When the low voltage electric grid is dimensioned electric loads are predicted by analyzing the area by certain factors such as geographical data, customer type, heating method etc. So far, the charging of Plugin Electric Vehicles (PEVs) is not considered as one of these factors. Approximately 30% of the distribution grid in Sweden is projected to need reinforcements due to the increased loads from PEVs during winters if the charging isn’t controlled. In addition to this Stockholm face the problem of capacity shortage from the transmission grid, limiting the flow of electricity into the city. This research is therefore conducted to analyze the impact that the increase of PEVs will have on the distribution grid in the future. This thesis simulates the electric grid for three substations located in Hammarby Sjöstad by using power flow analysis and electric grid data from 2016. To approach this problem a method to disaggregate the total power consumption per substation into power consumption responding to each building was developed. In addition to this the number of PEVs in the future was projected. Nine different scenarios were used to compare different outcomes for the future, namely the years of 2025 and 2040. In order to simulate the worst possible case for the electric grid all the PEVs were assumed to be charged at the same time, directly when arriving home on the Sunday when the power demand peaks in 2016. The results indicate that PEVs can have a considerable impact on the components of the low voltage distribution network and controlled charging should be implemented. By examining the impact on the simulated electric grid from the different scenarios the limit of PEV penetration is found. In the area of Hammarby this limit seems to be around 30 % of the total cars if there is no controlled charging. Without any controlled charging the peak power demand increases by 30% with a 30% share of PEVs, which is projected to happen in 2025. In 2040 when share of PEVs is projected to be about 95% the peak power is instead increased by more than 100% which shows the impact that PEVs can exert on the electric grid. Utilizing a simple method of controlled charging where the PEVs are instead charged during the night when the power demand is low, the peak power is not increased at all. This also results in the small cost benefit for PEV owners since the electricity is cheaper during the night and controlled charging can therefore save about 15% of the electricity charging cost. However, the main savings are for the grid owners since the need to reinforce the grid is heavily reduced. In addition to this the power losses are reduced heavily from about 14% down to 5% in the electric grid that is simulated. / När dimensioneringen av distributionsnätet utförs analyseras området genom att räkna med elektriska laster som till exempel kan bero på geografiska data, typ av konsument, uppvärmningsmetod etcetera. Än så länge har laddningen av elbilar (PEVs) inte varit en av dessa faktorer trots den förväntade tillväxten av elbilar. Ungefär 30% av Sveriges distributionsnät förväntas behöva förstärkningar på grund av den ökade elkonsumtionen från elbilar under vintrarna om laddningen inte kontrolleras. Utöver detta står Stockholm inför problemet med effektbrist från elöverföringsnätet. Denna uppsats genomförs således för att analysera påverkan från elbilar på fördelningsnätet i framtiden. Denna masteruppsats simulerar det elektriska nätet för tre nätstationer i Hammarby Sjöstad genom en analys av effektflödet. En metod för att disaggregera elkonsumtionen per nätstation ned till elkonsumtionen per byggnad utvecklades och antalet elbilar i framtiden uppskattades. För att utvärdera elbilars påverkan skapades nio olika scenarion för framtiden genom att undersöka hur det kommer att se ut år 2025 och år 2040. Genom att anta att laddningen av alla elbilar i området sker samtidigt, samma tid som den maximala förbrukningen av el sker under en söndag 2016, analyseras det värsta möjliga scenario för det elektriska nätet. Resultaten visar att elbilar kan ha enorm påverkan på de maximala lasterna för ett lågspänningsnät och därför kommer kontroll av laddningen behövas. Genom att undersöka elnätets påverkan i de olika scenariona uppskattades gränsen för hur många elbilar det modellerade elnätet klarar av. I Hammarby Sjöstad ligger denna gräns på ungefär 30% elbilar. Utan kontrollerad laddning ökar maxlasten med 30% år 2025 då antalet elbilar förväntas vara 30% av alla bilar i Hammarby Sjöstad. År 2040 då antalet elbilar uppnår ungefär 95 % av alla bilar ökar maxlasterna med mer än 100% vilket visar den enorma påverkan elbilar kan ha på elnätet. Genom att använda en simpel modell av kontrollerad laddning som består av att flytta laddningen från eftermiddagen till natten, då förbrukningen av elektricitet är låg, ökar inte maxlasten för dygnet alls jämfört med scenariot utan elbilar. Detta resulterar också i besparingen av elektricitetskostnad för elbilsägaren med cirka 15% eftersom elektriciteten ofta är billigare under natten jämfört med kvällens elpriser. Detta är dock små summor jämfört med besparingar elnätsägarna kan göra då elnätet inte behöver förstärkas lika mycket som skulle behövas utan kontroll av laddningen. Utöver detta så sänks även förlusterna av elektricitet i det simulerade nätet från 14% ned till 5% genom att utnyttja denna modell av kontrollerad laddning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-272003 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Karlsson, Robert |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:5 |
Page generated in 0.0032 seconds