شبیه سازی مدل بار الکتریکی بارهای چند مرحله ای برای رفتار دقیق خودرو الکتریکی بر شبکه های توزیع برق+ فیلم

شرح کامل شبیه سازی

در این مقاله ای که پیش رو دارید ، همانطور که در abstract (چکیده ) به آن اشاره شده است قصد داریم ، در زمانی که ما یک سیستم 69 باسه استاندارد آی تریپل ای تری(IEEE) در اختیار داریم و هنگامی که به این سیستم 69 باسه در قسمت هایی از آن یکسری … را اعمال کرده ایم یک مدل، zip مدل را را با یک مدل Multi Stage ، در حالت به اصطلاح ازدحام بار و حالات مختلف شبکه را بررسی کنیم .

دانلود مقاله

باید دید در نهایت مدل zip بهتر است یا مدل multi stage ، که در این مقاله و در شبیه سازی که ما انجام داده ایم ، تمام صحبت و بحث بر روی همین داستان است.

برنامه ای که نوشته شده یک برنامه بسیار سنگینی است که در حد 250 خط است که در آن یکسری data هایی را از خود آی تریپل ای می گیرد ، آنها را مورد بررسی قرار می دهد و در نهایت یکسری نتایج تحویل می دهد . قابل ذکر است که data هایی که برای شما در این قسمت در نظر گرفته ایم ، data هایی است که مخصوص بازهای آی تریپل ای می باشد که شما به راحتی می توانید آنها را در نمودار مربوطه مشاهده کنید .هر کدامیک از آنها نشان دهنده یکسری Valuation است.

یکسری داده هایی برای خود آی تریپل ای تری من جمله bus number و P و Q برای سیستم 69 باسه تعریف شده است . اگر بخواهیم برای مثال یکی از branch یا شاخه های آن را نگاه کنیم ، یک Line Number دارد ، که از Line Number 1 به 0 هرکدام از اینها یک R و X ای دارد که اینها مربوط به خود داده های سیستم می شود. همچنین یکسری داده هایی هم خود مقاله در اختیار قرار داده است که ما به عنوان داده های ورودی آنها را وارد سیستم خود می کنیم. و بعد از آن power flow را انجام می دهیم و با استفاده از تکنیک هایی که مقاله گفته است آنها را پردازش می کنیم.

اطلاعاتی درباره مقاله

همانطور که در شکل 1 این مقاله ، که بعنوان ورودی به ما داده شده است، مشاهده می کنید، یکسری ورودی های است که خود سیستم به ما داده است ، من جمله اینکه شما در زمان 0 تا 2.5 ساعت state up charge یک باتری لیتیوم به چه نحوی است، یعنی ولتاژ و Current و state up charge که به در صد بیان می شود و state up charge بین 0 تا 100 در صد است به چه نحوی است و اگر داخل مقاله را با دقت مشاهده کنید، خواهید دید زمانی که Current شما کاهش پیدا می کند، state up charge شما هم طبیعتا کاهش پیدا می کند و ولتاژ شما بالا می رود و عکس این موضوع هم صادق است .

البته این state up charge برحسب در صد بیان می شود و هرکدام از پارامترهای نامبرده نیز واحد های جداگانه ای دارند ، که ولتاژ بر حسب ولت و Current (جریان ) نیز بر حسب آمپر است .

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\1.jpg$

اختلاف بین دو باتری Lithium-ion و Lead Acid

در شکل شماره 3، یک مقایسه بین دو باتری Lithium-ion و Lead Acid که باتری بسیار قدیمی و نسل قبلی باتری ها می باشند و به عنوان old generation battery یا باتری های نسل قدیم در مقالات متعدد و از جمله این مقاله ، از آنها یاد می شود ، می بینید که state up charge باتری دستی با خط چین قرمز رنگ نشان داده شده ، شکل به وضوح نشان می دهد که در ساعت های اولیه بسیار بسیار قوی عمل می کند و معمولا باتری Lithium-ion به لحاظ state up charge ضعیف تر از باتری Lead Acid است به همین جهت است که در خودرو ها معمولا از باتری Lead Acid استفاده می کنند.

AC demand

در قسمت دوم که شما بعنوان پروفایل AC demand یا تقاضا می بینید ، می بینید برای Lead Acid خط مشکی است و برای Lithium-خط قرمز رنگ است در زمانی که تقاضا شما بر حسب کیلووات است تا 4 ساعت را به صورت کامل Lead Acid ساپورت می کند برای Lithium-ion تا 2.8 ساعت ساپورت می کند و بعد از آن هر دوی آنها یک افت سهمگینی را دارند و باز هم می بینید که باتری Lead Acid از این جهت قوی تر است و انتظار هم همین است که SOC و AC در باتری Lead Acid قوی تر باشد که برای یک خودرو تی پی کال و معمولی اینجا بررسی شد.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\3.jpg$

EV charging demand profile and DC voltage

گراف بعدی EV charging demand profile and DC voltage است که برا ی یک خودرو الکتریکی طراحی و ترسیم شده است . در این گراف AC power demand را مد توانید بینید ، در زمانی که state up charge یا میزان شارژ خودروی الکتریکی شما بین 10 تا 40 است ، حالت صعودی و بعد حالت نزولی پیدا می کند و بعد باتری ولتاژ شما هم تا 20 درصد state up charge به سرعت ولتاژ افزایش پیدا می کند و بعد از آن تقریبا یک رابطه شبه خطی رو پیدا خواهد کرد.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\4.jpg$

Probability distribution function of a daily driving

گراف بعدی ، Probability distribution function of a daily driving است که رانندگی شما بر حسب کیلومتر را مد نظر قرار داده و بیان دارد که دانسیته سوخت شما تا یک حدی افزایشی است و بعد از آن کاهش پیدا می کند.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\7.jpg$

این گراف درباره یVoltage of some monitored buses for various load models است که به کمک این گراف 2 مدل را شبیه سازی کرده و با یکدیگر مقایسه می کنیم ، در این مقایسه خواهیم دید که در حالت zip model که مدل بهتری است نسبت به مدل ثابت، ولتاز به مراتب بالاتری داریم که دیرتر هم افت پیدا می کند.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\10.jpg$

بررسی در سه حالت(zip) PEV،PEV ،PEV (Multi Stage -zip)

نمودار بعدی ، نمودار 11 مقاله است که در سه حالت بررسی را انجام می دهد، حالت PEV معمولی و PEV (Multi Stage -zip) و(zip) PEV که نشان دهنده این است که زمانی که ما از مدل PEV (Multi Stage -zip) استفاده داریم ، خواهیم دید که میزان تلفات شبکه ای ما بسیار پایین تر است و بعد از آن مدل (zip) PEV است که تلفات کمتری را برای ما به ارمغان می آورد و بدترین نوع تلفات زمانی است که ما از هیچ یک از این مدل ها استفاده نکنیم.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\11.jpg$

Load demand profile

در اینجا گرافی داریم به نام ، Load demand profile زمانی که ما 15 درصد از EV های خود را در سیستم داشته باشیم در سه حالت مورد بررسی قرار می دهیم، زمانی که هیچ PV یا خودریی در شبکه نباشد 15 درصد باشه به حالت Multi Stage zip و 15 درصد به حالت zip که در اینصورت شما می بینید که load demand یا همان تقاضای بار ، زمانیکه هیچ PV ندارید با زمانی که به حالت Multi Stage دارید، تقریبا تا ساعت 12:30 ظهر برابر است و از 12:30 ظهر به بعد این سیستم یک سیستم بدون PV و demand زیاد است اما زمانی که PV دارید ،این کاهش پیدا می کند.

این گفته چه چیزی را نشان می دهد؟ نشان می دهد شما زمانی که بیایید از PV استفاده کنید معمولا پیک بارهای ما در نواحی سمت راست گراف می باشند ، در این حالت این PV می توانند تقاضا را کاهش دهند و این کاهش تقاضا باعث این می شود که که شما pick sharing داشته باشید و خود pick sharing باعث می شود که هزینه های بسیار کمتری برای سیستم تان پرداخت کنید.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\12.jpg$

level penetration

گراف بعدی گرافی است که برایlevel penetration های مختلف رسم شده در 2 حالت ZIP load model به صورت multi stage و حالت ساده ی ZIP model ، اینکه تغییرات load demand را می توانید بینید که در ساعات مختلف میزان این penetration متفاوت است.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\13.jpg$

این گراف نیز مشابه گراف قبلی است با این تفاوت که در این گراف loss Network یا به اصطلاح همان تلفات شبکه را مورد بررسی قرار داده است.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\14.jpg$

در این قسمت Voltage با 25 درصد PV ها بررسی کردیم و حال می بینیم که زمانیکه حالت zip را داریم، افت ولتاژ خیلی کمتر از حالت Multi Stage می باشد، البته این حالت برای ساعات 10 تا 16 ظهر تعریف شده است.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\15.jpg$

و در این گراف ، دو bus مختلف در حالت zip و multi stage را بررسی کرده است.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\16.jpg$

در این مدل 3 تا case با هم مورد بررسی قرار گرفتند که loss Network به چه نحوی است ؟!

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\19.jpg$

و در نهایت آخرین حالتی که وجود دارد ؛ load demand یا تقاضا را با loss Network برای دو حالت multi stage و zip مقایسه کرده که می بینید در حالت zip یک پایداری بیشتری را برای تقاضا داریم ، که در این حالت افت در ساعت 15 به بعد صورت می گیرد، اما در حالت multi stage افت از همان ساعت 11:30 شروع خواهد شد.

$D:\تایپ\تایپ ایران\21\prog\20.jpg$