Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Feasibility study of an EV management system to provide Vehicle-to-Building considering battery degradation
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The recent increase of electric cars adoption will inuence the electricity demand in the distributionnetworks which risks to be higher than the maximum power available in the grid, if not well planned. Forthis reason, it is on the DSOs and TSOs's interest to plan carefully coordinated charging of a bulk of EVsas well as assess the possibility of EVs acting as energy storages with the Vehicle-to-Grid (V2G) or Vehicleto-Building (V2B) capability. When parked and plugged into the electric grid, EVs will absorb energy andstore it, being also able to deliver electricity back to the grid/building (V2G/B system).This can be anoptimized process, performed by an aggregator, gathering multiple EVs that discharge the battery into thegrid at peak time and charge when there is low demand i.e. overnight and o-peak hours.Numerous studies have investigated the possibility of aggregating multiple EVs and optimizing theircharging and discharging schedules for peak load reduction or energy arbitrage with participation in theelectricity market. However, no study was found for optimizing a shared eet of EVs with daily reservationsfor dierent users trying to perform V2B. In this study an optimization modelling algorithm (mixed integerlinear problem - MILP) that manages the possible reservations of the shared eet of EVs, coordinates thecharging and discharging schedules, and provides V2B (Vehicle-to-Building), with the objective of minimizingenergy costs and accounting with battery ageing has been developed. A case study with real data for abuilding is carried out modelling dierent number of EVs for two dierent days in year 2017, one in Marchand other in June.Results show that the prots are higher for all cases when introducing V2B as compared to a no optimizationscenario: V2B with battery degradation (50 ore/kWh) has decreased daily variable electricity costsbetween 54 and 59% in March and 60 and 63% for June when compared without smart charging. Integrationof battery degradation cost in V2B applications is necessary and inuences signicantly the chargingand discharging strategies adopted by EV and nally the total daily costs: The total daily cost increaseby maximal 10% for the day in March and 13% for the day in June when comparing the scenario that hasstationary battery and uses only-charging model for EVs with the scenario applying V2B mode consideringa degradation cost of 80 ore/kWh.

Abstract [sv]

Ö kningen av antalet elbilar kommer att påverka lasten i elnätet som riskerar att bli högre än kapacitetom det inte är väl planerat. Därför är det i elnätsföretags intresse att samordna laddningen av de flesta elbilarna samt att utvärdera möjligheterna att använda elbilar som energilager gentemot elnätet (Vehicleto-Grid,V2G) eller byggnader (Vehicle-to-Building, V2B). Vid parkering och anslutning till elnätet kommer elbilar att ladda energi och lagra den, samtidigt de kan leverera el tillbaka till elnätet eller byggnaden (V2G/V2B). Detta kan vara en optimerad process som utförs av en aggregator genom att ladda flera elbilar i låglasttimmar och ladda ur dem under höglasttimmar.Många studier har undersökt möjligheten att aggregera flera elbilar och optimera laddningsoch urladdningsplaner för topplastreduktion eller energiarbitrage på elmarknaden. Ingen studie har dock hittats för att optimera en gemensam flotta av elbilar med dagliga reservationer för olika användare som försöker utföra V2B. Denna studie har utvecklat en optimeringsmodell (blandad heltalsprogrammering MILP) som hanterar möjliga reservationer av en flotta av elbilar, koordinerar laddning och urladdning planering, och utför V2B för att minimera energikostnader med hänsyn till batteriets åldrande. En fallstudie för en byggnad genomfördes modellering av olika antal elbilar för två dagar 2017, en i mars och andra i juni.Resultaten visar att vinsten är högre i samtliga fall då man introducerar V2B jämfört med scenario utan optimering: V2B med batteriladdningskostnad 50 öre/kWh minskade dagliga rörliga elkostnader mellan 54% och 59% i mars och mellan 60% och 63% i juni jämfört med utan smart laddning. Att inkludera batteriladdningskostnaden i V2B-applikationer är nödvändigt och har en signifikant inverkan på laddningsstrategierna och de totala kostnaderna: De totala dagliga kostnaderna ökar med upp till 10% i mars och upp till 13% i juni då man jämför scenariot att bara ladda elbilar och ha stationärt batteri med scenariot V2B med hänsyntill batteriladdningskostnad 80 öre/kWh.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 50
Series
TRITA-EECS-EX ; 2018:742
Keywords [en]
Energy exibility, Electric Vehicle (EV), Vehicle-to-grid (V2G), Vehicle-to-building (V2B), Local system operator, Residential distribution, Distributed energy resources, Energy storage
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-247624OAI: oai:DiVA.org:kth-247624DiVA, id: diva2:1298737
External cooperation
P2U
Educational program
Master of Science - Environomical Pathways for Sustainable Energy Systems
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-03-25 Created: 2019-03-25 Last updated: 2019-03-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3185 kB)17 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3185 kBChecksum SHA-512
303c8c67d52d3b5cd472946ebb82b48b75d78665ed4a7347755e30c0434ad5e0d5face393c723b65b07ef2608700fe86acb165e9246acfaf86e51d8700feaa36
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 17 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 51 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf