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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Holistic allocation of fast charging electric vehicle stations : Alocação holística de estações de recarga rápida para veículos elétricos
Title Alternative: Alocação holística de estações de recarga rápida para veículos elétricos
Author: Andrade, José Carlos Garcia, 1991-
Advisor: Freitas Filho, Walmir de, 1971-
Abstract: Resumo: A frota de veículos elétricos (VEs) tem crescido ao longo dos anos e uma maior adoção é esperada nas próximas décadas. Um aspecto chave para auxiliar na inserção dos VEs é a adequada disponibilidade (número, locais e tamanhos) das estações de recarga rápida (ERRs) que auxiliam em viagens, tanto entre cidades quanto dentro das cidades. Dado que estes estudos requerem a modelagem de grandes regiões considerando incertezas, aumentando consideravelmente a dimensão e complexidade do problema, uma metodologia capaz de fornecer uma solução de custo-benefício pode ser preferível, do ponto de vista prático, em comparação com um método de otimização clássico. Este projeto propõe o desenvolvimento de uma metodologia holística escalonável que integra simulações de fluxo de veículos e simulações multifásicas de redes elétricas em alta resolução (minutos) com propósito de encontrar o número, os locais e tamanhos de ERRs que propiciam o menor custo para a sociedade considerando incertezas nos padrões de fluxo de veículos. Primeiro, nesta metodologia são determinados os potenciais locais de instalação de ERRs com base na análise de tráfego, e na sequência, são explorados estes locais com propósito de quantificar custos diretos (equipamentos e terreno) e indiretos (perda de produtividade e reforços de rede) para encontrar a solução de menor custo. A metodologia é testada em um estudo de caso real brasileiro compreendendo 6 cidades e 26 subestações elétricas. A flexibilidade da metodologia é também investigada adaptando o modelo original para considerar a perspectiva de um investidor privado, pois a instalação de ERRs é definida com um investimento de longo prazo que necessita ser planejado considerando o máximo de aspectos possíveis. Por fim, a metodologia proposta também é utilizada para avaliar o potencial de tecnologias disruptivas, como geradores fotovoltaicos e baterias, com propósito de reduzir os impactos de ERRs nas redes elétricas

Abstract: Electric vehicle (EV) fleet has constantly increased over the last years and higher adoption is expected in the coming decades. A key aspect to support and boost the EV uptake is the adequate availability (number, locations, and sizes) of fast charging stations (FCSs) to enable inter and intra-city travels. As these studies require the modelling of large geographical regions and several uncertainties, increasing considerably the dimension and complexity of the problem, a methodology able to provide the least-cost solution might be more relevant from a practical application perspective than a classical optimization-based approach. In this Ph.D. thesis is, therefore, proposed a scalable and holistic methodology that integrates high-resolution data of traffic flow and simulations of multi-phase electrical distribution systems to be applied to metropolitan areas to find number, locations, and sizes of FCSs considering the least societal cost and uncertainties in driving patterns. First, potential FCSs locations are determined based on traffic flow and then progressively explored to quantify capital (equipment and land) and indirect costs (loss of productivity related to the traffic flow, and necessity of reinforcements related to the electrical system) to obtain the least-cost solution. The applicability of the proposed method is evaluated by using a Brazilian real case study comprising a metropolitan region with 6 cities and 26 primary substations. The flexibility of the proposed approach is also investigated by adapting the original model considering the perspective of third-part investors, as FCSs is determined as a long-term investment that must be well-planned considering as many aspects as possible. Finally, the proposed concept is also applied to analyse the potential of grid-edge technologies, such as photovoltaic generators and energy storage systems, to reduce the impacts of FCSs in the electric system and reduce the long-term costs
Subject: Sistemas de energia elétrica - Distribuição
Veículos elétricos
Análise estocástica
Transporte rodoviário
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: ANDRADE, José Carlos Garcia. Holistic allocation of fast charging electric vehicle stations: Alocação holística de estações de recarga rápida para veículos elétricos . 2020. 1 recurso online ( 112 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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