastic Programming Approach for Electric Vehicle Charging Network Design", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, Vol. 20, No. 5, pp. 1870 - 1882, 2018. [9] حسین‌زاده، پویا، گرگانی فیروزجاه، خلیل، شیخ الاسلامی، عبدالرضا، «برنامه‌ریزی ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی با هدف بیشینه‌سازی سود خودروها و اپراتور ایستگاه در شرایط عدم قطعیت»، مهندسی و مدیریت انرژی، سال نهم، شمارۀ ۳، صفحۀ 2ـ13، پاییز 1398. [10] Moradijoz, M., Ghazanfarimeymand, A., Moghaddam, M. P. and Haghifam, M. R., "Optimum Placement of Distributed Generation and Parking Lots for Loss Reduction in Distribution Networks", IEEE Proceedings of 17th Conference on Electrical Power Distribution, pp. 1-5, 2012. [11] Mazidi, M., Abbaspour, A., Fotuhi-Firuzabad, M. and Rastegar, M., "Optimal Allocation of PHEV Parking Lots to Minimize Distribution System Losses", IEEE Eindhoven PowerTech, pp. 1-6, 2015. [12] شمس‌الدینی لری، سمیه، عبداللهی، امیر، هژبری، حسین، «جایابی احتمالاتی پارکینگ خودروهای برقی در شبکۀ توزیع با در نظر گرفتن عدم قطعیت»، مهندسی و مدیریت انرژی، سال نهم، شمارۀ ۳، صفحۀ 26ـ39، پاییز 1398. [13] Neyestani, N., Damavandi, M. Y., Shafie-Khah, M., Contreras, J. and Catalão, J. P., "Allocation of Plug-in Vehicles' Parking Lots in Distribution Systems Considering Network-Constrained Objectives", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 30, No. 5, pp. 2643-2656, 2014. [14] Sadati, S. M. B., Moshtagh, J., Shafie-khah, M., Rastgou, A. and Catalão, J. P., "Bi-level Model for Operational Scheduling of a Distribution Company that Supplies Electric Vehicle Parking Lots", IEEE Electric Power Systems Research, Vol. 174, pp. 105875, 2019. [15] El-Zonkoly, A. and Dos Santos Coelho, L., "Optimal Allocation, Sizing of PHEV Parking Lots in Distribution System", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 67, pp. 472-477, 2015. [16] Amini, M. H., Moghaddam, M. P. and Karabasoglu, O., "Simultaneous Allocation of Electric Vehicles’ Parking Lots and Distributed Renewable Resources in Smart Power Distribution Networks", Sustainable Cities and Society, Vol. 28, pp. 332-342, 2017. [17] Rahmani-Andebili, M., Shen, H. and Fotuhi-Firuzabad, M., "Planning and Operation of Parking Lots Considering System, Traffic, and Drivers Behavioral Model", IEEE Transactions on Sytems, Cybernetics: Sytems, Vol. 49, No. 9, pp. 1879 - 1892, 2018. [18] Rahmani-Andebili, M. and Venayagamoorthy, G. K., "SmartPark Placement and Operation for Improving System Reliability and Market Participation", Electric Power Systems Research, Vol. 123, pp. 21-30, 2015. [19] Aghaebrahimi, M. R., Ghasemipour, M. M. and Sedghi, A., "Probabilistic Optimal Placement of EV Parking Considering Different Operation Strategies", 17th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, pp. 108-114, 2014. [20] Amini, M. H. and Islam, A., "Allocation of Electric Vehicles' Parking Lots in Distribution Network", In ISGT IEEE, pp. 1-5, 2014. [21] Kazemi, M. A., Sedighizadeh, M., Mirzaei, M. J. and Homaee, O., "Optimal Siting and Sizing of Distribution System Operator Owned EV Parking Lots", Applied Energy, Vol. 179, pp. 1176-1184, 2016. [22] Mirzaei, M. J., Kazemi, A. and Homaee, O., "A Probabilistic Approach to Determine Optimal Capacity and Location of Electric Vehicles Parking Lots in Distribution Networks", IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol. 12, No. 5, pp. 1963-1972, 2015. [23] Yao, W., Zhao, J., Wen, F., Dong, Zh., Xue, Y., Xu, Y. and Meng, K., "A Multi-Objective Collaborative Planning Strategy for Integrated Power Distribution and Electric Vehicle Charging Systems", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 29, No. 4, pp. 1811-1821, 2014. [24] Wu, D. and Aliprantis, D. C., "Modeling Light-Duty Plug-in Electric Vehicles for National Energy and Transportation Planning", Energy Policy, Vol. 63, pp. 419-432, 2013. [25] Neyestani, N., Damavandi, M. Y., Chicco, G. and Catalão, J. P., "Effects of Pev Traffic Flows on the Operation of Parking Lots and Charging Stations", IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 9, No. 2, pp. 1521-1530, 2017. [26] Sadeghi-Barzani, P., Rajabi-Ghahnavieh, A. and Kazemi-Karegar, H., "Optimal Fast Charging Station Placing and Sizing", Applied Energy, Vol. 125, pp. 289-299, 2014. [27] Kempton, W. and Tomić, J., "Vehicle-to-Grid Power Fundamentals: Calculating Capacity and Net Revenue", Journal of power sources, Vol. 144, No. 1, pp. 268-279, 2005. [28] Kersting, W. H., "Radial Distribution Test Feeders", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 6, No. 3, pp. 975-985, 1991. [29] Briones, A., Francfort, J., Heitmann, P., Schey, M., Schey, S. and Smart, J., Vehicle-to-Grid (V2G) Power Flow Regulations and Building Codes Review by the AVTA, Idaho National Lab., Idaho Falls, ID, USA, 2012. [30] Yunus, K. J., Plug-in Electric Vehicle Charging Impacts on Power Systems, Ph. D. Thesis, Chalmers University of Technology, Goteborg, Sweden, 2010. [31] Wang, M. Q. and Gooi, H. B., "Spinning Reserve Estimation in Microgrids", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 26, No. 3, pp. 1164-1174, 2011. [32] Neyestani, N., Damavandi, M. Y., Shafie-khah, M., Catalão, J. P. and Contreras, j., "PEV Parking Lot Behavior Equilibria in Energy and Reserve Markets", IEEE Power & Energy Society General Meeting, pp. 1-5, 2015. [33] Cities, C., Plug-In Electric Vehicle Handbook for Public Charging Station Hosts, US Department of Energy Publication No. DOE/GO-102012-3275, 2012. [34] Zhang, H., Hu, Z., Xu, Z. and Song, Y., "An Integrated Planning Framework for Different Types of PEV Charging Facilities in Urban Area", IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 7, No. 5, pp. 2273-2284, 2015. [35] Pasaoglu, G., Fiorello, D., Zani, L., Martino, A., Zubaryeva, A. and Thiel, C., Projections for Electric Vehicle Load Profiles in Europe Based on Travel Survey Data, Joint Research Centre of the European Commission: Petten, The Netherlands, 2013. [36] Moradi, M. H. and Abedini, M., "A Combination of Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization for Optimal DG Location and Sizing in Distribution Systems", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 34, pp. 66-74, 2012.