خودرو الکتریکی
در نشریات گروه برق-
این تحقیق یک مدل پیشنهادی برای بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر در پارکینگ خودروهای الکتریکی ارایه می دهد. در مدل پیشنهادی، تامین انرژی شارژ خودروها، تامین انرژی مزرعه استخراج رمزارز و همچنین تغذیه بارهای حساس شبکه بالادست به صورت 100 درصد توسط انرژی های بادی و خورشیدی انجام می شود و هیچگونه انرژی از شبکه برق دریافت نمی شود. به جای استفاده از یک باطری ذخیر ساز انرژی برای کنترل تغییرات و حتی صفر شدن انرژی باد و خورشید، این فرآیند توسط شارژ و دشارژ بهینه خودروهای موجود در پارکینگ انجام می شود. در حالتی که شبکه وصل باشد، خودروها به صورت کامل شارژ می شوند، مزرع رمزارز با تمام توان به کار خود ادامه می دهد و مازاد توان ایستگاه نیز برای تغذیه بارهای حساس ارسال می گردد. در این حالت، بارهای بحرانی شبکه از دو سمت شبکه و پارکینگ تامین می شوند. در هنگام قطعی شبکه سراسری، بارهای بحرانی شبکه به صورت کامل توسط پارکینگ خودروهای الکتریکی تامین می شوند. در این حالت، دستگاه های استخراج رمزارز یا ماینرها به عنوان یک بار پاسخگو مدل می شوند و برنامه از طریق تغییر انرژی ماینرها و تغییر الگوی شارژ-دشارژ خودروها می تواند تمام خودروها را شارژ کامل نماید، بارهای بحرانی شبکه را بطور کامل تغذیه کند و تا حد ممکن هم به استخراج رمزارز ادامه دهد. با توجه به عدم دریافت انرژی از شبکه، مشکلات مربوط به استخراج رمزارز از طریق انرژی شبکه سراسری مطرح نیست. تابع هدف مدل پیشنهادی مینیمم نمودن تعداد دشارژ باطری خودروها است تا طول عمر باطریها تا حد ممکن کاهش نیابد. در این مقاله از برنامه ریزی خطی ترکیبی عدد صحیح استفاده و مسیله با نرم افزار گمز حل شده است. نامعینی انرژی های بادی و خورشیدی در مسیله لحاظ شده و یک برنامه ریزی بهینه برای شارژ و دشارژ خودروهای الکتریکی تعریف می گردد که بتواند در برابر تمام تغییرات توان انرژی های تجدیدپذیر پاسخگوی سیستم باشد.
کلید واژگان: استخراج رمزارز، انرژی تجدیدپذیر، ایستگاه شارژ خودرو الکتریکی، بارهای بحرانی شبکه، خودرو الکتریکیThis research proposes a novel method for utilizing renewable energies in electric vehicle charging stations. In the proposed method, the required energy for charging the electric vehicles, the needed energy for supplying the cryptocurrency mining farm as well as the energy for supplying the critical loads of the upstream grid are afforded by 100% renewable resources, and the electric vehicle parking station (i.e., charging station) receives no energy from the utility grid. In this model, the uncertainty of renewable energies and the mismatch between generation and demand are resolved by optimal charging-discharging of electric vehicles. While the utility grid is available, the electric vehicles are fully charged, the cryptocurrency mining farm continues operation at full capacity, and excess renewable energy is sent to the upstream grid to supply the critical loads. The critical loads are supplied from two directions of the grid and parking station. During an outage or blackout of the utility grid, the critical loads are fully supplied by an electric vehicle parking station. In this situation, the cryptocurrency miners are modeled as a responsive load. In the off-grid operation, the proposed planning manages the energy of cryptocurrency miners as well as the charging-discharging pattern of electric vehicles for reaching two objectives of fully charging all the electric vehicles and fully supplying the critical loads. If there is any surplus of energy, it is used to run the cryptocurrency miners. In the proposed model, since no energy is received from the utility grid, the issues related to cryptocurrency mining are inconsequential. The objective function of the proposed method is to minimize the number of discharge cycles on electric vehicles to avoid battery degradation. The problem is formulated as mixed integer linear programming and solved by GAMS software. The wind and solar energy uncertainty are incorporated in the model and an optimal charging-discharging pattern is designed for electric vehicles to confirm feasible operation under all energy variations.
Keywords: Critical Loads of Grid, Cryptocurrency Mining, Electric Vehicle, Electric Vehicle Charging Station, Renewable energies -
با تجدید ساختار سیستم قدرت و ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر مختلف با رفتار دینامیکی پیچیده و عدم قطعیت های عملکردی زیاد، مبحث کنترل بار فرکانس، پیچیدگی های بیشتری پیدا کرده است. در این مقاله برای یک سیستم قدرت ترکیبی دو ناحیه ای که شامل نیروگاه حرارتی با در نظر گرفتن عوامل غیرخطی مانند باند مرده گاورنر و محدودیت میزان تولید و منابع انرژی تجدیدپذیر شامل توربین بادی، نیروگاه خورشیدی-حرارتی، الکترولایزر، پیل سوختی و خودرو برقی پلاگین است، یک ساختار کنترل بار فرکانس تطبیقی مرتبه کسری، مبتنی بر شبکه های عصبی موجک خود بازگشتی و کنترل کننده مرتبه کسری با نام کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) مرتبه کسری مبتنی بر شبکه عصبی موجک (AWNNFOPID) پیشنهاد شده است. برای مقایسه عملکرد کنترل کننده AWNNFOPID پیشنهادی چهار سناریو متفاوت در نظر گرفته شده و نتایج با کنترل کننده های سنتی انتگرال گیر (I)، متناسب-انتگرال گیر (PI)، PID و همچنین با کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) بهینه مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده عملکرد بسیار مناسب کنترل کننده AWNNFOPID پیشنهادی بر اساس شاخص های عملکردی زمان نشست، زمان صعود، حداکثر فراجهش، حداکثر فروجهش، انتگرال زمانی قدر مطلق خطا (ITAE) و انتگرال قدر مطلق خطا (IAE) در مقایسه با سایر کنترل کننده به کار رفته برای سیستم قدرت مورد مطالعه است.
کلید واژگان: توربین بادی، خودرو الکتریکی، شبکه عصبی موجک، کنترل بار فرکانس، کنترل کننده PID مرتبه کسری، نیروگاه خورشیدی-حرارتیRestructuring of power systems and integration of different renewable energy sources with complex dynamic behaviors and high structural uncertainties has made the issue of load frequency control more important. For a hybrid power system that includes a thermal power plant taking into account nonlinear limitations such as the governor dead band and generator rate constraints and renewable energy sources including a wind turbine, solar-thermal power plant, electrolyzer, fuel cell, and plug-in electric vehicle, this paper proposes an adaptive wavelet neural network fractional order PID controller (AWNNFOPID) based on self-recursive wavelet neural networks and fractional order PID controller. To compare the performance of the proposed AWNNFOPID controller, four different scenarios are considered and the simulation results are compared with traditional I, PI, and PID controllers as well as with the optimized FOPID controller. The simulation results show that the proposed AWNNFOPID controller has better performances than the other control strategies used for the studied hybrid power system based on performance indicators such as settling time, rise time, maximum overshoot, maximum undershoot, integral time absolute error (ITAE), and integral absolute error (IAE).
Keywords: fractional order PID controller, load frequency control, plug-in electric vehicle, solar-thermal power plant, wind turbine -
امروزه، بخاطر معضلات زیست محیطی استفاده از خودروهای الکتریکی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. یکی از مشکلات موجود در این حوزه، شارژ باطری این خودرها است. شارژرهای مبتنی بر القای مغناطیسی بخاطر مزایای از جمله حذف سیم و کابل و قابلیت اطمینان بالا نسبت به شارژرهای پلاگین معمول؛ با پیشرفت تکنولوژی در حوزه الکترونیک قدرت در حال توسعه هستند. این راه حل جدید امکان ساخت سیستم های انتقال انرژی کم هزینه و هوشمند را فراهم می کند. شارژرهای القایی یک سیم پیچ فرستنده بر روی زمین و یک سیم پیچ گیرنده بر روی خودرو دارند. بخاطر فاصله هوایی، تزویج مغناطیسی بین اولیه و ثانویه ضعیف است. در این مقاله یک شارژر القایی دو طرفه معمولی مبتنی بر مبدل تشدیدی مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس ساختار آن با مدل تزویج مغناطیسی ضعیف ترکیب می شود و مدل ترکیبی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. در نهایت مدل بدست آمده و تحلیل های محاسباتی صورت گرفته، با انجام شبیه سازی بر روی یک مبدل شارژ باتری 6.6 کیلوواتی در محیط سیمولینک Matlab مورد تایید قرار می گیرند. نشان داده می شود با تغییر تزویج در گستره 0.1 تا 0.9، اگر فرکانس تشدید با خازن تشدیدی متغیر، ثابت نگه داشته شود، ولتاژ شارژ باتری تقریبا در گستره 440 ولت تا 450 ولت ثابت می ماند.
کلید واژگان: انتقال توان القایی، خودرو الکتریکی، شارژرهای دو طرفه، مبدل تشدیدیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:20 Issue: 2, 2023, PP 205 -213Nowadays, electric vehicles have gained more attention due to environmental issues. In this regard, charging the batteries of electric vehicles is one of the main challenges. Because of recent advancements in power electronics, inductive power transfer (IPT) chargers are rapidly developing due to some advantages compared to conventional plug-in chargers, such as no cable required and higher reliability. This new solution allows the building of low-cost and intelligent energy transfer systems. IPT chargers have a transmitter coil on the ground and a receiver coil on the vehicle. Due to the air gap, the magnetic coupling between the primary and secondary is weak. In this paper, the structure of a typical bidirectional charger based on a resonant converter is developed by a weak magnetic coupling. Finally, the obtained model and the performed computational analyzes are confirmed by simulation on a 6.6 kW battery charging converter in the Simulink Matlab. It is shown that by changing the electromagnetic coupling in the range of 0.1 to 0.9, if the resonance frequency is kept constant with a variable resonance capacitor, the battery charging voltage remains almost constant in the range of 440 V to 450 V.
Keywords: Bidirectional charging, Electric Vehicles, Resonant Converter, Inductive Power Transfer -
در این پژوهش، مدل سازی مدیریت بهینه یک ریزشبکه مسکونی با هدف بهبود تاب آوری و انعطاف پذیری با در نظر گرفتن مسایل اقتصادی ارایه شده است. بر این اساس، یک ریزشبکه مسکونی شامل یک نیروگاه خورشیدی کوچک همراه با ذخیره ساز انرژی در نظر گرفته شده است که در آن خانه ها دارای خودروی الکتریکی می باشند. این ریزشبکه به شبکه برق سراسری متصل است و دارای زیرساخت شبکه هوشمند است. قطعی شبکه ی برق سراسری سبب قطع بارهای الکتریکی و عدم تامین تقاضای مصرف کنندگان و در نتیجه کاهش تاب آوری می شود. بنابراین، حفظ امنیت سیستم تامین توان مشترکین در شرایط وقوع این گونه اغتشاشات ضروری است. به این منظور در این مقاله یک مدل جدید بهره برداری از ریزشبکه مبتنی بر نیروگاه خورشیدی و ذخیره سازهای انرژی پیشنهاد شده است. کارآیی مدل و بهره برداری پیشنهادی از طریق محاسبه عددی تاب آوری با استفاده از شاخص پیشنهادی در این مقاله ارزیابی می شود. علاوه بر این، مدل پیشنهادی سبب بهبود انعطاف پذیری سیستم می شود. میزان این بهبود با استفاده از شاخص های کاربردی و دقیق خودمصرفی و بهره وری ذخیره سازی ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی علاوه بر تامین اهداف اقتصادی، باعث می شود تاب آوری در ساعات کم مصرف و پرمصرف به ترتیب 7/4% و 75/9% بهبود یابد. همچنین دو شاخص انعطاف پذیری شامل خودمصرفی و بهره وری ذخیره سازی به ترتیب 1/9% و 2/2% بهبود می یابد.
کلید واژگان: ریزشبکه مسکونی، خودرو الکتریکی، ذخیره ساز انرژی، فتوولتائیک، تاب آوری، انعطاف پذیریIn this research, an optimal energy management model of a residential microgrid with the aim of resiliency and flexibility improvement is presented. Accordingly, a residential microgrid consisting of a solar power plant with energy storage system is considered. Each of houses in the microgrid has an electric vehicle. The residential microgrid is connected to the main grid and has been equipped with smart grid infrastructures. The outage of the main grid causes load shedding that consequently reduces the resiliency. Keeping the security of supply during these distortions is necessary. Therefore, in this paper, a new model of microgrid operation based on solar power plant and energy storage system is proposed. The efficiency of the proposed model is evaluated through numerical calculation of resiliency using a new index proposed in this paper. In addition, the proposed model improves the system flexibility. The amount of this improvement is evaluated using practical and accurate indicators including self-consumption and storage efficiency. The results show that the proposed model improves the resiliency in off-peak and peak hours by 4.7% and 9.75% respectively. Moreover, two indexes of flexibility, including self-consumption and storage efficiency, improve by 9.1% and 2.2% respectively.
Keywords: Residential Microgrid, Electric Vehicle, energy storage, Photovoltaic, Resiliency, Flexibility -
امروزه افزایش قیمت سوخت های فسیلی و کاهش منابع از یک سو و آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر باعث افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر گردیده است. در این مقاله ریزشبکه مورد مطالعه از منابع بادی و خورشیدی، ذخیره ساز (باتری و فلایویل) خودرو الکتریکی، دیزل ژنراتور و حضور سیستم های انرژی چند حاملی MCH)) به عنوان انرژی ترکیبی برق و حرارت (CHP) تشکیل شده است. فرکانس ریزشبکه باتوجه به شبکه گاز و پیک مصرف کنترل می شود. در ریزشبکه چند حاملی پخش بار شبکه گاز همزمان با پخش بار الکتریکی منظور می گردد. همچنین فرکانس به صورت غیرخطی کنترل می شود. از طرف دیگر روند رو به رشد تولید و به کارگیری خودروهای برقی (V2G) بارهای جدیدی برای شبکه برق ایجاد کرده است که در صورتی که مدیریت صحیحی بر روی نحوه شارژ آنها صورت نگیرد انحراف فرکانس شبکه افزایش یافته و می تواند سبب فروپاشی شبکه گردد. لذا از خودروهای برقی به منظور مشارکت در عملیات تنظیم فرکانس ریزشبکه با روش سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی (ANFIS) استفاده می شود. به منظور مقایسه روش پیشنهادی در شبیه سازی ها از کنترل کننده فازی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها در پنج مطالعه مورد بررسی قرار می گیرند که بیان گر عملکرد مطلوب روش پیشنهادی در کاهش انحراف فرکانس، استحکام در برابر اغتشاشات و مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت های موجود در سیستم است. همچنین روش پیشنهادی توان خروجی پایدارتری در منابع تولید ریزشبکه دارد.
کلید واژگان: خودرو الکتریکی، ریزشبکه، سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی، فرکانس ثانویه، کنترل فازی، کنترل فرکانسNowadays, the use of renewable resources has increased because of fossil fuel price growth, resource shortage, and environmental pollution. This study investigates a microgrid composed of wind and solar systems with battery storage sources and flywheel, diesel generator, and multi-carrier energy systems (MCH) as combined electricity and heat (CHP). The microgrid frequency is controlled based on the gas network and its consumption peak. In a multi-carrier network, the load distribution in the gas network is simultaneously considered with the electric charge distribution. Besides, the frequency is controlled nonlinearly. On the other hand, the growing trend of producing and using electric vehicles has generated new loads on the electricity network. In this regard, if these loads are not properly managed to charge them, the network’s frequency deviations will increase and cause the collapse of the electricity network.Therefore, electric vehicles (V2G) are considered in microgrid frequency tuning operations through ANFIS adaptive fuzzy control method. In order to compare the proposed method in the simulations, a fuzzy controller is used. The results of the simulations are examined in five studies that express the optimal performance of the proposed method in reducing frequency deviations, strength against disturbances and resistance Uncertainties in the system. The proposed method also has a more stable output power in microgrid production resources.
Keywords: Adaptive Neuro Fuzzy Inference System, Electric Vehicle, Frequency control, fuzzy control, Microgrid, secondary frequency -
هماهنگی غیر متمرکز شارژر خودروهای الکتریکی توزیع شده برای کاهش هارمونیک شبکه توزیعامروزه به علت افزایش قیمت سوخت های فسیلی و نگرانی های زیست محیطی، استفاده از خودروهای الکتریکی (EVs) که عمدتا دارای قابلیت اتصال به شبکه توزیع هستند، رشد یافته است. مبدل الکترونیک قدرت که واسط اتصال باتری EV به شبکه است، این امکان را فراهم می کند که از خودرو برقی در زمان اتصال به شبکه توزیع (اتصال در ایستگاه های شارژ یا اتصال در خانه و حتی اتصال به هنگامی که در مراکز پارکینگی پارک شده اند) در جهت کاهش هارمونیک های شبکه استفاده کرد. به سبب توزیع گسترده EVها در سطح شبکه، برای دستیابی به هدف مزبور باید هماهنگی ناحیه گسترده پالایش کننده های توان انجام شود. در این مقاله با بررسی فیلترهای اکتیو توزیع شده در شبکه و ارایه مدل EV متصل به شبکه برای مطالعات هارمونیکی، به هماهنگی ناحیه گسترده آنها پرداخته می شود. برای شبیه سازی شبکه 13 باس IEEE استفاده شده است؛ به طوریکه نتایج نشان دهنده ی توانایی مدل ارایه شده در جبران هارمونیک های شبکه است.کلید واژگان: خودرو الکتریکی، فیلتر اکتیو، پالاینده توان ناحیه گسترده، شبکه توزیع، کیفیت توانDecentralized Coordination of Distributed Electric Vehicles Charger for Distribution Network Harmonic MitigationJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:1 Issue: 2, 2022, PP 1 -16Today, due to increasing trend in fossil fuel price and environmental concerns, use of electric vehicles (EVs), which are mainly capable of connecting to the distribution network, has grown. The electronic power converter that connects the EV battery to the grid, it makes it possible to use the EV when connected to the distribution system (connected to charging stations or connected at home and even connected when parked in parking lots) to mitigate network harmonics. Due to distributed nature of EVs in power grid, to implement the aim mentioned above, we must execute distributed power line conditioners (DPLC). In this paper, with investigate active filters distributed in the network and present a grid connected EV model for harmonic studies, to their DPLC has been addressed. For simulation, IEEE 13 Node Test feeder is used, that The results confirms the applicability of the proposed model for grid harmonics filtering.Keywords: electric vehicle (EV), Active Filter (AF), Distributed Power Line Conditioner (DPLC), Distribution network, Power Quality
-
استفاده از وسایل نقلیه در سطح جهان رو به افزایش است. گسترش و توسعه خودروهایی که بتوانند نیازهای گوناگون و اغلب متضاد را برطرف کنند، در صنایع خودروسازی یک چالش بزرگ محسوب می شود. افزایش ایمنی خودروها در صنایع خودروسازی مسئله ای بسیار مهم در زمینه ایمنی و رقابت تجاری است. برای نیل به این هدف از دیرباز سامانه های مختلفی پیشنهاد و طراحی گردیده است.سیستم های نگهدارنده در مسیر که هدایت و راندن در مسیرهای مستقیم را به طور اتوماتیک اداره می کنند، یکی از این نوع سیستم ها است؛ که هم به عنوان سیستمی مستقل برای رانندگی خودکار و نیز به عنوان سیستم کمک راننده بکار می رود. در این مقاله با ارائه یک مدل دو درجه آزادی از حرکت عرضی خودرو و کنترل آن به و سیله روش کنترل مد لغز شی فعال، به طراحی کنترل کننده منا سب برای این سیستم می پردازیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد نه تنها کنترل کننده لغزشی به نحوی موثر به کنترل سیستم غیرخطی نامعین مذکور می پردازد بلکه در زمان کوتاهی خطای تعقیب مسیر دلخواه صفر می شود.
کلید واژگان: خودرو الکتریکی، کنترل موقعیت عرضی خودرو، کنترل مد لغزشی، مد لغزشی فعال -
بروز تکنولوژی های مختلف همچون سیستم های ذخیره انرژی، خودروهای برقی و منابع تولید پراکنده باعث بهبود مشخصه های سیستم های قدرت شده است. از طرفی، استفاده از این ادوات در شبکه های توزیع باعث بهبود مشخصه های مختلفی همچون تلفات توان خواهد شد. یکی از روش های موثر برای بهبود مشخصه های مختلف سیستم در شبکه توزیع تغییر آرایش شبکه است. در این پژوهش، علاوه بر بررسی نقش تجدید آرایش شبکه بر بهبود مشخصه های فنی و اقتصادی، اثر این روش بر روی بهبود تاب آوری شبکه در مواقع بحرانی بررسی شده است. در این راستا، یک مدل جامع برای باز آرایی شبکه توزیع در حضور سیستم های ذخیره انرژی، خودروهای برقی، و توربین های بادی و سلول های خورشیدی داده شده است. مکان و ظرفیت خروجی بهینه جهت بهره برداری بهینه برای تمام ادوات اشاره شده تعیین شده است. جهت بررسی کارایی مدل، چهار حالت مختلف در نظر گرفته شده اند. نتایچ چهار حالت مورد مقایسه قرار گرفته است نتایج بدست آمده نشان دهنده تاثیر بازآرایی شبکه و ادوات دخیره انرژی بر خروجی های مدل است. مدل ذکر شده بر روی شبکه 33 شینه IEEE در محیط GAMS و با سالور Sbb پیاده سازی شده است.
کلید واژگان: خودرو الکتریکی، سیستم های ذخیره سازها، منابع تولید پراکنده، بازآرایی، مکان یابی، هزینه بهره برداریIntroduction of new technologies such as energy storage systems, electric vehicles, and distributed generation improved the characteristics of networks. On other hand, using these components in distribution systems improves system performances such as power losses. One of effective methods for improving system characteristics is distribution network reconfiguration. In this study, in addition to these effects, the role of reconfiguration in improving system resilience is investigated. Accordingly, a comprehensive model for network reconfiguration in the precense of energy storage systems, electric vehicles, wind turbines, and photovoltaic generation is proposed. Regarding this, the optimal location and capacity for optimal operation of system is obtained for all mentioned components. The effectiveness of model is proved in four case studies, The results of the four modes are compared. The results show the effect of network reconfiguration and storage components on the outputs of the model. The model is implemented on the 33 IEEE network in the GAMS environment with Sbb solver.
Keywords: Eclectic vehicle, Energy storage system, Distributed generation, Network reconfiguration, Placement, Operation cost -
استفاده گسترده از موتور های القایی به عنوان نیرو محرکه خودروهای الکتریکی، نیاز به بهبود سیستم کنترلی این موتورها در جهت بهبود راندمان را بیش از پیش مطرح نموده است. این امر می تواند موجب افزایش مسافت طی شده ی خودرو الکتریکی در هر بار شارژ و در نهایت افزایش طول عمر باتری گردد. در راستای این کار، یک روش کنترل مستقیم گشتاور مبتنی بر کنترل پیش بین و همچنین یک روش کنترل مستقیم گشتاور بهینه بررسی و مقایسه شده است. در روش کنترل پیش بین مستقیم گشتاور، بردار ولتاژ مرجع بر اساس کنترل پیش بین به گونه ای تعیین می شود که مقادیر گشتاور و شار در سریع ترین زمان ممکن برابر مقادیر مرجع شوند. روش کنترل مستقیم گشتاور بهینه نیز مبتنی بر محاسبه شار مرجع بهینه استاتور براساس گشتاور بار می باشد. برای مقایسه و ارزیابی عملکرد کنترل کننده ها، روش های پیشنهادی به همراه روش کنترل مستقیم گشتاور متداول بر روی یک موتور القایی در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش کنترل مستقیم گشتاور بهینه در حالت بی باری و روش کنترل پیش بین مستقیم گشتاور در زمان اعمال بار به موتور دارای بالاترین راندمان، کمترین دامنه جریان و ریپل گشتاور می باشد. از این رو در این مقاله روش کنترل ترکیبی مستقیم گشتاور ارایه می گردد. روش مورد نظر در حالت بی باری از کنترل مستقیم گشتاور بهینه و در زمان اعمال بار از کنترل پیش بین مستقیم گشتاور استفاده می کند. این روش دارای بهترین عملکرد جهت افزایش طول عمر مفید باتری در وسایل نقلیه الکتریکی می باشد.
کلید واژگان: خودرو الکتریکی، موتور القایی، کنترل مستقیم گشتاور، کنترل پیش بین، بهینه سازی تلفاتThe widespread utilization of induction motors as a driving force of electric vehicles has recognized the necessity for upgrading control system of these motors even more than ever before, in order to improve efficiency and reduce the torque ripple. This matter can lead to increase in the distance traveled by the electric vehicle at each charge and ultimately Increase the battery life. To this end, a predictive direct torque control method, as well as an optimal direct torque control method, was proposed. In the predictive direct torque control method, the reference voltage vector based on the predictive control is determined so that both the torque value and the charge value are equal to the reference values as quickly as possible. The optimal direct torque control method is also based on calculating the optimal stator reference flux according to the load torque. For comparison and evaluating the performance of controllers optimal direct torque control method and predictive direct torque control method along with the conventional direct torque control method, are simulated on an induction motor. Simulation results demonstrate that optimal direct torque control method in no-load mode and predictive direct torque control method when applying load have the highest efficiency, lowest current amplitude and torque ripple. Therefore in this paper, direct torque compound control method is presented. This method it uses optimal direct torque control in no-load and predictive direct torque control when applying load. This method has the best performance to increase battery life in electric vehicles.
Keywords: Electric Vehicle, induction motor, direct torque control, Predictive control, Loss Optimization -
حضور گسترده انواع منابع تولیدات پراکنده و خودروهای الکتریکی در شبکه های توزیع می تواند چالش ها و فرصت های گوناگونی را برای شبکه برق ایجاد نماید. چالش هایی در راستای عملکرد فنی و اقتصادی شبکه های برق و فرصت هایی برای به کارگیری آن ها به عنوان یک منبع انرژی الکتریکی. بر این اساس در این مقاله یک چارچوب برنامه ریزی دومرحله ای به منظور مدیریت هم زمان تعداد زیادی خودروی الکتریکی و منابع تولید پراکنده با مالکیت خصوصی در مرحله اول با هدف افزایش سود خودروهای الکتریکی و منابع تولید پراکنده و درنهایت با هدف کاهش هزینه های بهره برداری معرفی و مورد بررسی قرار گرفته است. چارچوب برنامه ریزی پیشنهادی بر روی یک شبکه توزیع متصل شده به باس 5 از شبکه نمونه آزمایش شده است. جهت حل مسئله و انتخاب جواب بهینه از روش بهینه سازی CPLEX استفاده شده است. نتایج نشان داده اند که مدیریت مناسب خودروهای الکتریکی و منابع تولید پراکنده به عنوان یک نهاد کارآمد موجب بهره مندی اقتصادی صاحبان خودروهای الکتریکی، منابع تولید پراکنده و شبکه می گردد.کلید واژگان: خودرو الکتریکی، منابع تولید پراکنده، هماهنگ کننده، عدم قطعیتThe widespread growing of the distributed generation (DG) and electric vehicles (EVs) in distribution networks could be a variety of challenges and opportunities for the electricity network. Despite of arising various technical and economic challenges in distribution networks, these two important events can provide opportunities as electrical energy resources. Accordingly, in this paper, a two-stage scheduling framework has been presented and investigated to manage a large number of electric vehicles in the presence of DGs firstly with the aim of increasing the profits of electric vehicles and DGs and ultimately aimed at reducing operating costs. The proposed scheduling framework is tested on a distribution network connected to 5 bus RBTS system. In order to solve the problem and choose the best solution the CPLEX optimization method is used. The results show that by proper management of electric vehicles and distributed generation resources as an efficient tool, the owners of electric vehicles, distributed generation resources and network all can benefit.Keywords: electric vehicle, distributed generation resources, aggregator, uncertainty
-
تداوم برق رسانی بارهای مهم یکی از مهم ترین رویکردهای توانایی خودترمیمی یک شبکه هوشمند است. استفاده از خودروهای برقی به این منظور می تواند چالش برانگیز باشد. از طرفی مطلوب است که باتری خودروهای برقی به محض دسترسی به شبکه شارژ شود تا در مواقع اضطراری شارژ بیشتری داشته باشند؛ اما این روش می تواند منحنی بار را خراب کند، و مشکلات دیگری را در پی داشته باشد. لذا یک تابع هدف تعریف شده است تا زمان شارژ خودروهای برقی در یک شبکه هوشمند را با دو هدف مشخص کند: حداکثر سازی انرژی ذخیره شده در باتری خودرو برقی، حداقل سازی انحراف معیار منحنی بار شبکه با احتساب بار شارژ خودروها. در این مقاله نامعینی در زمان عزیمت و زمان رسیدن و مقدار سطح شارژ در زمان رسیدن در رفتار خودروهای برقی در نظر گرفته شده است. برای کاهش تعداد متغیرهای تابع بهینه سازی در شرایط نفوذ بالای خودروهای الکتریکی، با کمک روش های آماری خودروها دسته بندی شده اند. روش بهینه سازی تابع هدف بر اساس الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی است. شبیه سازی بر روی شبکه استاندارد IEEE 37 باس توسط الگوریتم ذکر شده و الگوریتم ژنتیک اجرا شده و نتایج آن با یکدیگر مقایسه شده است و موفقیت الگوریتم پیشنهاد شده را تایید می کند.کلید واژگان: شبکه هوشمند، خودترمیمی، خودرو الکتریکی، شارژ هماهنگ، الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعیPower continuation of vital loads is one of the most important feature of self-healing smart grid. It is desired to charge the batteries of Electric Vehicles (EVs) whenever they can be connected to the grid in order to have more energy reserved in the case of emergency. However, this method of charging can deteriorate the load curve, and has several other side effects. Therefore, using the vehicle-to-grid (V2G) for this purpose can be challenging. A multi-objective optimization is formulated that assigns the charging times of EVs in a smart grid by considering two goals; maximizing of energy stored in EVs and minimizing the standard deviation (SD) of the grid load curve counting the charging load. Uncertainty of arrival time, departure time and state of charge at arrival time of EVs are considered. In order to decrease the number of variables of optimization problem in case of high penetration of EVs, the EVs are clustered with statistical methods. The proposed optimization method is based on the artificial immune system algorithm (AISA). Simulation studies are performed on the IEEE 37-bus benchmark, showing that AISA provides better solutions compared to those of the genetic algorithm, as enough energy is stored in EVs while the SD of the load curve is better.Keywords: Smart grid, Self-healing, Electric vehicle, coordinated charging, Artificial immune system algorithm
-
نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند، سال دوم شماره 3 (پیاپی 6، پاییز و زمستان 1392)، صص 11 -22
ریزشبکه های صنعتی متداول شامل کارخانه هایی با منابع انرژی پراکنده(DERs) و بارهای الکتریکی هستند که وابسته به سیستم های تولید همزمان برق و گرما(CHP) هستند. در حالیکه انتظار می رود که ریزشبکه های پیشرفته علاوه بر این شامل منابع انرژی پراکنده قابل بازیافت و همچنین خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه(PEV) باشند. در این مقاله یک روش برنامه ریزی تولید الکتریکی و حرارتی هماهنگ با شارژ خودروهای الکتریکی در یک ریزشبکه صنعتی با/بدون در نظر گرفتن سیتم های تولید فتوولتاییک(PV) کوپل شده با منبع ذخیره ساز فوتوولتاییک، استفاده شده است. روش به کار گرفته شده بر اساس پخش بار دینامیکی در یک بازه زمانی 24ساعته می باشد و شامل قیود حفاظتی پخش بار بهینه، محدودیت های کارخانجات ریزشبکه، قیود ذخیره سازهای فتوولتاییک و محدودیت های دینامیکی شارژ خودروهای الکتریکی می باشد. نتایج شبیه سازی برای یک ریزشبکه 18 شینه استاندارد IEEE شامل 12 کارخانه و 6 نوع خودروی الکتریکی همراه با/بدون سیستم های تولید فتوولتاییک در دو حالت عملکرد جزیره ای و متصل به شبکه بالادست، ارایه و مورد تحلیل قرار گرفته اند. الگوریتم پیشنهادی در نرم افزارهای Matlab و GAMS پیاده سازی و با استفاده از حل کننده CONOPT حل شده است. نتایج حاصل نشان دهنده بهبود عملکرد سیستم قدرت و کارآیی روش پیشنهادی می باشد.
کلید واژگان: سیستم تولید همزمان برق و گرما، پخش بار بهینه، ریز شبکه صنعتی، خودرو الکتریکی، سیستم تولید الکتریسته فتوولتاییک -
امروزه، استفاده از سیستم های انتقال انرژی الکتریکی بدون تماس برای شارژ خودروهای الکتریکی موجبات افزایش کارآیی این خودروها را فراهم آورده است. در این مقاله یک سیستم انتقال انرژی الکتریکی بدون تماس القایی با سیم پیچ های اولیه و ثانویه مستطیل شکل طراحی شده است. مدلی تحلیلی برای سیستم انتقال انرژی القایی ارائه و از آن برای بهینه سازی عملکرد سیستم استفاده شده است. برای بهینه سازی پارامتر های سیستم، در این مقاله از الگوریتم زنبورهای عسل استفاده شده و مسئله بهینه سازی جدیدی با دو تابع هدف برای طراحی سیستم انتقال انرژی القایی تعریف شده، به نحوی که بالاترین بازده سیستم درحالی که کم ترین حجم مس برای اجرای عملی سیستم نیاز باشد به دست آید. هم چنین لزوم جبران در سیم پیچ های اولیه و ثانویه سیستم و بهترین نوع جبران با توجه به کاربرد شارژ بدون تماس خودروهای الکتریکی ارائه شده است. عملکرد سیستم طراحی شده در اثر جا به جا شدن مرکز سیم پیچ اولیه و ثانویه نسبت به یکدیگر نیز بررسی شده است. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزارهای MATLAB و ANSOFTMAXWELL موید صحت مدل تحلیلی به دست آمده و نتایج طراحی انجام شده می باشد.
کلید واژگان: سیستم های انتقال انرژی بدون تماس القایی، خودرو الکتریکی، الگوریتم زنبورهای عسلToday, using inductively coupled contactless power transmission systems (ICPT) to charge electric vehicles is a promising step in increasing efficiency of electric vehicles. In this paper, the design of an ICPT systembased on a rectangular coil configurationfor primary and secondary coil is presented. An analytical model of the contactless power transmission system is derived and is used tooptimize the performance of the system.System parameters are optimized using artificial bee colony algorithm and a new two-objective optimization problem is obtainedwhich optimizes the system parametersto reachmaximum efficiency while the minimum volume of copper is needed to be used. Moreover,the necessity of compensation in both primary and secondary studied and the best compensation technique based on the application of ICPT system is applied.The designed system performance while the primary and secondary windings are misaligned is investigated.Simulationsare done by MATLAB and ANSOFT MAXWELL and the results confirm theanalytical model and designed result as expected.Keywords: Inductively coupled contactless power transmission system (ICPT), Electric vehicles, Artificial Bee colony algorithm
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.