I de kommende år forventes det, at skiftet fra køretøjer drevet af konventionelle energikilder (ICE – Internal Combustion Engine) til elektriske køretøjer (elbiler) øges med voksende hastighed svarende til den sete udvikling mod udnyttelse af vedvarende energikilder som solceller og vindenergi. Elsystemet i Europa vil under dette scenarie inkludere øgede mængder af fluktuerende energikilder samtidigt med en øget efterspørgsel på elektricitet til opladning af elbiler. Projektets tese er at der kan opnås flere fordele hvis opladningen af elbiler kan styres intelligent. Målet med denne afhandling er at undersøge hvor brugbar koordineret opladning af elbiler kan være i kombination med energikilder med en uforudsigelig produktion. To cases er undersøgt: • belastningskoordinering i det danske elsystem vha. elbiler med henblik på at udjævne fluktuationer opstået pga. vindenergi• koordinering for at udjævne fluktuationer opstået på grund af solceller i lavspændingsnettet.Forskningsarbejdet starter med definitionen af krav, der muliggør tovejs effektudveksling mellem elbiler og nettet. En række monitorerings- og kontrolforanstaltninger er defineret for at muliggøre en koordination vha. elbiler. Batteriets opladningstilstand (State of Charge - SOC) og effektudveksling med nettet skal monitoreres ved kontrolleret ladning af elbiler. Samtidigt er aktivering af opladnings- og afladningsmodes nødvendige kontrolforanstaltninger. Valideringen af de definerede foranstaltninger er udnyttet ved implementering af en fuldskala forsøgsopstilling som består af en lithium-ion batteripakke, et batteristyringssystem (BMS) og opladnings-/afladningsenheder.I den anden del af afhandlingen er koordinering af opladningen af elbiler udnyttet til at facilitere integration af vindenergi i det danske elsystem. Et proof-of-concept for levering af regulerkraftreserver er realiseret ved at anvende de gældende krav givet af den danske transmissionssystemoperatør (ENERGINET.DK). Koordineringen vha. elbiler er realiseret under kontrolrammen for et virtuelt kraftværk som tidligere blev introduceret i det danske EDISON projekt. Testopstillingen reagerede under dette eksperiment i henhold til tidsplanen og ydede den nødvendige regulerende effekt. Ved denne type af anvendelser bør der defineres et optimalt anvendelsesvindue til sikring af unødig brug af ekstra batterilevetid.I den tredje del af afhandlingen undersøges belastningskoordinering i form af elbiler som en energilagringsløsning for lavspændingsnet med en betydelig elproduktion fra solceller. I denne sammenhæng ses ladestationen som en energilagringslokation. To koncepter er undersøgt: Offentlige ladestationer til parallel opladning af elbiler i det offentlige rum, og Private ladestationer ved private hjem. Koordination af belastningen fra de elbiler tilsluttet offentlige og private ladningsstationer blev undersøgt for herved at levere spændingsstøtte. I begge tilfælde opnås gunstige resultater for lavspæningsnet. En metode baseret på spændingssensitivitetsanalyse er udviklet for at identificere effektiviteten af spændingsregulering med belastningskoordination vha. elbiler. Dynamiske simuleringer og et eksperimentelt proof-of-concept har vist effektiviteten ved at bruge elbiler som en lagringsløsning på lavspændingsradialer med solceller.Overordnet konkluderes, at koordination af belastning fra elektriske køretøjer kan være en effektiv løsning til at håndtere fluktuationer ved vedvarende energikilder på forskellige spændingsniveauer i elsystemet.
展开▼
