title: Μοντελοποίηση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας της Κρήτης με μεγάλη διείσδυση ΑΠΕ και ηλεκτρικών οχημάτων
title: Modeling of the electric power system of Crete under large penetration of RES and electric vehicles
Creators: name: Καρανδινου Αικατερινη-Αγαπη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Η ραγδαία εξάπλωση των οχημάτων  με κινητήρες εσωτερικής καύσεως έχει οδηγήσει σε δύο πολύ σημαντικά προβλήματα που χρήζουν άμεση αντιμετώπιση. Το πρώτο αφορά την πρόβλεψη για εξάντληση των ορυκτών πόρων (πετρελαϊκές κρίσεις) και την προσπάθεια απεξάρτησης από αυτούς. Ενώ το δεύτερο σχετίζεται με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και τις άμεσες συνέπειες στην ανθρώπινη υγεία.  Κυρίως στα μεγάλα αστικά κέντρα παρατηρούνται πολύ υψηλές συγκεντρώσεις αέριων ρύπων οι οποίοι σε ανθρώπινο επίπεδο προκαλούν αναπνευστικά προβλήματα και σε παγκόσμιο επίπεδο συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και την κλιματική αλλαγή.
Η συνειδητοποίηση της κλιματικής αλλαγής, η περιβαλλοντική ευαισθησία και η εξάντληση των ενεργειακών πόρων οδηγούν στην ανεύρεση εναλλακτικών μορφών ενέργειας κυρίως ανανεώσιμους. Σχετικά με το πρόβλημα των συμβατικών μέσων μεταφοράς και την εκπομπή αέριων ρύπων από αυτά, επιδιώκεται η αντικατάσταση τους με την εναλλακτική λύση των ηλεκτρικών οχημάτων. Το ηλεκτρικό όχημα είναι πιο φιλικό στο περιβάλλον και εξασφαλίζει μηδενική εκπομπή ρύπων κατά τη λειτουργία του οχήματος βελτιώνοντας την ποιότητα του αέρα στις αστικές περιοχές και αποδεσμεύει τους χρήστες από τη χρήση υγρών καυσίμων.
Σε αυτήν την εργασία σκοπός είναι η μοντελοποίηση του μη διασυνδεδεμένου ηλεκτρικού συστήματος της Κρήτης με συνεισφορά φωτοβολταϊκών και αιολικών πάρκων όπως είναι στην παρούσα φάση, καθώς και η εξέταση της επίδρασης διαφορετικών σεναρίων διείσδυσης ηλεκτρικών οχημάτων στο σύστημα. Ακόμη, ο στόχος σχετικά με τη διαχείριση της ζήτησης του φορτίου είναι η διαμόρφωση του προφίλ κατανάλωσης του συνολικού φορτίου μαζί με τα ηλεκτρικά οχήματα. Τα σενάρια διείσδυσης ηλεκτρικών οχημάτων είναι τρία και διακρίνονται στο πιο πιθανό, στο πιο αισιόδοξο και το πιο επιθετικό ως προς τον αριθμό των οχημάτων . Σε αυτό θα επιδιώξουμε να εφαρμόσουμε δύο στρατηγικές φόρτισης των οχημάτων:
	Μη ελεγχόμενη Φόρτιση.
dumb charging. Συμβαίνει κατά την επιστροφή των οχημάτων μετά την τελευταία τους μετακίνηση και η ισχύς που τραβούν από το δίκτυο είναι σταθερή.
	Ελεγχόμενη Φόρτιση. 
Πραγματοποιεί βελτιστοποίηση της λειτουργίας του δικτύου με διαδικασία valley filling  (πραγματοποιείται τις ώρες ελάχιστης ζήτησης φορτίου) και με διαδικασία peak shaving- κούρεμα κορυφής (εφαρμόζεται τις ώρες μέγιστης ζήτησης φορτίου). Συγκεκριμένα, η μείωση της ζήτησης σε περιόδους αιχμής (peak shaving) και η αύξηση της ζήτησης σε περιόδους εκτός αιχμής (valley filling).
Ο αλγόριθμος των παραπάνω σεναρίων υλοποιήθηκε σε περιβάλλον Matlab και για την επίλυση του προβλήματος ροής ισχύος χρησιμοποιήθηκε το πακέτο Matpower. Τα μεγέθη που εξετάζονται και δίνονται σε διαγράμματα είναι:
	Φορτία Κατανάλωσης ηλεκτρικών οχημάτων
	Ολικά Φορτία κατανάλωσης (καθαρά , πραγματικά)
	Τάσεις ζυγών 
	Απώλειες ισχύος (Ενεργές και Άεργες)
	Κόστος Παραγωγής (Συνολικό και Φόρτισης οχημάτων)

description: The main purpose of this paper is to model the existing non-interconnected electric power system of Crete with the existing integrated photovoltaic and wind power plants, as well as to examine the effect of different scenarios of penetration of plug-in electric vehicles. Furthermore, another goal is to achieve load power demand management by appropriately shaping electric vehicles load profile with smart charging techniques. Three different scenarios for the penetration of plug-in electric vehicles are examined and they are distinguished in the most probable, most optimistic and the most aggressive in terms of the considered electric vehicle population. 
In this work we try to implement two plug-in electric vehicle charging strategies:

     “Dumb” Charging. It is considered the simplest form of charging and the plug-in electric vehicle absorbs a constant amount of power throughout the charging period. 
     “Smart” Charging. Controlled charging is applied with main objective to balance the load curves and limit fluctuations. In particular, the methods that have been applied are that of valley filling (increase of plug-in electric vehicle load during low demand periods) and peak shaving (reduction of plug-in electric vehicle load during high demand periods).

The proposed algorithm has been developed in Matlab software while Matpower was used to solve the optimal Power Flow problem. The main simulation results obtained by the detailed simulation of Crete electric power system concern:
• Plug-in Electric Vehicles Loads 
• Total and net electric power load of Crete 
• Bus Voltages
• Power Losses 
• Fuel Cost of electric power generation units
• Plug-in Electric Vehicle charging cost