فصل اول : کلیات تحقیق

1-1-مقدمه. 2

1-2-بیان مسأله. 2

1-3-جنبه نوآوری تحقیق.. 3

1-4- انگیزه و اهداف… 3

فصل دوم : پیشینه تحقیق

2-1-تکنولوژی EV و خودروهای (V2H) 6

2-2-معرفی خودروهای برقی.. 6

2-2-1-خودروهای الکتریکی (EV) 7

2-2-2-خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV) 7

2-2-3-خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه (PHEV) 9

2-2-4-مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هایبرید. 10

2-5- تاریخچه خودروهای برقی.. 10

2-6- انواع مختلف خودروها 13

2-6-1- خودروهای با موتور احتراق داخلی.. 13

2-6-2- خودروهای هیبرید الکتریکی (HEV) 14

2-6-2-1- ساختارهای مختلف HEV.. 15

2-6-3- خودروهای هیبرید الکتریکی قابل اتصال شبکه. 17

2-7- اهمیت PHEV.. 17

2-8- مقایسه بین HEV و PHEV.. 18

2-9- حالت‌های عملکرد PHEV.. 20

2-9-1- حالت شارژ خالی‌کننده 20

2-9-2- حالت مخلوط.. 20

2-9-3- حالت شارژ نگه دارنده 20

2-9-4- حالت ترکیبی.. 21

2-10- تولیدات پراکنده 21

2-10-1- مزایای استفاده از تولیدات پراکنده 22

2-10-2- معایب استفاده از تولیدات پراکنده 23

2-10-3- معرفی انواع تولید پراکنده 23

2-10-3-1- ماشین حرارتی داخلی (ICE) 24

2-10-3-2- توربین احتراقی (GT)  یا گازی.. 24

2-10-3-3- میکروتوربین.. 24

2-10-3-4- پیل سوختی.. 25

2-10-3-5- توربین بادی.. 26

2-10-3-6- فتوولتائیک… 27

2-10-3-7- انرژی گرمایی خورشیدی.. 28

2-10-3-8- زمین گرمایی.. 28

فصل سوم : روش پیشنهادی

3-1-الگوریتم چرخه آب… 30

3-2-فرمولبندی ریاضی الگوریتم(WCA) 35

3-3-کاهش هزینه با استفاده از الگوریتم(WCA) 37

فصل چهارم: نتایج شبیه سازی

4-1- مقدمه. 38

4-2-پارامترهای شبیه سازی.. 39

4-3- معیارهای عملکرد. 40

4-3-1-توان یا انرژی مصرفی متوسط.. 40

4-3-2-تلفات توان. 40

4-3-3- هزینه انرژی.. 40

4-4- نتایج شبیه‌سازی.. 40

4-4-1- نتایج توان مصرفی متوسط.. 41

4-4-1-1- سناریو 10 دقیقه‌ای.. 41

4-4-1-2- سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 43

4-4-2- کاهش هزینه. 45

4-4-2-1- سناریو 10 دقیقه‌ای.. 45

4-4-2-2- سناریو 30 دقیقه‌ای.. 47

4-4-3- نتایج تلفات توان. 48

4-4-3-1- تلفات توان و راندمان انرژی در سناریوی 10 دقیقه‌ای.. 48

4-4-3-2-کاهش تلفات و راندمان انرژی در سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 49

4-4-4- اعتبارسنجی نتایج شبیه‎‌سازی.. 51

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و کارهای آتی

5-1- نتیجه گیری.. 55

5-2-تحقیقات آینده 56

منابع. 58

 

 

فهرست اشکال

شکل 2-1: روند پیشرفت در صنعت خودروسازی.. 13

شکل 2-2: تلفات انرژی در یک ICE [4] 14

شکل 2-3: ساختار سیستم هیبرید سری.. 15

شکل 2-6: انتشار گازهای گلخانه‌ای.. 18

شکل 2-7: درصد انرژی خودرو که از طریق باتری تأمین می‌شود و نوع خودرو. 18

شکل 2-8: ساختار توربین کوچک… 25

شکل 2-9: ساختار پیل سوختی.. 26

شکل 2-10: ساختار توربین بادی.. 27

شکل 2-11: ساختار شبکه خورشیدی.. 28

شکل 2-12: انرژی گرمایی خورشیدی.. 28

شکل 2-13: نمونه‌ای یک نیروگاه زمین گرمایی.. 29

شکل 3-1: شماتیکی از جاری شدن جویبار به رودخانه خاص[13] 33

شکل 3-2: حالت شماتیک از کل فرایند بهینه سازی WCA [13] 35

شکل 3-3: حالت شماتیک از تغیر مکان رودخانه و جویبار که در ان ستاره نمایشگر رودخانه و دایره سیاه محل بهترین جویبار در میان تمام جویبارهاست. 35

شکل 4-1: توان مصرفی و بازده کل در الگوریتم‌های WCA، وانگ و برتولد، 50=P% و 7/3= ch_rate 41

شکل 4-2: توان متوسط بازگشتی در الگوریتم‌های WCA، وانگ و برتولد، 50=P% و 7/3= ch_rate 42

شکل 4-3: توان مصرفی متوسط با نسبت‌های نفوذ مختلف؛ 7/3= ch_rate 42

شکل 4-4: توان بازگشتی متوسط با نسبت‌های نفوذ مختلف؛ 7/3= chrate. 43

شکل 4-5: کل توان مصرفی و بازگشتی بازای 50=P% و 7/3= chrate. 43

شکل 4-6: توان بازگشتی متوسط بازای 50=P% و 7/3= chrate. 44

شکل 7-4: توان مصرفی متوسط بازای نرخ‌های مختلف شارژ و 50=P%. 44

شکل 4-8: هزینه‌های انرژی مصرفی و بازگشتی.. 45

شکل 4-9: هزینه متوسط انرژی برگشتی.. 46

شکل 4-10: هزینه توان مصرفی بازای نسبت‌های نفوذ EV و 7/3= chrate. 46

شکل 4-11: هزینه انرژی مصرفی برای نرخ‌های مختلف شارژ، 50= P%. 47

شکل 4-12: هزینه متوسط توان مصرفی بازای نسبت‌های نفوذ EV و 7/3= chrate. 47

شکل 4-13: هزینه متوسط انرژی مصرفی برای نرخ‌های مختلف شارژ، 50=P%. 48

شکل 4-14: تأثیر راندمان‎های متفاوت در سناریوی 10 دقیقه‌ای.. 49

شکل 4-15: تلفات توان با راندمان 90% در سناریوی 10 دقیقه‌ای.. 49

شکل 4-16: تلفات توان برای راندمان‌های مختلف در سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 50

شکل 4-17: تأثیر راندمان‌های مختلف در سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 50

شکل 4-18: تلفات توان با راندمان‌های 80% در سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 51

شکل 4-19: تلفات توان با راندمان‌های 90% در سناریوی 30 دقیقه‌ای.. 51

شکل 4-20: فاصله اطمینان برای توان مصرفی.. 53

شکل 4-21: فاصله اطمینان برای تلفات توان. 53

شکل 4-22: فاصله اطمینان برای هزینه‌‎ها 54

 

 

فهرست جداول

جدول 4-1: پارامترهای شبیه سازی.. 39

جدول4-2: پارامترهای وضعیت سفر EV.. 40

جدول 4-3: توان مصرفی در تکرارهای مختلف… 52

جدول 4-4: پارامترهای فاصله اطمینان برای توان مصرفی.. 52

ندارد

[1] O. Erdinc, N. G. Paterakis, T. D. P. Mendes, A. G. Bakirtzis and J. P. S. Catalao, “Smart Household Operation Considering Bi-Directional EV and ESS Utilization by Real-Time Pricing-Based DR”, IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 6, no. 3, pp. 1281–1291, May 2015.

[2] B. Zhu, X. She, Y. Huang and C. Tan, “A novel research on green electric vehicle battery replacement station”, in the Proceedings of the International Conference on Power SystemTechnology (POWERCON), pp. 3129–3134, October 2014.

[3] H. N. T. Nguyen, C. Zhang and M. A. Mahmud, “Optimal Coordination of G2V and V2G to Support Power Grids With High Penetration of Renewable Energy”, IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 1, no. 2, pp. 188–195, August 2015.

[4] H. Turker, A. Hably and S. Bacha, “Housing peak shaving algorithm (HPSA) with plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs): Vehicle-to-Home (V2H) and Vehicleto-Grid (V2G) concepts”, in the Proceedings of the Fourth International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), pp. 753–759, May 2013.

[5] M. Yilmaz and P. T. Krein, “Review of Battery Charger Topologies, Charging Power Levels and Infrastructure for Plug-In Electric and Hybrid Vehicles”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 5, pp. 2151–2169, May 2013.

[6] S. Bahrami, M. Parniani and A. Vafaeimehr, “A modified approach for residential load scheduling using smart meters”, in the Proceedings of the 3rd IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Europe), pp. 1– 8, October 2012.

[7] Z. Chen, L. Wu and Y. Fu, “Real-Time Price-Based Demand Response Management for Residential Appliances via Stochastic Optimization and Robust Optimization”, IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 3, no. 4, pp. 1822–1831, December 2012.

[8] S. Han and S. Han, “Economics of V2G frequency regulation in consideration of the battery wear”, in the Proceedings of the 3rd IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Europe), pp. 1–8, October 2012.

[9] Y. He, B. Venkatesh and L. Guan, “Optimal Scheduling for Charging and Discharging of Electric Vehicles”, IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 3, no. 3, pp. 1095–1105, August 2012.

 [10] B.G. Kim, S. Ren, M. van der Schaar and J.W. Lee, “Bidirectional Energy Trading and Residential Load Scheduling with Electric Vehicles in the Smart Grid”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 31, no. 7, pp. 1219–1234, July 2013.

[11] Y. Lan, J. Wu and Z. Tang, “Generation of domestic load profiles using appliances’ activating moments”, in the Proceedings of the IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference (ISGT), pp. 1–5, February 2014.

[12] R. Li, Z. Wang, S. L. Blond and F. Li, “Development of time-of-use price by clustering techniques”, in the Proceedings of the IEEE PES General Meeting Conference Exposition, pp. 1–5, July 2014.

[13] C. Liu, K. T. Chau, D. Wu and S. Gao, “Opportunities and Challenges of Vehicleto-Home, Vehicle-to-Vehicle, and Vehicle-to-Grid Technologies”, in the Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 11, pp. 2409–2427, November 2013.

[14] Z. Wang and G. Zheng, “Residential Appliances Identification and Monitoring by a Nonintrusive Method”, IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 80– 92, March 2012.

[15] K. Clement-Nyns, E. Haesen and J. Driesen, “The Impact of Charging Plug-In Hybrid Electric Vehicles on a Residential Distribution Grid”, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 25, no. 1, pp. 371–380, February 2010.

[16] K. J. Dyke, N. Schofield and M. Barnes, “The Impact of Transport Electrification on Electrical Networks”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 12, pp. 3917–3926, December 2010.

[17] X. Gong, T. Lin and B. Su, “Survey on the impact of Electric Vehicles on power distribution grid”, in the Proceedings of the IEEE Power Engineering and Automation Conference (PEAM), vol. 2, pp. 553–557, September 2011.

[18] S. Huang and D. Infield, “The impact of domestic Plug-in Hybrid Electric Vehicles on power distribution system loads”, in the Proceedings of International Conference on Power System Technology (POWERCON), pp. 1–7, October 2010.

[19] P. Kadurek, C. Ioakimidis and P. Ferrao, “Electric Vehicles and their impact to the electric grid in isolated systems”, in the Proceedings of the International Conference on Power Engineering (POWERENG ’09), pp. 49–54, March 2009.

[20] P. Stroehle, S. Becher, S. Lamparter, A. Schuller and C. Weinhardt, “The impact of charging strategies for electric vehicles on power distribution networks”, in the Proceedings of the 8th International Conference on the European Energy Market (EEM), pp. 51–56, May 2011.

[21] H. Wang, Q. Song, L. Zhang, F. Wen and J. Huang, “Load characteristics of electric vehicles in charging and discharging states and impacts on distribution systems”, in the Proceedings of International Conference on Sustainable Power Generation and Supply

(SUPERGEN 2012), pp. 1–7, September 2012.

[22] J. Xiong, “Impact Assessment of Electric Vehicle Charging on Power Distribution Systems,” Master Thesis, Carleton University, April 2013.

 [23] K. J. Yunus, M. Reza, H. L. Parra and K. Srivastava, “Impacts of Stochastic Residential Plug-In Electric Vehicle Charging on Distribution Grid”, in the proceedings of the 2012 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), pp. 1–8, January 2012.

[24] S. Letendre and W. Kempton, The V2G Concept: A New For Model Power? Public Utilities Fortnightly, pp. 16–26, 2002.

[25] Y. Wang, S. Huang and D. Infield, “Investigation of the potential for electric vehicles to support the domestic peak load”, in the Proceedings of the IEEE International Electric Vehicle Conference (IEVC), pp. 1–8, December 2014.