Drahtlose Ladestraßen, die mit Energiespeichersystemen ausgestattet sind, sind vielversprechende Lösungen für Elektrofahrzeuge aufgrund ihrer starken Vorteile in Bezug auf Zeitersparnis und geringere Belastung der bestehenden Strominfrastruktur, so ein Artikel von Cornell-Forschern, der diesen Monat in veröffentlicht wurde Angewandte Energie.
Die Elektrofahrzeugindustrie (EV) hat in den letzten zehn Jahren eine bemerkenswerte Expansion und technische Entwicklung erfahren. Es wird geschätzt, dass EVs bis 2030 48 %, 42 % bzw. 27 % des Absatzes von leichten Nutzfahrzeugen in China, Europa und den Vereinigten Staaten ausmachen werden, so die Co-Autoren H. Oliver Gao, Professor an Howard Simpson of Engineering, und Jie Shi, ein ehemaliger Postdoktorand für Cornell-Systeme.
Die Integration drahtloser Ladestraßen in den bestehenden Strommarkt und ein effizientes Management des entsprechenden Energiespeichersystems sind entscheidend für eine erfolgreiche Implementierung der drahtlosen Ladestraßensysteme.
„In dieser Arbeit entwickeln wir einen Rahmen für ein gekoppeltes Transport- und Energiesystem zur Integration eines drahtlosen Straßenladesystems in den Echtzeit-Strommarkt“, sagte Gao, der Direktor des Systems Engineering Program von Cornell. „Darüber hinaus schlagen wir eine auf Lyapunov-Optimierung basierende Regelstrategie vor, um das Energiespeichersystem kosteneffizient zu betreiben.“
Die Simulationsstudie zeigt, dass eine effiziente Steuerung des Energiespeichersystems nicht nur die Energiekosten des gesamten drahtlosen Ladestraßensystems senkt, sondern auch den Druck verringert, der durch die drahtlose Ladelast auf das bestehende Stromnetz entsteht. In zwei Zahlenbeispielen werden die Energiekosten um 2,61 % bzw. 15,34 % gesenkt.
„Wir haben eine auf Lyapunov-Optimierung basierende Steuerungsstrategie entwickelt, um den Energiefluss zwischen den drahtlosen Ladestraßen und dem Energiespeichersystem auf kosteneffiziente Weise zu steuern“, sagte Gao. „Das vorgeschlagene Framework besteht aus drei Hauptmodulen: der hybriden Verkehrszuweisung, dem erweiterten DCOPF und dem Controller.“
Gekoppeltes Transport-Energie-System mit fünf Knoten. Bild mit freundlicher Genehmigung von Angewandte Energie“Effizientes Energiemanagement von drahtlosen Ladestraßen mit Energiespeicherung für gekoppelte Transport-Strom-Systeme.“
Die hybride Verkehrszuweisung berechnet den Verkehrsfluss bei bestimmten Fahrten über ein Straßennetz, das aus drahtlosen Ladespuren und normalen Fahrspuren besteht. Der Extended Direct Current Optimal Power Flow (DCOPF) bestimmt die optimalen elektrischen Energieflüsse zwischen den Erzeugungsressourcen, Lastzentren und drahtlosen Ladestraßen im gegebenen Stromnetz. Der Steuerungsansatz versucht, die Energiekosten von drahtlosen Ladestraßen zu minimieren, indem die Ausgabe des Energiespeichersystems effizient gesteuert wird.
„Unsere Steuerstrategie ist recheneffizient und erfordert keine Vorhersagen der Systemzustände, was sie für praktische Anwendungen attraktiv macht“, sagte Jie.
Durch Patrick GillespieKommunikationsspezialist an der Hochschule für Technik.
Mit freundlicher Genehmigung von Cornell. Edu, Cornell-Chronik
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