Managing Stress of Electric Vehicles on Smart Grids

Chaque jour, les attentes des consommateurs d'énergie augmentent en termes de fiabilité du réseau et d'impact environnemental de l'énergie. Au-delà d'avoir d'assurance que tous leurs appareils électroniques seront fournis, les consommateurs veulent bénéficier des technologies qui peuvent les responsabiliser et leur permettre de maîtriser leur énergie. Pour répondre à ces attentes croissantes, la façon dont l'énergie est produite, distribuée et consommée doit évoluer. La solution implique à la fois une demande plus intelligente et un approvisionnement plus intelligent. L'un des plus grands défis de la feuille de route pour le réseau intelligent est la responsabilité (et l'obligation, dans de nombreux cas) de combiner les sources d'énergie existantes avec l'énergie alternative afin de réduire l'impact sur l'environnement et de sécuriser l'énergie. La nature variable de la plupart des énergies renouvelables, ainsi que l'émergence de nouvelles charges importantes comme les véhicules électriques (VE), peuvent compliquer les équilibres de charge sur les lignes, conduisant à une instabilité de la tension et même à des défaillances. VEs offrent une solution efficace et concrète pour réduire l'empreinte carbone du transport, mais ils représentent également un nouveau type de demande pour les services publics. Comme les maisons, les entreprises et toute autre source d'énergie électrique, les VEs doivent être gérés de manière efficace et responsable par les services publics sur le réseau. De plus, parce qu'ils ont le potentiel à la fois de consommer et de produire de l'énergie, les VEs deviennent une partie inextricable de la gestion de la demande. La possibilité d'un déploiement à grande échelle de VEs pose d'importants obstacles aux services d'électricité selon la façon et le moment de la facturation des VEs. Ce nouveau mode de transport et l'infrastructure nécessiteront des solutions de gestion de l'énergie fiables et sûres. Il est nécessaire de veiller à ce que les VEs et l'infrastructure de recharge soient sûrs, pratiques, économiques et écoénergétiques pour les conducteurs et les opérateurs de services publics. De plus, les gestionnaires de réseau doivent s'assurer qu'ils sont capables de gérer les impacts de la recharge des VE sur le réseau et qu'ils peuvent intégrer la consommation de ces nouvelles charges dans la demande de charge des services publics sans problème. Certainement, les VEs peuvent créer des avantages pour les services publics si leur intégration est correctement effectuée. Ce projet présente une étude approfondie et se concentre sur la gestion du stress accru des VE sur les réseaux de distribution.

Abstract

Every day, the expectations of energy consumers increase in terms of grid reliability and energy's environmental impact. Beyond having the assurance that all of their electronic devices will be supplied, consumers want to benefit from the technologies that can empower them and put them in control of their energy. To address these growing expectations, the way energy is produced, distributed, and consumed must evolve. The solution involves both smarter demand and smarter supply. One of the biggest challenges on the roadmap to the smart grid is the responsibility (and obligation, in many cases) to combine established power sources with alternative energy in order to lower the impact on the environment and to secure additional energy for the future. The variable nature of most renewable generation, as well as the emergence of significant new loads like Electric Vehicles (EVs), can complicate load balances on lines, leading to voltage instability and even failures. EVs offer an effective and concrete solution for reducing the carbon footprint of transportation, but they also represent a new type of demand for utilities. Like homes, businesses, and any other electric power source, EVs must be effectively and responsibly managed by utilities on the grid. Moreover, because they have the potential to both consume and produce energy, EVs are becoming an inextricable part of Demand Management. The possibility of large-scale deployment of EVs raises significant obstacles for electric utilities depending on how and when EVs are charged. This new mode of transportation and the infrastructure will require reliable and safe energy management solutions. It is necessary to ensure that the EVs and the charging infrastructure are safe, convenient, economical, and energy efficient for drivers and utility/system operators. Additionally, system operators must ensure that they are able to manage the impacts of EVs charging on the grid and also that they can integrate the consumption of these new loads into utility load demand without issue. Certainly, EVs can create benefits for utilities if their integration is properly done. This project presents an extensive study and is concentrated on the managing of the increased stress of EVs charging on the distribution networks. This is a highly stochastic problem and the applied method in this work is based on stochastic models.