The most economical use of vehicle-to-grid charging technology in electricity distribution networks
Elektrik dağıtım şebekelerinde araçtan şebekeye şarj teknolojisinin en ekonomik kullanımı
- Tez No: 815134
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AKIN TAŞCIKARAOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrik enerji sistemleri, Elektrikli araçlar, Enerji depolama sistemi, Electrical energy systems, Electric vehicles, Energy storage system
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüz teknolojileri birçok farklı disiplini birleştirerek büyümeye devam etmektedir. Elektrikli araçların (EA) da dahil olduğu elektrik enerjisi sisteminin geliştirilmesi için elektrik, elektronik, mekanik ve bilgi teknolojileri arasındaki iş birliği bir gerekliliktir. Hem yük taleplerinin hem de yenilenebilir enerji üretiminin değişken olması nedeniyle elektrik güç sistemlerinde enerji arzı ve talebi arasındaki dengeyi korumak daha zor hale geldiğinden, EA bataryaları belirli bir süre için bu dengeyi desteklemede kritik bir rol oynayabilir. Bu fikirden yola çıkarak, bu tezde araçtan şebekeye şarj teknolojisi (V2G), EA filosu ve batarya donanımlı mobil şarj istasyonu kullanımı bağlamında değerlendirilmektedir. Tasarlanan iki farklı algoritma, dağıtım şebekesi operatörü ve EA kullanıcıları için hem operasyonel hem de ekonomik faydaları hedeflemektedir. İlk yöntemde,“Şebeke için Araç”(VfG) kavramı olarak adlandırılan sistem operatörleri tarafından birden çok EA'nın mobil enerji depolama sistemleri olarak kullanıldığı teknolojinin sağlayacağı faydaları değerlendirmek için karışık tam sayılı doğrusal programlamaya dayalı bir optimizasyon algoritması kullanılmaktadır. Özellikle pik enerji dönemlerinde şebeke üzerindeki yük talebinin hafifletilmesi amaçlanmaktadır. Farklı özelliklere sahip iki tip EA'nın yer aldığı sisteme ait sonuçlar, sisteme entegre edilecek optimum EA sayısı ve özellikleri belirlendiğinde ekonomik ve operasyonel faydaların maksimize edilebileceğini göstermektedir. Her biri 200 kWh kapasiteli 15 EA'nın kullanıldığı en iyi senaryoda, yük eğrisinin pik/ortalama güç oranı %6.56 azalmaktadır. İkinci yöntemde ise yakın gelecekte yardımcı hizmet olarak yaygın bir şekilde kullanılması beklenen mobil şarj istasyonlarının EA kullanıcılarının aldığı hizmet kalitesi üzerindeki etkisini incelemek için kısıtlı bir optimizasyon algoritması geliştirilmiştir. Sonuçlar, artan şarj taleplerini karşılamak için kalıcı şarj istasyonlarının genişletilmesine kıyasla mobil şarj istasyonu kullanımının hem operasyonel hem de ekonomik faydalar sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Today's technologies continue to grow by merging many various fields. The collaboration between electrical, electronic, mechanical and information technology is a necessity to re-evaluate the electrical energy system for including electric vehicles (EVs). As it becomes more challenging to maintain the balance between energy supply and demand in electric power systems due to the stochasticity of both load demands and renewable power generation, EV batteries can play a critical role in supporting this balance for a given period. Based on this idea, in this thesis vehicle-to-grid (V2G) energy transfer technology is evaluated in the context of EV fleet and battery-equipped mobile charging station (MCS) utilization. The two different algorithms designed aim at both operational and economic benefits for the distribution network operator and EV users. In the first method, an optimization algorithm based on mixed integer linear programming is used to evaluate the economic and technical benefits of EVs when they are used as mobile energy storage systems by system operators, which is called the concept of“Vehicle for Grid”(VfG). It is particularly aimed to alleviate the load demand on grid during the peak energy periods. The results obtained for two types of EVs with different characteristics show that the economic and operational benefits can be maximized when the optimum number and specification of EVs to be integrated into the system are determined. In the best-case scenario in which 15 EVs each with a capacity of 200 kWh are used, the peak-to-average power ratio of the load curve decreases by 6.56%. In the second method, a constrained optimization algorithm is developed to examine the impact of mobile charging stations, which are expected to be widely used as an auxiliary service in the near future, on the service quality received by EV users. The results show that the use of MCS provides both operational and economic benefits compared to the expansion of permanent charging stations (PCSs) for increasing charging demands.
Benzer Tezler
- Yenilenebilir enerji kaynakları ve elektrikli araçların birlikte idaresi
Management of renewable energy resources and electrical vehicles together
İNAN GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN DEMİRÖREN
- CBS tabanlı karar destek sistemi ile kilitli teslimat dolabı yer seçimi
GIS based decision support system for the site selection of parcel locker
ECE ORTAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU
- Siting and sizing of renewable energy supported electric vehicle charging stations along highways with a novel interoperable smart energy management system
Yenilenebilir enerji destekli elektrikli araç şarj istasyonlarının otoyollar boyunca konumlandırılması ve boyutlandırılmasına yönelik yeni birlikte çalışabilir akıllı enerji yönetim sistemi
ÖMER GÖNÜL
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Life cycle analysis of PV-assisted charging station
PV-destekli şarj istasyonunun maliyet analizi
MUHAMMED CİHAT MERCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA
- Analysis of e-bike charging station locations: Case of Kadıköy, Istanbul
E-bisiklet şarj istasyonu konumlarının analizi: Kadıköy, İstanbul örneği
SERRA GARİPAĞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ BERK ÇELİKOĞLU