Electric vehicle smart charging

In recent years, the number of electric vehicles (EVs) has been increasing. It will play more and more important role in the power grid operation because of its storage features, where charging and discharging control strategies and construction of the charging facilities are the priorities to be solved in this field. At the same time, the availability of the charging infrastructures is still limited and provides a promising application area for communication and control research. This thesis focuses on the control of the energy status offered by the buildings/houses providing a power management across the EV charging session. It also describes the development of a system to dynamically control the charging of EVs and maintain the operation of the power system by knowing the available power. To charge EVs a communication between the EV and the charging station is needed. The communication is based on the standard IEC61851, which specifies a pulse width modulation (PWM) signal that is sent to the EV to define the charging current. The system hardware consists of two modules, a charging station and a coordinator both with communication capabilities, while the power management algorithms are in a server, which then calculates the available power based on the power consumption behaviour and uses it to assign the charge of the EV. The system aims to control the EV charging session considering the power consumption to control their charging current. For the case of multiple EVs, the system will manage the charging session based on a priority level prioritizing the EV how started to charge first. The results shows the feasibility of the charging system approach to control the EV charging station considering the system power consumption and the introduction of the priority level for multiple EVs.Nos últimos anos, o número de veículos elétricos está aumentando. Eles desempenham um papel cada vez mais importante na operação da rede elétrica por causa do seu recurso de armazenamento, onde as estratégias do controlo de carregamento e descarregamento e a construção das instalações de carregamento são as prioridades a serem resolvidas neste campo. Ao mesmo tempo, a disponibilidade das infraestruturas de carregamento ainda é limitada e fornece uma área de aplicação promissora para pesquisa em comunicação e controlo. Esta tese concentra-se no controlo do estado de energia oferecido pelos edifícios/casas fornecendo uma gestão de energia durante a sessão de carregamento de veículo elétrico. Também descreve o desenvolvimento de um sistema para controlar dinamicamente o carregamento dos veículos elétricos para manter a operação do sistema de energia, conhecendo a energia disponível. Para carregar os veículos elétricos, é necessária uma comunicação entre o veículo elétrico e a estação de carregamento. A comunicação é baseada na norma IEC61851, que especifica um sinal de modulação por largura de pulso enviado ao veículo elétrico para definir a corrente de carregamento. O hardware do sistema consiste em dois módulos, uma estação de carregamento e um coordenador ambos com capacidade de comunicação, enquanto os algoritmos de gestão de energia estão num servidor que calcula a energia disponível com base no comportamento do consumo de energia e usa-o para atribuir a carga do veículo elétrico. O sistema tem como objetivo controlar a sessão de carregamento do veículo elétrico, considerando o consumo de energia para controlar a corrente de carregamento. No caso de vários veículos elétricos, o sistema irá gerir a sessão de carregamento com base em um nível de prioridade, priorizando o veículo elétrico que iniciou o primeiro carregamento. Os resultados mostram a viabilidade da abordagem do sistema de carregamento para controlar a estação de carregamento do veículo elétrico, considerando o consumo de energia do sistema e a introdução do nível de prioridade para vários veículos elétricos

Gestión de la demanda de vehículos eléctricos, en función del perfil de voltaje de la red

En las condiciones actuales, la implantación masiva de vehículos eléctricos no debería poner en riesgo la calidad del servicio eléctrico de las Empresas Distribuidoras de Energía. Del análisis del perfil de voltaje en la red de Distribución de la Empresa Eléctrica Regional Centro Sur se ha verificado que el perfil de voltaje de las redes secundarias varían en forma inversamente proporcional a la carga de la red, sin que esto signifique un incumplimiento de calidad del producto, es decir son variaciones dentro de la banda considerada como aceptable (±8%). En este contexto, la presente propuesta plantea una solución que disminuiría el impacto en la calidad del suministro, a través de un modelo que gestionará la demanda del VE en forma autónoma, procesando señales de entrada (perfil de voltaje secundario) y entregando señales de control para variar la potencia entregada al VE. La propuesta contempla la investigación, desarrollo y simulación mediante software (Open DSS) de dicho modelo y realizar un caso de estudio mediante la extrapolación de la masificación de esta aplicación sobre una red eléctrica.Global warming and climate change were generated, among other causes, by using vehicles for transportation using fossil fuels, which emit large amounts of toxic greenhouse gases, and are leading to their replacement by electric cars. In Ecuador, under current conditions, the massive implementation of electric vehicles should not jeopardize the quality of electric service of the Energy Distribution Companies. From the analysis of the voltage profile in the distribution network of Empresa Eléctrica Regional Centro Sur, it has been verified that the voltage profile in the secondary networks varied inversely proportional to the network load, without this meaning a breach of product quality since they are variations within the band considered acceptable (±8%). In this context, this proposal proposed a solution that would reduce the impact on supply quality through a model that will manage the EV demand autonomously, processing input signals (secondary voltage profile) and delivering control signals to vary the EV’s power. The proposal contemplated the research, development, and simulation through software (Open DSS) of such a model. It performed a case study by extrapolating the massification of this application on an electrical grid.Magíster en Electricidad mención Redes Eléctricas InteligentesCuenc