Einfluss gesteuerten Ladens von Elektrofahrzeugen auf die Netzbetriebsführung bei volatiler Windeinspeisung

Agsten, Michael GND

This work summarizes findings obtained by controlled charging of Electric Vehicles (EVs) regarding volatile wind power generation. Based on the state of the art of the negotiation of the charging process between the EV and the charging point two approaches will be explained. The Wind-2-Vehicle method (W2V) is an example for using controlled EV charging in order to create a renewable supply following demand by optimizing the energy supply quota wind in each charging process. The Local Load Management (LLM) method is an example of using information from distribution grids to limit the charging power of EVs over time. In this work, two case studies are carried out to quantify the controlled/uncontrolled charging of EVs and their impact on electric power systems. The first case study describes charging of fifty EVs by a reduced W2V approach. The charging process has been analyzed from different point of views. Controlled/Uncontrolled charging results in peak demand (of EV fleets), due to synchronized charging. This may result in violation of preassigned operation limits. The utilization of the developed LLM method in the second case study shows that a small reduction of the achievable W2V quality results in an improved charging performance for small as well as large fleets. Therefore applying LLM can avoid violations of operation limits.

Die vorliegende Arbeit fasst Erkenntnisse zum gesteuerten Laden von Elektrofahrzeugen (EVs) bei volatiler Windeinspeisung zusammen. Ausgehend vom Stand der Technik zur gesteuerten Ladung von EVs werden auf Grundlage sich in Entwicklung befindlicher Verfahren zum Austausch von Informationen zwischen EV und Ladepunkt zur Aushandlung von Ladevorgängen zwei Betriebsverfahren gezeigt. Das Wind-2-Vehicle-Verfahren (W2V) ist ein Beispiel für die Nutzung gesteuerten Ladens von EVs, um einen regenerativer Einspeisung folgenden Bedarf zu realisieren. Jeder Ladevorgang wird in seinem Ladefenster so optimiert, dass seine energetische Bereitstellungsquote Wind maximal ist. Das Lokale Lastmanagement (LLM) ist ein Beispiel, um Informationen aus dem Verteilnetz zu nutzen, um die Ladeleistung von EVs zeitlich zu begrenzen. Im Rahmen dieser Arbeit sind zwei Fallstudien durchgeführt worden, um die gesteuerte/ungesteuerte Ladung von EVs und deren Auswirkungen auf elektrische Energiesysteme quantifizieren zu können. In der Fallstudie 1 werden fünfzig EVs durch einen reduzierten W2V-Ansatz windorientiert gesteuert. Die in dieser Fallstudie ermittelten Ladevorgänge werden aus unterschiedlichen Gesichtspunkten in Simulationen analysiert. Gesteuertes/Ungesteuertes Laden führt zu konzentrierten Leistungsspitzen der EV-Flottenlast durch gleichzeitige Ladevorgänge. In Fallstudie 2 wird anhand von Zeitreihensimulationen nachgewiesen, dass gesteuertes/ungesteuertes Laden zu Verletzungen betrieblich festgelegter Grenzwerte in Verteilnetzen führen kann. Die Anwendung des entwickelten LLM Verfahrens zeigt, dass bei geringer Reduktion der erzielbaren W2V-Güte große und kleine Flotten gesteuert geladen werden können, ohne dass weiterhin betrieblich festgelegte Grenzwerte verletzt werden.

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Agsten, Michael: Einfluss gesteuerten Ladens von Elektrofahrzeugen auf die Netzbetriebsführung bei volatiler Windeinspeisung. 2011.

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