Βελτιστη Τοποθετηση Σταθμων Ταχειας Φορτισης Ηλεκτρικων Οχηματων Με Τη Χρηση Γενετικου Αλγοριθμου Και Ροης Φορτιου

Abstract

Στις μέρες μας ο πληθυσμός των ηλεκτρικών οχημάτων παρουσιάζει ραγδαία αύξηση παγκοσμίως, κυρίως λόγω της φιλικότητάς τους προς το περιβάλλον και του χαμηλότερου κόστους καθημερινής χρήσης σε σχέση με τα οχήματα που λειτουργούν με συμβατικά καύσιμα. Ωστόσο, υπάρχει η ανάγκη δημιουργίας των κατάλληλων υποδομών φόρτισης έτσι ώστε να επιτευχθεί η αυξανόμενη διείσδυση των ηλεκτρικών οχημάτων στην παγκόσμια αγορά. Επομένως, η κατάλληλη τοποθέτηση των Σταθμών Ταχείας Φόρτισης (ΣΤΦ) ηλεκτρικών οχημάτων και των Μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής (ΜΔΠ) σε ένα δίκτυο διανομής, είναι υψίστης σημασίας προκειμένου να μεγιστοποιηθούν τα οφέλη που προκύπτουν από την ένταξή τους στο δίκτυο.Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί αρχικά, η εύρεση της βέλτιστης θέσης εγκατάστασης των Μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής και στη συνέχεια της βέλτιστης θέσης εγκατάστασης των Σταθμών Ταχείας Φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων σε ένα δίκτυο διανομής με βάση τεχνικά κριτήρια. Η εύρεση αυτών των βέλτιστων θέσεων, επιτυγχάνεται μέσω της χρήσης του Γενετικού Αλγορίθμου (ΓΑ) σε συνδυασμό με τη Ροή Φορτίου (ΡΦ) και τη Βέλτιστη Ροή Φορτίου (ΒΡΦ). Πιο συγκεκριμένα, μέσω της βέλτιστης τοποθέτησης των Σταθμών Ταχείας Φόρτισης στο δίκτυο επιδιώκεται η ελαχιστοποίηση των απωλειών ενεργού ισχύος και η βελτίωση του προφίλ τάσης.Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, υλοποιήθηκε αλγόριθμος σε περιβάλλον MATLAB, που επιλύει τα εν λόγω προβλήματα χρησιμοποιώντας και κάποια στοιχεία από το λογισμικό πακέτο MATPOWER το οποίο είναι λογισμικό σε MATLAB και υπολογίζει Ροές Φορτίου και Βέλτιστες Ροές Φορτίου.Στο Κεφάλαιο 1 αυτής της εργασίας γίνεται αναφορά στη Διεσπαρμένη Παραγωγή (ΔΠ), παρουσιάζοντας τα βασικότερα είδη διεσπαρμένων πηγών, τις χρήσεις, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Ακόμα, γίνεται μια εισαγωγή στα ηλεκτρικά οχήματα και τους σταθμούς φόρτισης, παρουσιάζονται οι τεχνολογίες των ηλεκτρικών οχημάτων, οι κατηγορίες και τα επίπεδα φόρτισής τους και παραθέτονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της διείσδυσής τους στην παγκόσμια αγορά. Στο Κεφάλαιο 2 περιγράφεται ο Γενετικός Αλγόριθμος και παρουσιάζονται τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύεται το πρόβλημα της Ροής Φορτίου και της Βέλτιστης Ροής Φορτίου και ακόμα παρουσιάζεται το λογισμικό MATPOWER που χρησιμοποιήθηκε για την εκτέλεση αυτών των δύο ροών. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η διατύπωση των προβλημάτων, ενώ στο Κεφάλαιο 5 παραθέτονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που υλοποιήθηκαν για την βέλτιστη εγκατάσταση των Μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής και των Σταθμών Ταχείας Φόρτισης. Ακόμα, στο ίδιο κεφάλαιο μελετάται και η ανάλυση ευαισθησίας του αλγορίθμου. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6 συνοψίζονται τα κυριότερα συμπεράσματα που προέκυψαν από αυτή την ανάλυση.