چکیده
افزایش میزان تقاضای انرژی یکی از چالشهای مهمی

است که شرکتهای برق با آن روبرو هستند، در حالیکه نتایج این افزایش تقاضا میتواند در افزایش آلودگیهای محیطی و گرمای جهانی موثر باشد. در این زمینه، بخش حمل ونقل سهم عمدهای را در میزان تقاضای انرژی و همچنین آلودگی زیست محیطی دارا میباشد. در کانادا، تقریبا %۳۵ مجموع میزان تقاضای انرژی مربوط به بخش حمل و نقل است و این مسأله زمینهساز دومین منبع عظیم انتشار گازهای گلخانهایی میباشد. بنابراین دولتها درصددند تا به سمت استفاده از اقتصاد انرژی سبز و همچنین افزایش سطح نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر و قابلیت اتصال به شبکه خودروهای الکتریکی پیش بروند. در این مقاله، از یک پخش بار بهینه دوسطحی به هدف حداقل نمودن تلفات فیدر در سطح بالایی مسأله و دیگری کاهش هزینه شارژ خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه در سطح پایینی استفاده شدهاست. این مساله به منظور درک اثر شارژ و دشارژ خودروهای الکتریکی در داخل شبکه ارائه شده است.همچنین اثر برنامه پاسخ تقاضای زمان استفاده بر روی برنامه شارژ خودروها آزمایش شده است. اثر شارژ و دشارژ کردن خودروهای الکتریکی برروی سیستم توزیع در حضور سایر منابع انرژی تجدید پذیر مورد بحث قرار گرفته است.

واژههای کلیدی — خودروهای الکتریکی؛ خودرو به شبکه (V2G)؛ پاسخ تقاضا؛ شارژ بهینه؛ منابع تولید پراکنده؛ پخش بار بهینه

.۱ مقدمه

تقاضای جهانی برای تأمین انرژی به سرعت در حال افزایش است، و این در حالیست که این موضوع فشار فزایندهایی را برروی منابع انرژی موجود تحمیل میکند، که نتیجه آن موجب افزایش آلودگی زیست محیطی و گرمای جهانی میشود. براسا پیش بینیها، در ۲۵سال آینده، تقاضای جهانی برای انرژی به بیش از %۵۰ خواهدرسید که این موضوع در نتیجه افزایش جمعیت و توسعه های اقتصادی است. امروزه منابع انرژی تجدید پذیر به سبب پاک و بدون محدودیت بودن، توجهات بسیاری را در زمینه توسعه به خود جلب کردهاند.[۱ ] در حالیکه تمامی دولتها در سراسر جهان به سمت یک اقتصاد انرژی سبز حرکت میکنند، خودروهای الکتریکی میتوانند نقش عمدهایی را در این زمینه بازی نموده و موجب کاهش آلودگی در بخش حمل و نقل شوند.

مطالعه اثرات شارژ خودروهای الکتریکی برروی سیستمهای قدرت به سال ۱۹۸۰ باز میگردد. بسیاری از مطالعات نشان میدهد که شبکه توزیع به طور قابل توجهی میتواند بوسیله میزان شارژ خودروها تحت تاثیر قرار بگیرد.

در مرجع[۲ ]، مولفان ادعا نمودهاند که شارژ خودروهای
الکتریکی( ـ( EV با احتمال زیادی با اوج بار سراسری سیستم همزمان شده و بنابراین به منظور اجتناب از اضافه بار برروی فیدرهای توزیع، طرحهای مدیریت بار مناسبی باید برروی شبکه پیاده سازی شوند. در [۳ ] نویسندگان

۱ Electrical Vehicle

برنامهریزی شارژ بهینه و هماهنگ خودروهای الکتریکی هیبریدی با عملکرد منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع

بیست و نهمین کنفرانس بینالمللی برق ۱۳۹۳ – تهران، ایران

پیشنهاد میکنند که تقاضای بار ناشی از شارژ کردن EV ها باید توسط ادوات شارژ هوشمند کنترل شود.

در مرجع [۴ ]، سه گونه از خودروها با محرکه موتور الکتریکی، پیل سوختی و هیبریدی با قابلیت تبادل توان با شبکه و اتصال خودرو به شبکه ـ(V 2G ) در نظر گرفتهاست. همچنین روابط مربوط به هزینه و درآمد این خودروها به منظور تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز شبکه در سه حالت اوج بار، ذخیره چرخان و تنظیم فرکانس ارائه شدهاست. در مرجع [۵ ]، تأثیرات EV ها برروی شبکه ولتاژ متوسط و درآمدهای بهرهبردار شبکه توزیع

ـ( DSO ) مورد بحث قرار گرفتهاست که در آن با استفاده از طرحهای شارژ هوشمند این مزایا افزایش یافته است.

در مرجع [۶]، اثر شارژکردن ناهماهنگ خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه ( ـ( PHEV برروی اوج بار، تلفات، و کاهش یافتن ولتاژ و ضریب بار مورد بحث قرار گرفتهاست. مرجع [۷ ] نشان میدهد که بهکار بردن فرآیند شارژ هماهنگ میتواند تا حد زیادی اوج بار، تلفات، و اثرات نامطلوبی را که شبکه در هنگام استفاده از شارژ ناهماهنگ خودروهای الکتریکی با آن مواجه میشود، کاهش دهد.

در مرجع [۸]، یک سیستم شامل خودروهای هیبریدی، توربین باد، پنل فوتوولتائیک به همراه PHEV ها مورد مطالعه قرار گرفته که در این سیستم از اطلاعات اوهایو آمریکا به منظور ارزیابی اقتصادی و ظرفیت

انرژی PHEV و تعامل آنها با شبکه و بازار برق استفاده شده است. اثر تعرفههای برنامه پاسخ تقاضا ( ـ(TOU بر روی شارژ PHEV ها و همچنین اثرات قیمت بالای انرژی در ساعات اوج بار برروی جابهجا کردن بار EV ها [۹] مورد بحث قرار گرفتهاست.

در بسیاری از مقالاتی که به برنامهریزی شارژ خودروهای الکتریکی پرداختهاند، بهینهسازی از دیدگاه اپراتور شبکه صورت گرفته است؛ در حالی که می توان با بهینه سازی شارژ خودروها از دیدگاه مالکان خودرو علاوه بر تأمین بیشتر مصالح مصرفکننده و کاهش هزینههای پرداختی شارژ خودروها، در جهت بهبود مشخصات شبکه توزیع نیز حرکت نمود.