Εφαρμογή αλγορίθμων κυρτής βελτιστοποίησης στην διαχείριση φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων

Abstract

Ο αυξανόμενος στόλος ηλεκτρικών οχημάτων (ΗΟ) αναμφίβολα θα αποτελέσει ενα επιπλεόν φορτίο για τα σύστηματα διανομής ενέργειας που θα απαιτήσουν λύσεις για τη διασφάλιση κανονικής λειτουργίας δικτύου και απρόσκοπτης φόρτισης ΗΟ. Η δίκαιη κατανομή ισχύος φόρτισης ΗΟ και η ευθυγράμμιση με τους περιορισμούς πτώσης τάσης μπορεί να αποτελέσει σημαντικό ζήτημα. Προς αυτή την κατεύθυνση, η εργασία μελετά ενα πλαίσιο διαχείρισης φόρτισης που λαμβάνει υπόψη τις ανάγκες οικιακής ενέργειας, τη ζήτηση φόρτισης ΗΟ και τους περιορισμούς πτωσης τάσης σε ακτινικά δίκτυα διανομής. Η προσέγγισή μας χωρίζει το πρόβλημα φόρτισης σε δύο μέρη. Πρώτον, κατανέμεται ισχύς σε ζυγούς της γραμμής διανομής σύμφωνα με το σταθμισμένο αναλογικό κριτήριο δικαιοσύνης λαμβάνοντας υπ’όψη τη ζήτηση του στόλου των ΗΟ. Δεύτερον, ως αποτέλεσμα μιας διαδικασίας βελτιστοποίησης ελαχίστων τετραγώνων με περιορισμούς, κάθε ΗΟ λαμβάνει μια ανώτατη τιμή ισχύος φόρτισης. Και τα δύο προβλήματα επιλύονται με αλγόριθμους κυρτής βελτιστοποίησης αναφοράς καθώς και απο κατανεμημένους που εισήχθησαν για την επίλυση του προβλήματος για μεγάλους στόλους ΗΟ. Η ανάλυση αποδεικνύει ότι η λύση των κατανεμημένων αλγορίθμων είναι κοντά στην κεντρική λύση αναφοράς. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης φόρτισης ΗΟ υποδεικνύουν μια πιο ισορροπημένη κατανομή ισχύος φόρτισης ΗΟ σε σχέση με προσεγγίσεις γραμμικής και τετραγωνικής στρατηγικής βελτιστοποίησης. Παράλληλα μελετάται και το πρόβλημα διαχείρισης σε περιβάλλον ασύρματης και δυναμικής (εν κινήσει) φόρτισης με σκοπό την εναρμόνιση της συνολικής ισχύος φόρτισης ενός πλήθους οχημάτων σε ενα επιθυμητό προφίλ