مقاله EV-EcoSim: یک پلتفرم شبیه‌سازی مشترک آگاه به شبکه برای طراحی و بهینه‌سازی زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی

چکیده

To enable the electrification of transportation systems, it is important to understand how technologies such as grid storage, solar photovoltaic systems, and control strategies can aid the deployment of electric vehicle charging at scale. In this work, we present EV-EcoSim, a co-simulation platform that couples electric vehicle charging, battery systems, solar photovoltaic systems, grid transformers, control strategies, and power distribution systems, to perform cost quantification and analyze the impacts of electric vehicle charging on the grid. This python-based platform can run a receding horizon control scheme for real-time operation and a one-shot control scheme for planning problems, with multi-timescale dynamics for different systems to simulate realistic scenarios. We demonstrate the utility of EV-EcoSim through a case study focused on economic evaluation of battery size to reduce electricity costs while considering impacts of fast charging on the power distribution grid. We present qualitative and quantitative evaluations on the battery size in tabulated results. The tabulated results delineate the trade-offs between candidate battery sizing solutions, providing comprehensive insights for decision-making under uncertainty. Additionally, we demonstrate the implications of the battery controller model fidelity on the system costs and show that the fidelity of the battery controller can completely change decisions made when planning an electric vehicle charging site.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

برای فعال کردن برق سیستم های حمل و نقل ، درک این نکته مهم است که چگونه فناوری هایی مانند ذخیره شبکه ، سیستم های خورشیدی فتوولتائیک و استراتژی های کنترل می توانند به استقرار شارژ وسایل نقلیه الکتریکی در مقیاس کمک کنند.در این کار ، ما EV-ECOSIM ، یک سکوی هماهنگی را ارائه می دهیم که شارژ خودروهای الکتریکی ، سیستم های باتری ، سیستم های فتوولتائیک خورشیدی ، ترانسفورماتورهای شبکه ، استراتژی های کنترل و سیستم های توزیع برق را برای انجام کمیت هزینه و تجزیه و تحلیل تأثیرات وسیله نقلیه الکتریکی ارائه می دهیم.شارژ روی شبکه.این پلت فرم مبتنی بر پایتون می تواند یک طرح کنترل افق در حال بازپرداخت را برای عملکرد در زمان واقعی و یک طرح کنترل یک شات برای مشکلات برنامه ریزی ، با پویایی چند نقطه ای برای سیستم های مختلف برای شبیه سازی سناریوهای واقع گرایانه اجرا کند.ما ابزار EV-Ecosim را از طریق یک مطالعه موردی متمرکز بر ارزیابی اقتصادی اندازه باتری برای کاهش هزینه های برق در حالی که در نظر گرفتن تأثیر شارژ سریع در شبکه توزیع برق است ، نشان می دهیم.ما در نتایج جدول بندی شده ارزیابی های کیفی و کمی در اندازه باتری ارائه می دهیم.نتایج جدول بندی شده ، معاملات بین راه حل های اندازه باتری نامزد را مشخص می کند و بینش کاملی برای تصمیم گیری تحت عدم اطمینان ارائه می دهد.علاوه بر این ، ما پیامدهای وفاداری مدل کنترلر باتری را در هزینه های سیستم نشان می دهیم و نشان می دهیم که وفاداری کنترل کننده باتری می تواند تصمیمات گرفته شده هنگام برنامه ریزی یک سایت شارژ وسیله نقلیه الکتریکی را به طور کامل تغییر دهد.