Метод оптимального заряджання електромобілів з урахуванням впливу на розподільчі мережі, трансформатори та якість електроенергії

Abstract

В даній статті розглянуто та запропоновано практично орієнтований метод оптимального заряджання електромобілів, який базується на комплексному підході із використанням нечіткої логіки. Цей підхід дозволяє детально оцінити вплив зарядних процесів на розподільчі мережі, включаючи аналіз гармонічних спотворень напруги, температурних умов експлуатації та змінного рівня навантаження на трансформатори. У дослідженні розглядаються різні сценарії заряджання: заряджання на вимогу, заряджання у непіковий період та комбінований режим із застосуванням технології двонаправленого обміну енергією між електромобілем та домівкою. За результатами аналізу показано, що оптимізація графіків заряджання суттєво знижує ризик перевантаження мереж та трансформаторів, зменшує швидкість їх старіння, забезпечує більш високу якість електроенергії та дозволяє уникнути або значно скоротити фінансові витрати на модернізацію електроенергетичної інфраструктури. Запропонований метод враховує локальні умови експлуатації, що дозволяє ефективно впроваджувати його в реальні системи розподілу електроенергії, адаптуючи до індивідуальних потреб користувачів та особливостей мереж. This paper discusses and proposes a practically oriented method for optimal charging of electric vehicles based on a comprehensive approach using fuzzy logic. This approach enables a detailed assessment of the charging processes' impact on distribution networks, including analysis of harmonic voltage distortions, temperature operating conditions, and variable transformer loading levels. The study examines various charging scenarios: on-demand charging, off-peak charging, and a combined mode employing Vehicle-to-Home (V2H) technology for bidirectional energy exchange between the electric vehicles and household. The analysis results demonstrate that optimizing charging schedules significantly reduces the risk of network and transformer overloads, decreases their ageing rate, ensures higher power quality, and enables avoiding or substantially reducing financial costs associated with energy infrastructure upgrades. The proposed method considers local operational conditions, facilitating its effective implementation in actual electricity distribution systems by adapting to individual user requirements and network specifics.