Алгоритм определения расчетных электрических нагрузок электрозарядных станций электромобилей

Обложка
  • Авторы: Воронин В.А.1, Непша Ф.С.1,2, Илюшин П.В.3
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева”
    2. ООО “РТСофт – Смарт Грид”
    3. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт энергетических исследований Российской академии наук
  • Выпуск: № 6 (2025)
  • Страницы: 27-56
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://journals.rcsi.science/0002-3310/article/view/364536
  • DOI: https://doi.org/10.7868/S3034649525060023
  • ID: 364536

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследование посвящено анализу факторов, влияющих на электропотребление объектов электрозарядной инфраструктуры, а также разработке алгоритма определения расчетных электрических нагрузок электрозарядных станций электромобилей. В статье представ лены результаты аналитического обзора исследований в области определения расчетных электрических нагрузок электрозарядных станций электромобилей, выполнено сравнение результатов, полученных разными авторами, с выявлением основных влияющих факторов. Для исследования электрических нагрузок разработана имитационная модель, позволяющая моделировать поминутные профили электропотребления при заданных параметрах электрозарядных станций и электромобилей, в том числе с учетом зарядного поведения владельцев электромобилей. Выполнена количественная оценка значимости факторов, влияющих на коэффициент спроса электрозарядной инфраструктуры электротранспорта. Предложено выражение и разработан алгоритм для определения расчетных электрических нагрузок однородных и разно родных групп электрозарядных станций электромобилей.

Об авторах

В. А. Воронин

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева”

Email: ilyushin.pv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7242-9100
Кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения горных и промышленных предприятий, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории цифровой трансформации предприятий минерально-сырьевого комплекса. Кемерово

Ф. С. Непша

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева”; ООО “РТСофт – Смарт Грид”

Email: ilyushin.pv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7468-2548
Кандидат технических наук, начальник отдела управления Микрогрид. Кемерово; Москва

П. В. Илюшин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт энергетических исследований Российской академии наук

Email: ilyushin.pv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5183-3040
Доктор технических наук, руководитель Центра интеллектуальных электроэнергетических систем и распределенной энергетики. Москва

Список литературы

  1. О концепции по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года от 23 августа 2021 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/608396540 (дата обращения: 11.08.2022). Текст: электронный.
  2. IRENA (2023), Innovation landscape for smart electrification: Decarbonising end-use sectors with renewable power. – Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency, 2023. URL: https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/Innovation-landscape-for-smart-electrification (date accessed: 27.01.2025). Text: electronic.
  3. ESIG’s report. Charging Ahead. Grid planning for vehicle electrification. A Report of the Energy Systems Integration Group’s Grid Planning for Vehicle Electrification Task Force. URL: https://www.esig.energy/grid-planning-for-vehicle-electrification/ (date accessed: 17.01.2025). Text: electronic.
  4. Li Y., Jenn A. Impact of electric vehicle charging demand on power distribution grid congestion // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2024. Vol. 121. № 18. P. e2317599121.
  5. Lukuyu J., Shirley R., Taneja J. Managing grid impacts from increased electric vehicle adoption in African cities // Scientific Reports. 2024. Vol. 14. № 1. P. 24320.
  6. Илюшин П.В. Особенности учета параметров нагрузки при анализе переходных процессов в сетях с объектами распределенной генерации // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 6(51). С. 54–61.
  7. Ilyushin P.V., Shepovalova O.V., Filippov S.P., Nekrasov A.A. The effect of complex load on the reliable operation of solar photovoltaic and wind power stations integrated into energy systems and into off-grid energy areas: Technologies and Materials for Renewable Energy, Environment and Sustainability // Energy Reports. 2022. Vol. 8. P. 1515–1529.
  8. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. 2-е изд. Москва: Интермет Инжиниринг, 2006. 672 с.
  9. СО 5.145/0-03. Определение резерва мощности на центрах питания. Положение. 2018.
  10. Bollerslev J., Andersen P.B., Jensen T.V. et al. Coincidence Factors for Domestic EV Charging From Driving and Plug-In Behavior // IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2022. Vol. 8. № 1. P. 808–819.
  11. Hecht C., Figgener J., Sauer D.U. Simultaneity Factors of Public Electric Vehicle Charging Stations Based on Real-World Occupation Data // World Electric Vehicle Journal. 2022. Vol. 13. № 7. P. 129.
  12. Jokinen I., Lehtonen M. Modeling of Electric Vehicle Charging Demand and Coincidence of Large-Scale Charging Loads in Different Charging Locations // IEEE Access. 2023. Vol. 11. P. 114291–114315.
  13. Unterluggauer T., Hipolito F., Klyapovskiy S., Andersen P.B. Impact of Electric Vehicle Charging Synchronization on the Urban Medium Voltage Power Distribution Network of Frederiksberg // World Electric Vehicle Journal. 2022. Vol. 13. № 10. P. 182.
  14. Fani H., Hashmi M.U., Deconinck G. Impact of electric vehicle charging simultaneity factor on the hosting capacity of LV feeder // Sustainable Energy, Grids and Networks. Vol. 40. P. 101581.
  15. Gardholm E. Dimensioning of the Electricity Distribution Network as the Share of Electric Vehicles Increases. 2024. URL: https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-352615 (date accessed: 13.02.2025). Text: electronic.
  16. Zakaria A., Duan C., Djokic S.Z. Hosting capacity of distribution networks for controlled and uncontrolled residential EV charging with static and dynamic thermal ratings of network components. URL: https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/gtd2.13025 (date accessed: 13.02.2025). Text: electronic.
  17. Ali S., Wintzek P., Zdrallek M. Development of Demand Factors for Electric Car Charging Points for Varying Charging Powers and Area Types // Electricity. 2022. Vol. 3. № 3. P. 410–441.
  18. Mason J. Engineering Design Standard EDS 08-5050 Electric Vehicle Connections. URL: https://media.umbraco.io/uk-power-networks/baik5mop/eds-08-5050-electric-vehicle-connections.pdf (date accessed: 14.02.2024). Text: electronic.
  19. Burges K., Schlösser T., Tröster E. Handbook on Planning and Operating an E-Mobility Infrastructure. Germany: Deutsche Energie-Agentur, 2022.
  20. Opstad A., Bakken B.H., Nygard H.S. et al. Flexibility from electric vehicles – residential charging coincidence factors in Norway. // CSE. 2024. Vol. 35. URL: https://cse.cigre.org/cse-n035/c1-flexibility-from-electric-vehicles-residential-charging-coincidence-factors-in-norway.html (date accessed: 10.02.2025). Text: electronic.
  21. Росстандарт. Уведомление о разработке проекта свода правил Изменения № 7 к СП 256.1325800.2016 “Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа”. URL: https://www.gost.ru/portal/gost/home/activity/standardization/notification/notificationssetrules (дата обращения: 08.02.2025). Текст: электронный.
  22. Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Солуянов В.И. и др. Выбор зарядных станций, согласованный с действующими системами электроснабжения многоквартирных домов и образовательных учреждений мегаполиса // Электричество. 2025. № 1. С. 32–44.
  23. Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р. и др. Определение расчетных электрических нагрузок зарядной инфраструктуры для электромобилей, интегрированной в электрические установки жилых и общественных зданий // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2025. Т. 26. № 6. С. 94–107.
  24. Росстандарт. Уведомления о разработке свода правил СП “Электрические сети городских микрорайонов. Правила проектирования”. URL: https://www.rst.gov.ru/portal/gost/home/activity/standardization/notification/notificationssetrules (дата обращения: 05.02.2025). Текст: электронный.
  25. Palomino A., Parvania M. Probabilistic Impact Analysis of Residential Electric Vehicle Charging on Distribution Transformers // 2018 North American Power Symposium (NAPS) 2018 North American Power Symposium (NAPS). 2018. P. 1–6. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8600630 (date accessed: 12.02.2025). Text: electronic.
  26. Воронин В.А., Непша Ф.С., Анушенко С.Ю. Использование систем накопления электроэнергии для зарядных станций электромобилей в условиях ограничений на технологическое присоединение // Электроэнергия. Передача и распределение. 2024. № 5(86). С. 80–90.
  27. Воронин В.А. Анализ открытых данных об использовании электрозарядных станций постоянного тока для электромобилей // Сборник материалов Все российской школы молодых ученых “Цифровизация, декарбонизация и децентрализация современной электроэнергетики” (Севастополь, 29–30 мая 2024 г.). СевГУ, 2024. С. 218–227.
  28. В России числится почти 60 тысяч электромобилей. URL: https://www.autostat.ru/news/59463/ (дата обращения: 23.02.2025). Текст: электронный.
  29. Как часто владельцы электромобилей заряжают их дома? URL: https://www.autostat.ru/infographics/59635/ (дата обращения: 07.04.2025). Текст: электронный.
  30. 30. ПАО “Россети Московский регион” подвело итоги работы зарядных станций для электромобилей за 2024 год – Всероссийский конкурс АЗС. URL: https://xn--80aoda2algca.xn--p1ai/pao-rosseti-moskovskij-region-podvelo-itogi-rabotyzaryadnyx-stancij-dlya-elektromobilej-za-2024-god/ (дата обращения: 25.02.2025). Текст: электронный.
  31. Baek K., Lee E., Kim J. A dataset for multi-faceted analysis of electric vehicle charging transactions // Scientific Data. 2024. Vol. 11. P. 262.
  32. Level-3-EV-charging-dataset. URL: https://github.com/DESL-EPFL/Level-3-EV-charging-dataset (date accessed: 21.03.2024). Text: electronic.
  33. Папков Б.В., Куликов А.Л. Особенности работы электрозарядных станций как элементов систем массового обслуживания. Учебное пособие. Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева, 2025. 102 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».