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Thèse Année : 2014

Vehicle to grid interactions: effects on the voltage and current unbalances and new V2G strategies

Intégration des Véhicules Electriques dans le réseau électrique résidentiel : impact sur le déséquilibre et stratégies V2G innovantes

Résumé

The study of Vehicle to Grid (V2G) interactions is the main contribution of this research work. To charge an electric vehicle (EV) battery, the overload in low voltage (LV) residential networks is expected to be between 2 kW and 10kW per vehicle. To avoid power quality deterioration due to an important number of EVs, a battery recharge management has a high priority for the charging infrastructure industry. Our work comprises of two main objectives: (1) to study the impact of a significant number of EVs in recharge mode on the voltage and current unbalances in a LV residential electric network scenario, and (2) to develop charging strategies to minimize those unbalances. First, we defined why it is important for the LV residential network to minimize the unbalances both in current and in voltage. Then, we studied the impact of different market penetration rates of the EV on the unbalances by estimating the sensitivity of the statistical parameters describing them. Finally we developed several charging/discharging strategies in order to minimize the current unbalance by using optimization algorithms in the continuous and discrete domains. Several constraints were formulated in order to preserve power limits and a sufficient state that would allow driving the EV after departure time.
Ces travaux de recherche constituent une contribution à l’étude des interactions entre le réseau électrique et le véhicule électrique (VE) en mode de recharge (Vehicle-to-Grid V2G). La recharge des VEs engendrant des surconsommations variant entre deux et plusieurs dizaines de kilowatts, occasionne des perturbations sur la qualité de l’énergie du réseau auquel ils sont connectés ; la gestion de l’énergie délivrée au VE est donc une priorité pour les différents acteurs industriels qui ont établi les infrastructures de recharge. Dans cette thèse nous proposons d’étudier l’impact des nombreux VEs en mode de recharge sur le déséquilibre en courant et en tension du réseau de distribution basse tension ainsi que sur les stratégies de recharge à mettre en oeuvre pour améliorer la qualité de l’énergie, et notamment minimiser les taux de déséquilibre. Nous commençons par définir le besoin de réduire le déséquilibre en courant et en tension dans le réseau résidentiel de basse tension. Ensuite, nous étudions l’impact du taux d’insertion des VEs sur ces déséquilibres en estimant la sensibilité des paramètres statistiques les décrivant. Enfin, nous proposons des stratégies de gestion de la recharge et de la décharge cherchant à minimiser les déséquilibres occasionnés tout en respectant les contraintes liées aux limites structurelles du système et celles liées au confort, c’est-à-dire un état de charge du VE suffisant avant le départ.
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Dates et versions

tel-01076835 , version 1 (23-10-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01076835 , version 1

Citer

Julian Alberto Fernandez Orjuela. Intégration des Véhicules Electriques dans le réseau électrique résidentiel : impact sur le déséquilibre et stratégies V2G innovantes. Energie électrique. Université de Grenoble, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01076835⟩

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