تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی بر ترانسفورماتورهای توزیع
استفاده از خودروهای الکتریکی نظیر خودروهای الکتریکی ترکیبی در صنعت حمل و نقل روز بروز بیشتر می‌شود. باطری این خودروها می‌توانند از طریق سوکت برق خانگی یا از طریق پارکینگ‌های عمومی شارژ گردد. بار اضافی ناشی از شارژ باطری خودروها می‌تواند موجب بروز پیامد‌های زیانبار روی شبکه توزیع گردد که از جمله این پیامدها کاهش عمر تجهیزات شبکه قدرت می‌باشد. در این پایان‌نامه با بکارگیری مدل حرارتی ترانسفورماتور و محاسبه دمای نقطه داغ ترانسفورماتور، اثرات ناشی از حضور تعداد مختلف خودروی الکتریکی و بازه‌های زمانی شارژ آنها بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرد. روش مورد نظر روی یک ترانسفورماتور توزیع نمونه که تامین کننده توان الکتریکی مصارف خانگی است پیاده‌سازی می‌گردد. نتایج بدست آمده از نمودارها بصورت کمی نشان می‌دهد که دوره شارژ شبانه کمترین اثر را بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور دارد. این در حالی است که شارژ خودروها در بازه زمانی عصر و ابتدای شب که همزمان با پیک مصرف خانگی است، بیشترین اثر رابر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور خواهد داشت .
در ادامه محاسبات نشان خواهد داد که حضور30% خودروی الکتریکی در بازه زمانی شارژ عصر، در مقایسه با شرایط عدم حضور خودرو، موجب900% افزایش در نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور می‌گردد.
فهرست مطالب
| صفحه | عنوان |
| 2 | فصل اول : کلیات تحقیق |
| 3 | مقدمه |
| 6 | 1-1 ضرورت بررسی اثر شارژ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع |
| 7 | 1-2 اهداف تحقیق |
| 7 | 1-3 سوالات تحقیق |
| 8 | 1-4 فرضیات تحقیق |
| 9 | فصل دوم : مبانی نظری و پیشینه‌ی تحقیق |
| 10 | 2-1 بررسی اثر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی روی تلفات توان و انحراف ولتاژ در شبکه توزیع |
| 10 | 2-1-1 شارژ غیر هماهنگ |
| 11 | 2-1-2 شارژ هماهنگ شده |
| 14 | 2-2 بررسی اثر افزایش تعداد خودرو بر تلفات و هزینه سرمایه گذاری در شبکه قدرت |
| 16 | 2-2-1 سرمایه گذاری افزایشی در ساعت های پیک |
| 18 | 2-2-2 کاهش سرمایه گذاری در ساعات پیک با راهبرد شارژ هوشمند |
| 19 | 2-2-3 انتقال زمان شارژ به ساعات غیر پیک |
| 20 | 2-2-4 تلفات افزایشی انرژی |
| 20 | 2-3 شارژ بهینه خودرو های الکتریکی با رعایت قیود شبکه توزیغ و انتقال قدرت ماکزیمم |
| 21 | 2-3-1 تابع هدف استاندارد |
| 21 | 2-3-2 قیود مسئله بهینه سازی |
| 22 | 2-3-3 تابع هدف وزنی |
| 23 | 2-3-4 ولتاژ شبکه در حالت شارژ کنترل نشده وکنترل شده خودرو |
| 25 | 2-4 انتقال توان از خودرو به شبکه توزیع و تامین ذخیره چرخان و تثبیت فرکانس شبکه |
| 28 | فصل سوم : روش تحقیق |
| 29 | مقدمه |
| 30 | 3-1 اندازه‌گیری و ثبت اطلاعات بار مبنا در ترانسفورماتور تحت بررسی |
| 32 | 3-2 طبقه بندی و مقایسه بار مبنا در ترانسفورماتور |
| 34 | 3-3 شبیه سازی دمای محیط |
| 35 | 3-4 مدل بار خودروی الکتریکی ترکیبی |
| 36 | 3-5 تعیین بازه‌های زمانی شارژ برای خودروهای الکتریکی |
| 37 | 3-6 تعیین ضرایب نفوذ خودروهای الکتریکی |
| 38 | 3-7 استفاده از مدل حرارتی ترانسفورماتور توزیع |
| 40 | 3-8 مدل نرخ از دست رفتن عمر در ترانسفورماتور روغنی |
| 41 | 3-9 چگونگی کاهش عمر ترانسفورماتور‌ها در حضور خودروهای الکتریکی ترکیبی |
| 43 | فصل چهارم : شبیه سازی و بیان نتایج حاصل از تحقیق |
| 44 | مقدمه |
| 44 | 4-1 شبیه سازی شارژ خودروهای الکتریکی |
| 45 | 4-2 شبیه سازی دمای محیط برای روز نوعی فصلی |
| 45 | 4-3 شبیه سازی بار مبنا برای روز نوعی فصلی در روز کاری /تعطیل |
| 45 | 4-4 مشخصات ترانسفورماتور تحت بررسی |
| 46 | 4-5 نتایج حاصل از شبیه سازی |
| 50 | 4-6 تحلیل اثر ضرایب نفوذ بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع |
| 52 | 4-7 متوسطه سالیانه نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع در دوره‌های مختلف شارژ |
| 54 | فصل پنجم : بحث و نتیجه‌گیری |
| 55 | 5-1 بررسی فناوری‌های رایج در ساخت خودروهای الکتریکی |
| 55 | 5-2 تعیین بازه زمانی مناسب برای شارژ خودروهای الکتریکی |
| 56 | 5-3 تعیین حداکثر ضرایب نفوذ با شرط عدم وجود روند پیری در ترانسفورماتور |
| 57 | 5-4 تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر روند پیری ترانسفورماتور |
| 57 | 5-5 تاثیر افزایش ضریب نفوذ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع |
| 58 | نتیجه گیری و جمع‌بندی نهایی |
| 59 | منابع و ماخذ |
| 62 | پیوست‌ها |
فهرست جدول ها
| عنوان | صفحه |
| جدول 2-1 نسبت تلفات به قدرت کل برای شارژر 4 کیلو وات در شارژ ناهماهنگ | 11 |
| جدول 2-2 انحراف ولتاژ برای شارژر 4 کیلو وات در شارژ ناهماهنگ | 11 |
| جدول 2-3 نسبت تلفات به قدرت کل برای شارژر 4 کیلووات در شارژ هماهنگ شده | 12 |
| جدول 2-4 انحراف ولتاژ برای شارژر 4 کیلو وات در شارژ هماهنگ شده | 12 |
| جدول 2-5 وضعیت انحراف فرکانس در شبکه تحت مطالعه | 26 |
| جدول 4-1 پارامترهای حرارتی ترانسفورماتور نمونه | 46 |
| جدول 4-2 مقادیر نرخ از دست رفتن سالیانه عمر برای8 روزنوعی | 53 |
فهرست شکل ها
| عنوان | صفحه |
| شکل 2-1 پروفایل ولتاژ در یک گره برای ضریب نفوذ صفر10%،30% برای شارژ هماهنگ شده | 13 |
| شکل 2-2 منطقه مسکونی A | 14 |
| شکل 2-3 منطقه مسکونی صنعتیB | 15 |
| شکل 2-4 هزینه افزایش سرمایه گذاری و نگهداری در منطقه A | 17 |
| شکل 2-5 هزینه افزایش سرمایه گذاری و نگهداری در منطقه B | 17 |
| شکل 2-6 هزینه افزایش سرمایه گذاری در ساعات پیک به ازای ضریب همزمانی یک وکمتر از یک | 19 |
| شکل 2-7 پروفایل ولتاژ برای نقطه اتصال درگره 6 و تغیرات شارژ خودرو با استفاده از تابع هدف استاندارد | 24 |
| شکل 3-1 پروفایل بار الکتریکی برای روز کاری زمستان و تابستان | 33 |
| شکل 3-2 پروفایل دمای محیط برای روز کاری زمستان و تابستان | 35 |
| شکل 4-1 شمای کلی شبیه سازی | 47 |
| شکل 4-2 نرخ ا ز دست رفتن عمر ترانسفورماتور در دوره شارژ روز | 47 |
| شکل 4-3 نرخ ا ز دست رفتن عمر ترانسفورماتور در دوره شارژ عصر | 48 |
| شکل 4-4 نرخ ا ز دست رفتن عمر ترانسفورماتور در دوره شارژ شب | 49 |