Optimal Real-Time PEVs Charging Scheduling for Enhancing ...web.eng.ubu.ac.th/~seminar/research/Journal/8_1/บทที่ 8.pdf · 77 เอกสารอ้งอาิง [1]

77บทความวจย วารสารวชาการ วศวกรรมศาสตร ม.อบ. ปท 8 ฉบบท 1 มกราคม - มถนายน 2558

เอกสารอางอง [1] สบณฑต นมรตน รตตชล ศรโรจนมหาวงษ และ

วรพงศ วฒพนธชย. 2553. การพฒนาวธการบ าบดสอะมโดแบลคดวยการดดซบ/ตะกอนเรง. วารสารวทยาศาสตรบรพา. 15(1): 88-97.

[2] APHA, AWWA, and WEF. 1995. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19th edition. American Public Health Association, Washington, D.C.

[3] ส านกอนรกษและตรวจสอบมาตรฐานหมอนไหม , 2557. คมอปฏบตงานการตรวจประเมนผลตภณฑผาไหม 2554.

[4] McGuire, R.G. 1992. Report of Objective Color Measurements. HortScience, 27(12): 1254-1255.

[5] กระทรวงวทยาศาสตร เทคโนโลยและสงแวดลอม ฉบบท 3 (พ.ศ. 2539). เรองก าหนดมาตรฐานควบคมการระบายน าทงจากแหลงก าเนดประเภทโรงงานอตสาหกรรม และนคมอตสาหกรรม ลงวนท 3 มกราคม 2539 ตพมพในราชกจจานเบกษา เลมท 113 ตอนท 13 ลงวนท 13 กมภาพนธ 2539.

[6] Vijayaraghavan, K.; Yun, Y.S. 2008. Bacterial biosorbents and biosorption. Biotechnology Advance, 26, 266-291.

[7] ศรนยา เกษมบญญากร (เผอกผอง). 2555. สธรรมชาต: ความเคลอนไหวของสงทอเชงอนรกษ. วารสารคหเศรษฐศาสตร. 55 (1): 63-65.

การจดการชารจรถยนตไฟฟาตามเวลาจรงโดยการรกษาระดบความตองการใช ก าลงไฟฟาสงสดในระบบไฟฟาก าลงเพอเพมประสทธภาพระบบจดการพลงงาน

Optimal Real-Time PEVs Charging Scheduling for Enhancing Energy Management by Maintaining Power System Peak Demand

ธรดา สามศร* เอกชย ไพศาลกตตสกล

ภาควชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร เขตจตจกร กรงเทพฯ 10900

Tirada Samsri* Ekachai Phaisangittisagul

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Kasetsart University, Chatuchak, Bangkok 10900

E-mail: [email protected]

บทคดยอ รถยนตไฟฟา (Plug-in Electric Vehicles, PEVs) ไดรบการคาดการณวาจะมปรมาณการใชงานเพมขนอยางมากในอนาคต จ านวนรถยนตไฟฟาทเพมขนเปรยบไดกบการเพมโหลดในระบบไฟฟา วธจดการชารจทเหมาะสมจะชวยลดปญหาทเกดขนกบระบบไฟฟาได งานวจยน ไดน าเสนอวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถตอบสนองตามความตองการของผใชไฟ โดยทยงคงสามารถรกษาประสทธภาพของระบบการจายไฟไดอกดวย ทงยงชวยปรบปรงรปแบบการใชพลงงานไดอยางมประสทธภาพ ในงานวจยไดมการพจารณาถงขนาดแบตเตอรของรถยนตไฟฟาทหลากหลาย (16 และ 24 กโลวตต-ชวโมง) รวมทงใชฐานขอมลการส ารวจการเดนทางภาคครวเรอนทงประเทศ กระทรวงคมนาคม สหรฐอเมรกา เพอใชในการจ าลองพฤตกรรมการใชงานรถยนตไฟฟา โดยฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอจะใชเพอการจดการตารางการเขาชารจแบบตามเวลาจรง (real-time Scheduling) โดยอาศยการแกปญหาเพอไดค าตอบดทสดโดยวธไบนาร ซงผลการศกษาแสดงใหเหนถงความสามารถของวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถปรบปรงรปแบบการใชพลงงานของระบบใหมประสทธภาพมากยงขน อกทงยงสามารถรบประกนระดบพลงงานสะสมคงเหลอของรถยนตไฟฟาไดอยางมประสทธภาพ

ค าหลก รถยนตไฟฟา วธจดการชารจทเหมาะสม การแกปญหาเพอไดค าตอบดทสดโดยวธไบนาร ความตองการใชก าลงไฟฟาสงสด ระดบพลงงานสะสมคงเหลอ Abstract Plug-in Electric Vehicles (PEVs) are predicted to increase dramatically in the future. However, the more penetration of PEVs, the more increased load in the electrical system. Appropriate coordinated charging scheduling of PEVs is expected to reduce the problems of the system which result from PEVs penetration. This research presents a methodology to control charging PEVs that meet the customer’s requirements and also maintain the quality of distribution system. This research has considered various battery sizes (16 and 24 kWh), and employed transportation’s behavior from National Household Travel Survey (NHTS) database. The proposed objective function is applied to Real-Time Scheduling of PEVs that solved by Binary Programming. Experimental results demonstrate that the proposed method can effectively improve the charging scheduling system of PEVs and can guarantee average plug-out State-of-Charge (SOC)

78 บทความวจย วารสารวชาการ วศวกรรมศาสตร ม.อบ. ปท 8 ฉบบท 1 มกราคม - มถนายน 2558

efficiently. Keywords: Plug-in Electric Vehicles (PEVs), optimal real-Time charging scheduling, binary programming, peak demand, State-of-Charge (SOC) 1. บทน า รถยนตไฟฟาถอเปนหนงในอปกรณไฟฟาอจฉรยะทคาดวาจะเขามาเชอมตอกบระบบไฟฟาในอนาคต และดวยขอไดเปรยบดานประสทธภาพการใชพลงงานทดกวารถเครองยนตสนดาปภายในถง 3 เทา [1] ทงยงชวยลดการปลอยมลพษทางอากาศในภาคขนสงได จงท าใหรถยนตไฟฟาถกคาดการณวาจะมการใชงานเพมขนอยางมากในอนาคต แตในมมมองของผใหบรการพลงงานไฟฟา (utility) การเพมขนของรถยนตไฟฟา หมายถงปรมาณของกลมโหลดจ านวนมากทเพมขนอยางมนยส าคญ และหากไมมการจดการควบคมทเหมาะสม จะท าใหระบบเกดปญหาแรงดนตก การใชหมอแปลงไฟฟาเกนพกดก าลง การจายโหลดเกนของสายไฟแรงต าโดยเฉพาะชวง เวลาทมการใชโหลดสงสด ปญหาก าลงไฟฟาสญเสยทเพมขน และแรงดนไฟฟาไมสมดล [2] โดยเฉพาะอยางยงหากโหลดรถยนตไฟฟาจ านวนมากเพมเขามาในชวงเวลาเดยวกนกบทระบบมความตองการก าลงไฟฟาสงสด (peak demand) กจะยงท าใหปญหาทกลาวมาขางตนทวความรนแรงมากยงขน และหากก าลงการผลตไฟฟาในระบบมไมเพยงพอกอาจสงผลใหเกดเหตการณไฟฟาดบเปนบรเวณกวางไดในทสด ปจจบนมการน าเสนอวธจดการการชารจรถยนตไฟฟาทนาสนใจหลากหลายวธ เชน การหาคาทเหมาะสมทสดของตวแปรเชงเสน (linear optimization problem) เพอใหพลงงานทซอกบพลงงานทใชในการชารจรถยนตมความแตกตางกนนอยทสด [3] แตวธนไมพจารณาการควบคมก าลงไฟฟาสงสดของระบบ โดยมจดประสงคเพอใหรถยนตไฟฟาสามารถเขาชารจไดจ านวนมากทสด ใชเกณฑขอจ ากดดานการจายไฟของวงจร [4] และรกษาระดบแรงดนไฟฟาทจดเชอมตอใหอยในเกณฑทก าหนด [5] ซงทงสองจดประสงคดงกลาวไมมการพจารณาพฤตกรรมการเดนทาง และระดบพลงงานสะสมคงเหลอ (State-of-Charge, %SOC) ตามจรงในแตละวน และอกงานวจยไดน าเสนอวธจดการชารจรถยนตไฟฟาเพอลด

การเปลยนแปลงของความตองการไฟฟาในแตละชวโมงใหนอยทสด โดยใชวธคนหาเชงพนธกรรม (Genetic Algorithm, GA) [6] แตวธนไมค านงถงความแตกตางของรปแบบการใชไฟในวนท างานและวนหยด เพอใหระบบจดการชารจมประสทธภาพเพยงพอทจะตอบสนองตอความตองการของทงผใชไฟและผใหบรการพลงงานไฟฟา จ าเปนตองพจารณาถงตวแปรอนรวมดวย งานวจยน ไดน าเสนอการจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถจ ากดก าลงไฟฟาสงสดของระบบไดตามตองการ ในงานวจยนมการก าหนดเงอนไขวาโหลดประเภทรถยนตไฟฟามการตดตงระบบตดตอ สอสารททนสมย ดงนนผใหบรการพลงงานไฟฟาจงสามารถควบคมการใชพลงงานของรถยนตไฟฟาได [7] อกทงฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอมการพจารณาเวลาทรถยนตไฟฟารอคอยเพอเขาชารจ และเวลาสนสดในการชารจ (deadline) รวมกบใชระบบจดการการชารจตามเวลาจรง (real-time scheduling) [8] โดยแบงรถยนตไฟฟาเปน 2 กลม คอกลมท SOC นอยกวาและกลมทม SOC มากกวาคาทก าหนด โดยกลมแรกจะถกเพมคาถวงน าหนก (weight) ใหไดเขาชารจกอน ซงเปนผลใหวธการทน าเสนอสามารถรบประกนความเพยงพอของ %SOC กอนการเดนทางครงตอไปได เพอใหเหนพฤตกรรมการใชงานรถยนตไฟฟาในอนาคต ระบบจ าลองทใชในงานวจยน ไดใชฐานขอมลทมรปแบบการกลบบาน (arrival time) และ %SOC ทเหลอในแตละวน อางองจากขอมลการส ารวจการเดนทางภาคครวเรอนทงประเทศ สหรฐอเมรกา (National Household Travel Survey, NHTS) [9] นอกจากนยงใชขอมลความตองการก าลงไฟฟาและขอมลของระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) รวมดวย ดงนน แบบจ าลองทไดจงสะทอนใหเหนถงความแตกตางระหวางผลกระทบทเกดขนกบระบบจ าหนายของ กฟภ . กรณทมและไมมการจดการการชารจไดอยางมนยส าคญ ดงนน งานวจยนจงมวตถประสงคเพอน าเสนอวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถตอบสนองตอความตองการของทงผใชไฟและผใหบรการพลงงานไฟฟาไดอยางมประสทธภาพ ในสวนท 2 จะกลาวถงแบบจ าลองรถยนตไฟฟาทใชในงานวจยน โดยแบงตามมาตรฐานการชารจรถยนตไฟฟา สวนท 3 จะกลาวถงขนตอนวธ

จดการการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ และขอจ ากดในงานวจยน สวนท 4 กลาวถงรายละเอยดขนตอนทใชในการทดลอง รวมทงผลทไดจากการทดลอง และในสวนสดทายจะเปนการสรปผลการทดลอง รวมถงประโยชนทไดรบจากงานวจยน 2. แบบจ าลองรถยนตไฟฟา 2.1 มาตรฐานการชารจรถยนตไฟฟา การชารจรถยนตไฟฟาตามมาตรฐาน IEC 61851-1 แบงเปน 4 ระดบ [10] ซงงานวจยนสนใจเฉพาะมาตรฐานการชารจรถยนตไฟฟาระดบท 1 ซงเปนการชารจโดยใชไฟฟากระแสสลบ แรงดนไมเกน 250 โวลต และ 480 โวลต ส าหรบระบบไฟฟา 1 เฟส และ 3 เฟส ตามล าดบ พกดการชารจไมเกน 16 แอมแปร โดยรปแบบการชารจทใชอางองขอมลรายงานผลการตรวจวดรถยนตไฟฟาของ กฟภ. ซงเปนการชารจแบบก าลงไฟฟาคงท พกดการชารจ 3.4 กโลวตต [11] 2.2 ขนาดของแบตเตอรทใชในงานวจย ในปจจบนขนาดของแบตเตอรมความหลากหลายตามความตองการทงของผใชและขนาดของรถยนตผผลต เพอใหสามารถรองรบการเดนทางโดยใชพลงงานไฟฟาในการขบเคลอนเพยงอยาง ดงนนงานวจยนจงออกแบบใหสามารถปรบขนาดแบตเตอรของรถยนตไฟฟาได โดยใชขอมลจาก [12] ซงขนาดแบตเตอรทเลอกใชม 2 ขนาด คอ 16 กโลวตต-ชวโมง ซงเปนแบตเตอรของรถยนต Mitsubishi iMiEV และ Chevy Volt สวนแบตเตอรขนาด 24 กโลวตต-ชวโมง เปนของรถยนต Nissan LEAF 2.3 ขอมลพฤตกรรมการเดนทาง

การใชงานรถยนตไฟฟาแตละวน จะสะทอน %SOC ตามระยะทางทใชงาน ดงนนงานวจยน ใชขอมลสถตพฤตกรรมการเดนทางทไดจากการส ารวจขององคกร NHTS กระทรวงคมนาคม ประเทศสหรฐอเมรกา เนองจากการศกษาของงานวจยทผานมา [13] พบวา รถยนตไฟฟาจะมการใชงานอยางแพรหลายโดยเฉพาะในชมชนเมอง และรถยนตทใชงานสวนใหญจะเปนประเภทรถยนตนงสวนบคคล เพอใหสอดคลองกบพฤตกรรมการใชงานของรถยนตไฟฟา ผวจยจงวเคราะหขอมลเฉพาะกลมผเดนทางทอาศยอยในพนทชมชนเมอง และประเภทรถยนตทสนใจคอ รถยนตนงสวนบคคล รถต และรถยนต

เอนกประสงคสมรรถนะสง (SUV) ตามล าดบ 2.3.1 เวลากลบถงบาน (arrival time) พฤตกรรมการเดนทางของผข บขรถยนตจะแตกตางกนในแตละวน เชน วนหยดจะมเวลากลบถงบานทไมแนนอน เนองจากสวนใหญเปนการเดนทางไปท ากจกรรมทไมมการระบอยางชดเจน ตางจากวนท างานทมพฤตกรรมการกลบถงบานสอดคลองกบเวลาเลกงาน อกทงยงเปนชวงเวลาทระบบจ าหนายโดยทวไปมความตองการใชพลงงานสงอยแลว ดงนนหากในอนาคตรถยนตไฟฟามการใชงานเพมมากขน และมรปแบบการเขาชารจเมอกลบถงบานพรอมกนจ านวนมากโดยไมมการควบคม จะสงผลใหก าลงไฟฟาส ารอง (reserved capacity) ของระบบลดลงอยางมนยส าคญ นอกจากนยงอาจสงผลใหมการใชก าลงไฟฟาสงเกนกวาคาพกดความสามารถของระบบ (maximum loading capability) ท าใหระบบขาดเสถยรภาพหากเกดการใชพลงงานเพมมากขนแบบทนททนใด ซงอาจสงผลใหเกดปญหาทรนแรงได 2.3.2 ระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) ปรมาณพลงงานคงเหลอในแตละวน แสดงในรปของ %SOC ซงไดจากการค านวณระยะทางทรถยนตไฟฟาเดนทางในแตละวน โดยค านวณไดจากสมการ (1) ซง %SOC ของรถยนตไฟฟาแตละคน อาจแตกตางกนแมวาใชระยะทางเทากน ทงน เนองจากขนาดความจแบตเตอร รวมถงสมรรถนะของรถยนตทแตกตางกน

max

max% 100%driveD D

SOC xD

(1)

โดยท %SOC คอระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ maxD คอระยะทางมากทสดทรถยนตไฟฟาเดน ทางไดโดยใชพลงงานไฟฟาอยางเดยว (ประจเตม 100%) driveD คอระยะทางทรถยนตไฟฟาเดนทางในแตละวน โดยทใชพลงงานไฟฟาอยางเดยว 3. วธจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ

ในการวจยนไดน าเสนอวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทตอบสนองตอความตองการของผใชไฟ โดยสามารถจดการรถยนตไฟฟาทเขามาเชอมตอใหไดรบการชารจมากทสด โดยไมท าใหเกดปญหาแรงดนไฟฟาตก/เกน ในระบบจ าหนาย และยงสามารถจ ากดปรมาณการใชพลง ง าน ไฟฟา ในระบบไม ให เกนกว าค า


จดการการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ และขอจ ากดในงานวจยน สวนท 4 กลาวถงรายละเอยดขนตอนทใชในการทดลอง รวมทงผลทไดจากการทดลอง และในสวนสดทายจะเปนการสรปผลการทดลอง รวมถงประโยชนทไดรบจากงานวจยน 2. แบบจ าลองรถยนตไฟฟา 2.1 มาตรฐานการชารจรถยนตไฟฟา การชารจรถยนตไฟฟาตามมาตรฐาน IEC 61851-1 แบงเปน 4 ระดบ [10] ซงงานวจยนสนใจเฉพาะมาตรฐานการชารจรถยนตไฟฟาระดบท 1 ซงเปนการชารจโดยใชไฟฟากระแสสลบ แรงดนไมเกน 250 โวลต และ 480 โวลต ส าหรบระบบไฟฟา 1 เฟส และ 3 เฟส ตามล าดบ พกดการชารจไมเกน 16 แอมแปร โดยรปแบบการชารจทใชอางองขอมลรายงานผลการตรวจวดรถยนตไฟฟาของ กฟภ. ซงเปนการชารจแบบก าลงไฟฟาคงท พกดการชารจ 3.4 กโลวตต [11] 2.2 ขนาดของแบตเตอรทใชในงานวจย ในปจจบนขนาดของแบตเตอรมความหลากหลายตามความตองการทงของผใชและขนาดของรถยนตผผลต เพอใหสามารถรองรบการเดนทางโดยใชพลงงานไฟฟาในการขบเคลอนเพยงอยาง ดงนนงานวจยนจงออกแบบใหสามารถปรบขนาดแบตเตอรของรถยนตไฟฟาได โดยใชขอมลจาก [12] ซงขนาดแบตเตอรทเลอกใชม 2 ขนาด คอ 16 กโลวตต-ชวโมง ซงเปนแบตเตอรของรถยนต Mitsubishi iMiEV และ Chevy Volt สวนแบตเตอรขนาด 24 กโลวตต-ชวโมง เปนของรถยนต Nissan LEAF 2.3 ขอมลพฤตกรรมการเดนทาง

การใชงานรถยนตไฟฟาแตละวน จะสะทอน %SOC ตามระยะทางทใชงาน ดงนนงานวจยนใชขอมลสถตพฤตกรรมการเดนทางทไดจากการส ารวจขององคกร NHTS กระทรวงคมนาคม ประเทศสหรฐอเมรกา เนองจากการศกษาของงานวจยทผานมา [13] พบวา รถยนตไฟฟาจะมการใชงานอยางแพรหลายโดยเฉพาะในชมชนเมอง และรถยนตทใชงานสวนใหญจะเปนประเภทรถยนตนงสวนบคคล เพอใหสอดคลองกบพฤตกรรมการใชงานของรถยนตไฟฟา ผวจยจงวเคราะหขอมลเฉพาะกลมผเดนทางทอาศยอยในพนทชมชนเมอง และประเภทรถยนตทสนใจคอ รถยนตนงสวนบคคล รถต และรถยนต

เอนกประสงคสมรรถนะสง (SUV) ตามล าดบ 2.3.1 เวลากลบถงบาน (arrival time) พฤตกรรมการเดนทางของผข บขรถยนตจะแตกตางกนในแตละวน เชน วนหยดจะมเวลากลบถงบานทไมแนนอน เนองจากสวนใหญเปนการเดนทางไปท ากจกรรมทไมมการระบอยางชดเจน ตางจากวนท างานทมพฤตกรรมการกลบถงบานสอดคลองกบเวลาเลกงาน อกทงยงเปนชวงเวลาทระบบจ าหนายโดยทวไปมความตองการใชพลงงานสงอยแลว ดงนนหากในอนาคตรถยนตไฟฟามการใชงานเพมมากขน และมรปแบบการเขาชารจเมอกลบถงบานพรอมกนจ านวนมากโดยไมมการควบคม จะสงผลใหก าลงไฟฟาส ารอง (reserved capacity) ของระบบลดลงอยางมนยส าคญ นอกจากนยงอาจสงผลใหมการใชก าลงไฟฟาสงเกนกวาคาพกดความสามารถของระบบ (maximum loading capability) ท าใหระบบขาดเสถยรภาพหากเกดการใชพลงงานเพมมากขนแบบทนททนใด ซงอาจสงผลใหเกดปญหาทรนแรงได 2.3.2 ระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) ปรมาณพลงงานคงเหลอในแตละวน แสดงในรปของ %SOC ซงไดจากการค านวณระยะทางทรถยนตไฟฟาเดนทางในแตละวน โดยค านวณไดจากสมการ (1) ซง %SOC ของรถยนตไฟฟาแตละคน อาจแตกตางกนแมวาใชระยะทางเทากน ทงน เนองจากขนาดความจแบตเตอร รวมถงสมรรถนะของรถยนตทแตกตางกน

max

max% 100%driveD D

SOC xD

(1)

โดยท %SOC คอระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ maxD คอระยะทางมากทสดทรถยนตไฟฟาเดน ทางไดโดยใชพลงงานไฟฟาอยางเดยว (ประจเตม 100%) driveD คอระยะทางทรถยนตไฟฟาเดนทางในแตละวน โดยทใชพลงงานไฟฟาอยางเดยว 3. วธจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ

ในการวจยนไดน าเสนอวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทตอบสนองตอความตองการของผใชไฟ โดยสามารถจดการรถยนตไฟฟาทเขามาเชอมตอใหไดรบการชารจมากทสด โดยไมท าใหเกดปญหาแรงดนไฟฟาตก/เกน ในระบบจ าหนาย และยงสามารถจ ากดปรมาณการใชพลง ง าน ไฟฟา ในระบบไม ให เกนกว าค า


ก าลงไฟฟาสงสดซงเปนการหลกเลยงการท าใหระบบประสบปญหาในชวงทมความตองการก าลงไฟฟาสงสดได วธการทน าเสนอนสามารถน าไปปรบปรงการใชพลงงานของระบบไฟฟาทมพลงงานในระบบจ ากดไดอยางมประสทธภาพอกดวย 3.1 ฟงกชนวตถประสงค (objective function)

เพอใหสามารถรองรบจ านวนรถยนตไฟฟาทเขาเชอมตอไดมากทสด และ %SOC เฉลยสงทสด ดงนนฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอ จะมตวแปรทใชในการตดสนใจเลอกรถยนตไฟฟาทเขาชารจ 3 ตวแปร คอเวลาทรถยนตไฟฟารอเขาชารจ เวลาทรถยนตไฟฟาจะปลดการเชอมตอจากระบบและตวแปรคาถวงน าหนกซงสอดคลองกบ %SOC ของรถยนตไฟฟาคนดงกลาว โดยฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอ แสดงไดดงสมการ (2)

max1

maxn

i i i i ii

W x D D x

(2)

โดยท n คอ จ านวนรถยนตไฟฟาทเชอมตออยในระบบ iW คอ เวลาทรถยนตไฟฟาคนท i รอเขาชารจ iD คอ ขดก าหนดเวลา (deadline) ทรถยนตไฟฟาคนท i จะออกเดนทางจากบานในวนถดไป maxD คอ คา iD ทมากทสด (ของกลมรถยนตไฟฟาทอยในสถานะเตรยมพรอมรอเลอกเขาชารจ) ix คอ คาไบนาร (0,1) ทใชระบวารถยนตไฟฟา คนท i จะไดรบเลอกใหชารจในชวโมงทพจารณาหรอไม โดยท 0 คอไมไดชารจ, 1 คอไดรบเลอกเขาชารจในชวโมงนนๆ i คอ คาถวงน าหนกส าหรบรถยนตไฟฟาคนท i โดยจะมคาแตกตางกนตามกลม HRTS และ STRS ซงแบงโดยใชระดบของ %SOC 3.2 เงอนไขบงคบ (constraint)

วธการทน าเสนอ สามารถก าหนดคาขดจ ากดความตองการใชไฟฟาสงสดของระบบภายหลงทมการชารจรถยนตไฟฟาได โดยมวตถประสงคเพอใหระบบยงมก าลงไฟฟาส ารองอยในระดบทสามารถรองรบเหตการณฉกเฉนของระบบได เชน การเพมขนของโหลดอยางทนททนใด โดยไมท าใหระบบเกดปญหาดานเสถยรภาพของระบบไฟฟาก าลงรนแรงถงขนไฟดบ เนองจากก าลงการผลตไฟฟาไมเพยงพอตอความตองการ หรอระบบตองรองรบการถายโอนโหลดจากวงจรขางเคยงในกรณ

ฉกเฉน ดงนนทเวลาใดๆ พลงงานทใชในระบบเมอรวมโหลดพนฐานและโหลดประเภทรถยนตไฟฟาแลว จะตองไมเกนขดจ ากดพลงงานสงสดดงสมการ (3) และ (4) ( ) ( )

maxk k

Quota baseloadP P P (3) โดยท ( )k

QuataP คอพลงงานทระบบจ าหนายสามารถรองรบรถยนตไฟฟาเขามาชารจเพมในชวโมงท k คอ แฟคเตอรปรบขดจ ากดพลงงานสงสด (maximum power limitation) maxP คอคาความตองการใชไฟฟาสงสดของระบบ ( )k

baseloadP คอโหลดพนฐานของระบบในชวโมงท k

( )

1

nk

i i Quotai

Px P

(4)

โดยท iP คอพลงงานทรถยนตไฟฟาคนท i ตองการในชวโมงท k โดยเปนก าลงไฟฟารวมทงพกดการชารจและคาความสญเสยทรถยนตไฟฟาคนท i ท าใหเกดขนตอระบบ 3.3 ก าหนดการจ านวนเตมแบบทวภาค (binary programming) [14]

ก าหนดการจ านวนเตมแบบทวภาค คอกระบวนการเชงเสน (Linear Programming, LP) ทใชวธการหาค าตอบดวยวธแตกกงและก าหนดขอบเขต (branch and bound algorithm) ในการแกปญหาไบนาร โดยค าตอบทไดเปนค าตอบทดทสด (optimum) โดยมรปแบบ (general form) ของฟงกชนจดประสงคและขอจ ากดดงแสดงใน (5) และ (6) ตามล าดบ min T

yf y (5)

โดยท f คอเวคเตอรทเกบคาของฟงกชนวตถประสงค y เปนผลลพธทตองการค านวณหา มคาเปน ไบนาร (0,1)

,

. ,,

A y bconst Aeq y beq

y binary

(6)

โดยท A คอคาเมทรกซทเกบสมประสทธขอจ ากดแบบอสมการ (linear inequality constraints) b คอเวคเตอรทเปนขอจ ากดแบบอสมการ Aeqคอคาเมทรกซทเกบสมประสทธของสมการ (Linear Equality Constraints) beq คอเวคเตอรทเปนขอจ ากดของสมการ ซงวธการจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ เปน

การหาค าตอบทเหมาะสมทสดโดยใชวธแกปญหาจ านวนเตมแบบทวภาค ซงเปนการหาคาทต าทสด (minimize) แตเนองจากวธการทน าเสนอเปนปญหาทตองการหาคาของชวโมงทใชพจารณามากทสด จงน าคา (-1) ไปคณกบฟงกชนวตถประสงคทใชส าหรบหาคาต าสด เพอใหผลลพธทไดเปนการหาคาสงทสด (maximize) ซงตรงตามทวตถประสงคตองการ 4. วธการทดลองและผลทไดจากการทดลอง

งานวจยน ก าหนดใหรถยนตไฟฟามการกระจายตวเชอมตอบสตางๆ แบบการแจกแจงเอกรป (uniform distribution) ดงนนทกบสจะมความนาจะเปนทจะมรถยนตไฟฟาเชอมตอเทาๆ กน โดยมรายละเอยดของระบบทน ามาใชในการทดลองดงน 4.1 ลกษณะระบบจ าลอง (system description) การศกษาพฤตกรรมของระบบไฟฟาทมและไมมวธจดการชารจรถยนตไฟฟาในงานวจยน ใชแบบจ าลองระบบไฟฟา 2 แบบ โดยแบบแรกคอระบบทดสอบ IEEE 69 บส [15] พจารณารวมกบขอมลลกษณะการใชไฟฟาจาก Southern California Edison [16] รปแบบการกลบบานทไดจากขอมล NHTS แสดงใหเหนพฤตกรรมการเดนทางในวนท างานและวนหยดทมความแตกตางกนอยางชดเจน ดงนนลกษณะโหลดรายวนทจะใชในการทดสอบจะพจารณาแยกระหวางโหลดวนท างานและวนหยดดวย ซงลกษณะการใชไฟในวนท างานของพนทใหบรการของ Southern California Edison มความตองการใชไฟฟาทสงกวาในวนหยด โดยมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดอยในชวงเวลาประมาณ 14.00 – 18.00 น. ทประมาณ 1.8 เมกะวตต สวนแบบจ าลองท 2 เปนการจ าลองระบบจ าหนายไฟฟาทมการใชงานจรงของ กฟภ. โดยขอมลระบบและลกษณะการใชไฟฟา เปนของสถานไฟฟาหวหน 3 (สฟฟ.หวหน 3) วงจรท 5 ซงเปนระบบจ าหนายทมการจายไฟแบบเรเดยล (Radial) รองรบการถายโอนโหลดจากสายปอนใกลเคยงได โหลดสวนใหญเปนโหลดประเภททอยอาศย และมจ านวนผใชไฟสงสด (7,166 ราย : ขอมลจ านวนผใชไฟของ กฟภ. ประจ าเดอน ก.ค. 2557) ซงสอดคลองกบสมมตฐานทวารถยนตไฟฟาสวนใหญจะถกใชงานในพนทเขตชมชนเมอง เพอใหงายตอการน าระบบ

จรงทมความซบซอนมาใชงาน งานวจยนจงยบรวมโหลดยอยของวงจรท 5 เปน 18 กลมโหลดใหญ โดยพฤตกรรมการใชไฟในวนธรรมดามความตองการใชไฟฟาทไมสงมากนก แ ตจะพบวาปรมาณการใชก าลงไฟฟาในวนหยดสงกวาวนธรรมดามาก โดยโหลดสงสดอยท 7 เมกะวตต ซงเปนสาเหตมาจากวงจรนจายไฟใหพนททองเทยวทส าคญ ลกษณะการใชไฟฟาจงแตกตางจากทอยอาศยในระบบอน 4.2 ขนตอนการทดลอง

งานวจยนมการน าเสนอฟงกชนวตถประสงคทมการค านงถงพารามเตอรทใชในการจดตารางงานตามเวลาจรง โดยมวธการทดสอบ ดงแสดงในรปท 1 มรายละเอยดดงน

รปท 1 แสดงแผนผงการจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ


ก าลงไฟฟาสงสดซงเปนการหลกเลยงการท าใหระบบประสบปญหาในชวงทมความตองการก าลงไฟฟาสงสดได วธการทน าเสนอนสามารถน าไปปรบปรงการใชพลงงานของระบบไฟฟาทมพลงงานในระบบจ ากดไดอยางมประสทธภาพอกดวย 3.1 ฟงกชนวตถประสงค (objective function)

เพอใหสามารถรองรบจ านวนรถยนตไฟฟาทเขาเชอมตอไดมากทสด และ %SOC เฉลยสงทสด ดงนนฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอ จะมตวแปรทใชในการตดสนใจเลอกรถยนตไฟฟาทเขาชารจ 3 ตวแปร คอเวลาทรถยนตไฟฟารอเขาชารจ เวลาทรถยนตไฟฟาจะปลดการเชอมตอจากระบบและตวแปรคาถวงน าหนกซงสอดคลองกบ %SOC ของรถยนตไฟฟาคนดงกลาว โดยฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอ แสดงไดดงสมการ (2)

max1

maxn

i i i i ii

W x D D x

(2)

โดยท n คอ จ านวนรถยนตไฟฟาทเชอมตออยในระบบ iW คอ เวลาทรถยนตไฟฟาคนท i รอเขาชารจ iD คอ ขดก าหนดเวลา (deadline) ทรถยนตไฟฟาคนท i จะออกเดนทางจากบานในวนถดไป maxD คอ คา iD ทมากทสด (ของกลมรถยนตไฟฟาทอยในสถานะเตรยมพรอมรอเลอกเขาชารจ) ix คอ คาไบนาร (0,1) ทใชระบวารถยนตไฟฟา คนท i จะไดรบเลอกใหชารจในชวโมงทพจารณาหรอไม โดยท 0 คอไมไดชารจ, 1 คอไดรบเลอกเขาชารจในชวโมงนนๆ i คอ คาถวงน าหนกส าหรบรถยนตไฟฟาคนท i โดยจะมคาแตกตางกนตามกลม HRTS และ STRS ซงแบงโดยใชระดบของ %SOC 3.2 เงอนไขบงคบ (constraint)

วธการทน าเสนอ สามารถก าหนดคาขดจ ากดความตองการใชไฟฟาสงสดของระบบภายหลงทมการชารจรถยนตไฟฟาได โดยมวตถประสงคเพอใหระบบยงมก าลงไฟฟาส ารองอยในระดบทสามารถรองรบเหตการณฉกเฉนของระบบได เชน การเพมขนของโหลดอยางทนททนใด โดยไมท าใหระบบเกดปญหาดานเสถยรภาพของระบบไฟฟาก าลงรนแรงถงขนไฟดบ เนองจากก าลงการผลตไฟฟาไมเพยงพอตอความตองการ หรอระบบตองรองรบการถายโอนโหลดจากวงจรขางเคยงในกรณ

ฉกเฉน ดงนนทเวลาใดๆ พลงงานทใชในระบบเมอรวมโหลดพนฐานและโหลดประเภทรถยนตไฟฟาแลว จะตองไมเกนขดจ ากดพลงงานสงสดดงสมการ (3) และ (4) ( ) ( )

maxk k

Quota baseloadP P P (3) โดยท ( )k

QuataP คอพลงงานทระบบจ าหนายสามารถรองรบรถยนตไฟฟาเขามาชารจเพมในชวโมงท k คอ แฟคเตอรปรบขดจ ากดพลงงานสงสด (maximum power limitation) maxP คอคาความตองการใชไฟฟาสงสดของระบบ ( )k

baseloadP คอโหลดพนฐานของระบบในชวโมงท k

( )

1

nk

i i Quotai

Px P

(4)

โดยท iP คอพลงงานทรถยนตไฟฟาคนท i ตองการในชวโมงท k โดยเปนก าลงไฟฟารวมทงพกดการชารจและคาความสญเสยทรถยนตไฟฟาคนท i ท าใหเกดขนตอระบบ 3.3 ก าหนดการจ านวนเตมแบบทวภาค (binary programming) [14]

ก าหนดการจ านวนเตมแบบทวภาค คอกระบวนการเชงเสน (Linear Programming, LP) ทใชวธการหาค าตอบดวยวธแตกกงและก าหนดขอบเขต (branch and bound algorithm) ในการแกปญหาไบนาร โดยค าตอบทไดเปนค าตอบทดทสด (optimum) โดยมรปแบบ (general form) ของฟงกชนจดประสงคและขอจ ากดดงแสดงใน (5) และ (6) ตามล าดบ min T

yf y (5)

โดยท f คอเวคเตอรทเกบคาของฟงกชนวตถประสงค y เปนผลลพธทตองการค านวณหา มคาเปน ไบนาร (0,1)

,

. ,,

A y bconst Aeq y beq

y binary

(6)

โดยท A คอคาเมทรกซทเกบสมประสทธขอจ ากดแบบอสมการ (linear inequality constraints) b คอเวคเตอรทเปนขอจ ากดแบบอสมการ Aeqคอคาเมทรกซทเกบสมประสทธของสมการ (Linear Equality Constraints) beq คอเวคเตอรทเปนขอจ ากดของสมการ ซงวธการจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ เปน

การหาค าตอบทเหมาะสมทสดโดยใชวธแกปญหาจ านวนเตมแบบทวภาค ซงเปนการหาคาทต าทสด (minimize) แตเนองจากวธการทน าเสนอเปนปญหาทตองการหาคาของชวโมงทใชพจารณามากทสด จงน าคา (-1) ไปคณกบฟงกชนวตถประสงคทใชส าหรบหาคาต าสด เพอใหผลลพธทไดเปนการหาคาสงทสด (maximize) ซงตรงตามทวตถประสงคตองการ 4. วธการทดลองและผลทไดจากการทดลอง

งานวจยน ก าหนดใหรถยนตไฟฟามการกระจายตวเชอมตอบสตางๆ แบบการแจกแจงเอกรป (uniform distribution) ดงนนทกบสจะมความนาจะเปนทจะมรถยนตไฟฟาเชอมตอเทาๆ กน โดยมรายละเอยดของระบบทน ามาใชในการทดลองดงน 4.1 ลกษณะระบบจ าลอง (system description) การศกษาพฤตกรรมของระบบไฟฟาทมและไมมวธจดการชารจรถยนตไฟฟาในงานวจยน ใชแบบจ าลองระบบไฟฟา 2 แบบ โดยแบบแรกคอระบบทดสอบ IEEE 69 บส [15] พจารณารวมกบขอมลลกษณะการใชไฟฟาจาก Southern California Edison [16] รปแบบการกลบบานทไดจากขอมล NHTS แสดงใหเหนพฤตกรรมการเดนทางในวนท างานและวนหยดทมความแตกตางกนอยางชดเจน ดงนนลกษณะโหลดรายวนทจะใชในการทดสอบจะพจารณาแยกระหวางโหลดวนท างานและวนหยดดวย ซงลกษณะการใชไฟในวนท างานของพนทใหบรการของ Southern California Edison มความตองการใชไฟฟาทสงกวาในวนหยด โดยมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดอยในชวงเวลาประมาณ 14.00 – 18.00 น. ทประมาณ 1.8 เมกะวตต สวนแบบจ าลองท 2 เปนการจ าลองระบบจ าหนายไฟฟาทมการใชงานจรงของ กฟภ. โดยขอมลระบบและลกษณะการใชไฟฟา เปนของสถานไฟฟาหวหน 3 (สฟฟ.หวหน 3) วงจรท 5 ซงเปนระบบจ าหนายทมการจายไฟแบบเรเดยล (Radial) รองรบการถายโอนโหลดจากสายปอนใกลเคยงได โหลดสวนใหญเปนโหลดประเภททอยอาศย และมจ านวนผใชไฟสงสด (7,166 ราย : ขอมลจ านวนผใชไฟของ กฟภ. ประจ าเดอน ก.ค. 2557) ซงสอดคลองกบสมมตฐานทวารถยนตไฟฟาสวนใหญจะถกใชงานในพนทเขตชมชนเมอง เพอใหงายตอการน าระบบ

จรงทมความซบซอนมาใชงาน งานวจยนจงยบรวมโหลดยอยของวงจรท 5 เปน 18 กลมโหลดใหญ โดยพฤตกรรมการใชไฟในวนธรรมดามความตองการใชไฟฟาทไมสงมากนก แ ตจะพบวาปรมาณการใชก าลงไฟฟาในวนหยดสงกวาวนธรรมดามาก โดยโหลดสงสดอยท 7 เมกะวตต ซงเปนสาเหตมาจากวงจรนจายไฟใหพนททองเทยวทส าคญ ลกษณะการใชไฟฟาจงแตกตางจากทอยอาศยในระบบอน 4.2 ขนตอนการทดลอง

งานวจยนมการน าเสนอฟงกชนวตถประสงคทมการค านงถงพารามเตอรทใชในการจดตารางงานตามเวลาจรง โดยมวธการทดสอบ ดงแสดงในรปท 1 มรายละเอยดดงน

รปท 1 แสดงแผนผงการจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ


1) การสรางรปแบบการเขาชารจของรถยนตไฟฟาในทอยอาศย โดยใชขอมลเชงสถตของ NHTS 2009 ร ว มกบขอม ลกา รซ อ รถยนต ไฟ ฟ าของประ เทศสหรฐอเมรกา

2) เลอกระบบทจะน ามาใชในการทดสอบ ซงในงานวจยนทดสอบบนระบบ IEEE 69 บส และระบบจ าหนายของ กฟภ. คอ สฟฟ.หวหน 3 วงจรท 5

3) ทดสอบการจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอ โดยก าหนดจ านวนรถยนตไฟฟาทมาเชอมตอ 3 กรณ คอ 100, 300 และ 500 คนตามล าดบ โดยมรปแบบการเขาชารจตามเวลาการกลบบานทไดจากการวเคราะหขอมล NHTS 2009 ซงแบงออกเปนวนท างานและวนหยด ดงแสดงในรปท 2 และ 3 ตามล าดบ

รปท 2 พฤตกรรมการกลบถงบานในวนท างาน

รปท 3 พฤตกรรมการกลบถงบานในวนหยด

4) เรมทดสอบจนครบ 24 ชวโมง

4.1) หากมรถยนตไฟฟาทจองชองเวลา (timeslot) เพอชารจตอจากชวโมงกอนหนา ใหไดรบการชารจกอน

4.2) ค านวณคาการไหลของก าลงไฟฟา (power flow) และเปรยบเทยบกบพกดก าลงไฟฟาสงสดทก าหนดไว จะท าใหทราบคาก าลงไฟฟาสวนทเหลอ (quota power) ทรองรบการชารจรถยนตไฟฟาเพมได

4.3) การพจารณาก าลงไฟฟาสวนทเหลอ

(ก) กรณท Quota Power มากกวา 0 kW ระบบจะเลอกรถยนตไฟฟาทอยในสถานะเตรยมพรอมเขาชารจเพมตามปรมาณก าลงไฟฟาสวนทเหลอทรองรบได

(ข) กรณ Quota Power มคาเทากบ 0 kW ระบบจะไมเพมจ านวนรถยนตไฟฟาเขามาชารจในชวโมงน

(ค) กรณ Quota Power มคานอยกวา 0 kW ระบบจะหยดการชารจรถยนตไฟฟาบางคน โดยเลอกหยดคนทม %SOC มากทสด จนกวาพลงงานทหยดทงหมดจะท าให Quota Power มคาเทากบ 0 kW 4.4) เลอกรถยนตไฟฟาเขาชารจ โดยมจดประสงคเพอใหไดจ านวนรถยนตไฟฟาเขาชารจในแตละชวโมงมากทสด และไมกอใหเกดปญหากบระบบจ าหนาย โดยพจารณาจากเวลาในการเขาชารจ เวลาในการรอคอยการเขาชารจพจารณาจากเวลาในการเขา เวลาสนสดการชารจ รวมไปถง %SOC ของรถยนตไฟฟาแตละคน โดยในงานวจยนไดน าเสนอวธการก าหนดคาความส าคญโดยการแบงกลมของรถยนตไฟฟาตาม %SOC ซงหากมคานอยกวา 90% จะถกจดใหอยในกลม Hard Real-Time System (HRTS) ซงมการก าหนดคาล าดบความส าคญสง ท าใหมโอกาสไดรบเลอกใหเขาชารจมากกวา และรถยนตไฟฟาทม %SOC มากกวา 90% จะถกจดใหอยในกลม Soft Real-Time System (SRTS) ซงเปนกลมทมโอกาสถกเลอกเขาชารจนอยเนองจากม %SOC เพยงพอทจะใชงานไดในวนถดไป [17] ทงนผลลพธทไดจากกระบวนการนคอรถยนตไฟฟาทไดรบเลอกใหเรมเขาชารจทเวลาทพจารณาจะสงคาผลลพธ x เปน 1 แตหากไมไดรบเลอกเขาชารจ คา x ทไดจะเปน 0

4.5) ค านวณคา Power Flow ในระบบ เพอหาค าก าลง ไฟ ฟาและก าลง ไฟฟาสญเสยรวมถงค าแรงดนไฟฟาเมอมรถยนตไฟฟาเขาชารจตามรปแบบทเลอกมา

4.6) ค านวณทชวโมงถดไป และด าเนนการตงแตขอ 4.1 อกครงจนกวาจะครบ 24 ชวโมง

5) วเคราะหผลลพธทไดจากวธจดการชารจทน าเสนอเปรยบเทยบกบวธการอน ดงแสดงในตารางท 1

ตารางท 1 แสดงฟงกชนวตถประสงคทงหมดทใชในการจ าลองน ซงมทงหมด 5 ฟงกชน โดยฟงกชนท 1 มจดประสงคเพอเลอกรถยนตไฟฟาคนทเขามากอนใหได รบการชารจกอน (First Come, First-Served, FCFS)

ตารางท 1 ฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอและใชอางองเพอเปรยบเทยบผลการทดสอบในงานวจยน

ล าดบ ฟงกชนวตถประสงค หนวย

1 1

maxn

ii

x

คน

2 [3] 1

minn

i ii

Px

วตต

3 [4] 1

maxn

i ii

EV x

คน

4 1

maxn

i i i ii

T x W x

ชวโมง

5 max1

maxn

i i i i ii

W x D D x

ชวโมง

ซงเปรยบเสมอนกรณชารจแบบไมมการจดการ ดงนนผลทไดจะแสดงใหเหนถงปญหาทอาจเกดขนหากไมควบคม โดยท iW เปนเวลาทรถยนตไฟฟาคนท i รอเขาชารจ

ฟงกชนท 2 และ 3 เปนการเปรยบเทยบกบวธการทเคยมการน าเสนอกอนหนาน โดยฟงกชนท 2 เปนฟงกชนวตถประสงคท [3] น าเสนอ มจดมงหมายเพอใหพลงงานทใชในการชารจรถยนตไฟฟาในแตละชวโมงมคานอยทสด โดยท iP คอพกดการชารจของรถยนตไฟฟาคนท i โดยมขอจ ากดวาพกดการชารจตองอยในชวง 0 - 3 กโลวตต ( 0 3iP ) แตเนองจากวธการทน าเสนอใชพกดการชารจตามผลการทดสอบของ กฟภ. ดงนนจงใชพกดการชารจ 3.4 กโลวตตเทากนทกคน และฟงกชนท 3 เปนฟงกชนวตถประสงคท [4] น าเสนอ มจดมงหมายเพอจดการชารจรถยนตไฟฟาใหไดรบเลอกมากทสด โดยท

iEV คอรถยนตไฟฟาคนท i โดยมขอจ ากดดานพลงงานในระบบตองไมเกนพกดสาย และสามารถจายพลงงานไดเพยงพอกบความตองการทกคน

ฟงกชนท 4 เปนฟงกชนทงานวจยนน าเสนอ มจดประสงคเพอจดรถยนตไฟฟาใหเขาชารจมากทสด ใชการก าหนดความส าคญจากตวแปร 2 ตว คอ iT ซงเปนเวลาทตองใชเพอชารจรถยนตไฟฟาคนท i จนเตม iW คอเวลารอเขาชารจ และฟงกชนท 5 เปนฟงกชนทไดน าเสนอวธทสอง โดยก าหนดความส าคญจากตวแปร 2

เทอม คอ i iW x ซงเปนการถวงน าหนกรถยนตไฟฟาคนท i ทเชอมตอมานานทสดใหมโอกาสถกเลอกเขาชารจกอนและ max i iD D x คอการเลอกคนทใกลจะถงก าหนดเวลาออกจากบานมากทสด วธการนมการประยกตใชการแบงกลมรถยนตไฟฟาตาม %SOC รวมดวย โดยใชคาถวงน าหนก ( ) ทตางกนตามกลมของ HRTS และ SRTS ทงนในการทดลอง ก าหนดใหใชคาถวงน าหนกเทากบ 0.8 ส าหรบกลม HRTS และเทากบ 0.2 ส าหรบกลม SRTS 4.3 ผลทไดจากการทดลอง 4.3.1 ระบบทดสอบ IEEE 69 บส

ในงานวจยน ไดแบ งการทดลองออกเ ปน 2 กรณศกษาตามแบบจ าลองระบบ โดยผลการจ าลองกรณศกษาแรกในระบบ IEEE 69 บส โดยปรบเปลยนจ านวนของรถยนตไฟฟาทเชอมตอเขากบระบบ เพอเปรยบเทยบผลระหวางระบบทมและไมมการจดการชารจ จากการทดลอง เมอไมมการจดการชารจรถยนตไฟฟาจะเรมชารจทนทเมอกลบถงบาน พบวาเมอเพมจ านวน PEVs มากขน ดงรปท 4 จะเหนไดวาการเขามาของรถยนตไฟฟาจะใกลเคยงกบชวงเวลาทความตองการใชก าลงไฟฟาของระบบสงอยแลว ท าใหคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดของระบบเพมสงขนกวาเดมอก

รปท 4 ลกษณะการใชไฟฟาของ IEEE 69 bus วนท างานและวน

หยด เมอมโหลดรถยนตไฟฟาเชอมตอ และไมมการจดการ

และเมอน าวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอในงานวจยนมาชวยในการจดการชารจ พบวาสามารถควบคมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดของระบบใหเทากบคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดเดมกอนทจะมการเขามาของรถยนตไฟฟาได โดยวธการทน าเสนอจะมการจดล าดบและจงหวะการชารจรถยนตไฟฟาทเหมาะสม อกทงยงสามารถควบคมคาความตองการใช


ตารางท 1 แสดงฟงกชนวตถประสงคทงหมดทใชในการจ าลองน ซงมทงหมด 5 ฟงกชน โดยฟงกชนท 1 มจดประสงคเพอเลอกรถยนตไฟฟาคนทเขามากอนใหได รบการชารจกอน (First Come, First-Served, FCFS)

ตารางท 1 ฟงกชนวตถประสงคทน าเสนอและใชอางองเพอเปรยบเทยบผลการทดสอบในงานวจยน

ล าดบ ฟงกชนวตถประสงค หนวย

1 1

maxn

ii

x

คน

2 [3] 1

minn

i ii

Px

วตต

3 [4] 1

maxn

i ii

EV x

คน

4 1

maxn

i i i ii

T x W x

ชวโมง

5 max1

maxn

i i i i ii

W x D D x

ชวโมง

ซงเปรยบเสมอนกรณชารจแบบไมมการจดการ ดงนนผลทไดจะแสดงใหเหนถงปญหาทอาจเกดขนหากไมควบคม โดยท iW เปนเวลาทรถยนตไฟฟาคนท i รอเขาชารจ

ฟงกชนท 2 และ 3 เปนการเปรยบเทยบกบวธการทเคยมการน าเสนอกอนหนาน โดยฟงกชนท 2 เปนฟงกชนวตถประสงคท [3] น าเสนอ มจดมงหมายเพอใหพลงงานทใชในการชารจรถยนตไฟฟาในแตละชวโมงมคานอยทสด โดยท iP คอพกดการชารจของรถยนตไฟฟาคนท i โดยมขอจ ากดวาพกดการชารจตองอยในชวง 0 - 3 กโลวตต ( 0 3iP ) แตเนองจากวธการทน าเสนอใชพกดการชารจตามผลการทดสอบของ กฟภ. ดงนนจงใชพกดการชารจ 3.4 กโลวตตเทากนทกคน และฟงกชนท 3 เปนฟงกชนวตถประสงคท [4] น าเสนอ มจดมงหมายเพอจดการชารจรถยนตไฟฟาใหไดรบเลอกมากทสด โดยท

iEV คอรถยนตไฟฟาคนท i โดยมขอจ ากดดานพลงงานในระบบตองไมเกนพกดสาย และสามารถจายพลงงานไดเพยงพอกบความตองการทกคน

ฟงกชนท 4 เปนฟงกชนทงานวจยนน าเสนอ มจดประสงคเพอจดรถยนตไฟฟาใหเขาชารจมากทสด ใชการก าหนดความส าคญจากตวแปร 2 ตว คอ iT ซงเปนเวลาทตองใชเพอชารจรถยนตไฟฟาคนท i จนเตม iW คอเวลารอเขาชารจ และฟงกชนท 5 เปนฟงกชนทไดน าเสนอวธทสอง โดยก าหนดความส าคญจากตวแปร 2

เทอม คอ i iW x ซงเปนการถวงน าหนกรถยนตไฟฟาคนท i ทเชอมตอมานานทสดใหมโอกาสถกเลอกเขาชารจกอนและ max i iD D x คอการเลอกคนทใกลจะถงก าหนดเวลาออกจากบานมากทสด วธการนมการประยกตใชการแบงกลมรถยนตไฟฟาตาม %SOC รวมดวย โดยใชคาถวงน าหนก ( ) ทตางกนตามกลมของ HRTS และ SRTS ทงนในการทดลอง ก าหนดใหใชคาถวงน าหนกเทากบ 0.8 ส าหรบกลม HRTS และเทากบ 0.2 ส าหรบกลม SRTS 4.3 ผลทไดจากการทดลอง 4.3.1 ระบบทดสอบ IEEE 69 บส

ในงานวจยน ไดแบ งการทดลองออกเ ปน 2 กรณศกษาตามแบบจ าลองระบบ โดยผลการจ าลองกรณศกษาแรกในระบบ IEEE 69 บส โดยปรบเปลยนจ านวนของรถยนตไฟฟาทเชอมตอเขากบระบบ เพอเปรยบเทยบผลระหวางระบบทมและไมมการจดการชารจ จากการทดลอง เมอไมมการจดการชารจรถยนตไฟฟาจะเรมชารจทนทเมอกลบถงบาน พบวาเมอเพมจ านวน PEVs มากขน ดงรปท 4 จะเหนไดวาการเขามาของรถยนตไฟฟาจะใกลเคยงกบชวงเวลาทความตองการใชก าลงไฟฟาของระบบสงอยแลว ท าใหคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดของระบบเพมสงขนกวาเดมอก

รปท 4 ลกษณะการใชไฟฟาของ IEEE 69 bus วนท างานและวน

หยด เมอมโหลดรถยนตไฟฟาเชอมตอ และไมมการจดการ

และเมอน าวธจดการชารจรถยนตไฟฟาทน าเสนอในงานวจยนมาชวยในการจดการชารจ พบวาสามารถควบคมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดของระบบใหเทากบคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดเดมกอนทจะมการเขามาของรถยนตไฟฟาได โดยวธการทน าเสนอจะมการจดล าดบและจงหวะการชารจรถยนตไฟฟาทเหมาะสม อกทงยงสามารถควบคมคาความตองการใช


ก าลงไฟฟาสงสดของระบบไดตามทตองการ ทงนลกษณะการใชไฟฟาเมอมวธจดการชารจรถยนตไฟฟาจ านวน 500 คน ในวนท างานและวนหยด แสดงไดดงรปท 5 และ 6

รปท 5 ลกษณะการใชไฟฟาของ IEEE 69 บส เมอมและไมมวธ

จดการชารจรถยนตไฟฟาจ านวน 500 คนในวนท างาน

จากรปท 5 และรปท 6 แสดงใหเหนถงลกษณะการใชไฟฟาเมอมวธจดการชารจรถยนตไฟฟา (ฟงกชนท 5) ทงในวนท างานและวนหยด จากรปทงสองเสนประแทนคา


จดการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน ในวนหยด

ความตองการใชก าลงไฟฟาทเกดจากวธจดการชารจ จะพบไดวาคาความตองการใชก าลงไฟฟาทเพมขนจากการชารจรถยนตไฟฟาไมเกนคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดเดมของระบบ โดยคาความตองการใชก าลงไฟฟาทใชในการชารจรถยนตไฟฟาจะมลกษณะกระจายออกไปในชวงเวลาทไมตรงกบคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดของระบบ ดงนนจงสะทอนใหเหนถงประสทธภาพการใชพลงงานของระบบทถกปรบปรงใหดขนดวย โดยรปแบบการชารจรถยนตไฟฟา สามารถแสดงไดดงรปท 7 รปท 7 แสดงรปแบบการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน (เลอกแสดงผล 50 คน) เปรยบเทยบกรณทมและ

ไมมการจดการชารจ โดยแกนแนวตงแสดงเวลา และแกนแนวนอนแสดงหมายเลขของรถยนตไฟฟา ซงชวงเวลาทรถยนตไฟฟาเชอมตอกบระบบ (plug-in) แทนดวย timeslot สเทา สวนเวลาทไมมการเชอมตอ แทนดวย timeslot สด า ทงน หากรถยนตไฟฟาไดเขา

(ก) (ข)

รปท 7 รปแบบการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน (เลอกแสดงผล 50 คน) โดยเปรยบเทยบระหวาง (ก) ไมมการจดการชารจ และ (ข) มการจดการชารจ (ฟงกชนท 5)

ชารจในชวงเวลาใดๆ จะแทนดวย timeslot สขาว จากรปท 7 (ก) แสดงรปแบบการชารจกรณทไมมการจดการชารจ เมอรถยนตไฟฟาเชอมตอเขาสระบบจะเรมชารจทนทโดยไมค านงถงผลกระทบหรอขอจ ากดของระบบ และรปท 7 (ข) แสดงใหเหนวาเมอมพลงงานเพยงพอรถยนตไฟฟาจะไดรบเลอกเขาชารจ แตหากมพลงงานไมเพยงพอระบบอาจหยดชารจรถยนตไฟฟาบางคน ซงผลการทดลองเมอพจารณา %SOC เฉลย จะมคาไมต ากวาทรบประกนไวท (การทดสอบน ก าหนด %SOC ไวท 90%) ยกเวนบางกรณ เชน รถยนตไฟฟาทเชอมตอเขามาในขณะทระบบมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงอยแลว หรอในกรณทรถยนตไฟฟาม %SOC ทต ามากและเวลาทเชอมตอในระบบมไมเพยงพอ เปนตน

เมอพจารณา %SOC กอนและหลงเขาชารจโดยใชฟงกชนท 5 (วธการทน าเสนอ) เมอระบบมพลงงานเพยงพอรถยนตไฟฟาจะถกชารจจนกวาจะเตม 100% ซงจากผลการทดลอง จ านวนรถยนตไฟฟาทชารจไดเตม 100% มจ านวนถง 80% ของรถยนตไฟฟาทงหมด และมรถยนตไฟฟาเพยง 10% เทานนทม %SOC เมอสนสดการชารจไมถง 90% ซงเมอตรวจสอบจะพบวารถยนตไฟฟากลมนม %SOC เรมตนทต ามากรวมทงเวลาท


ก าลงไฟฟาสงสดของระบบไดตามทตองการ ทงนลกษณะการใชไฟฟาเมอมวธจดการชารจรถยนตไฟฟาจ านวน 500 คน ในวนท างานและวนหยด แสดงไดดงรปท 5 และ 6


จดการชารจรถยนตไฟฟาจ านวน 500 คนในวนท างาน

จากรปท 5 และรปท 6 แสดงใหเหนถงลกษณะการใชไฟฟาเมอมวธจดการชารจรถยนตไฟฟา (ฟงกชนท 5) ทงในวนท างานและวนหยด จากรปทงสองเสนประแทนคา


จดการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน ในวนหยด

ความตองการใชก าลงไฟฟาทเกดจากวธจดการชารจ จะพบไดวาคาความตองการใชก าลงไฟฟาทเพมขนจากการชารจรถยนตไฟฟาไมเกนคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดเดมของระบบ โดยคาความตองการใชก าลงไฟฟาทใชในการชารจรถยนตไฟฟาจะมลกษณะกระจายออกไปในชวงเวลาทไมตรงกบคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดของระบบ ดงนนจงสะทอนใหเหนถงประสทธภาพการใชพลงงานของระบบทถกปรบปรงใหดขนดวย โดยรปแบบการชารจรถยนตไฟฟา สามารถแสดงไดดงรปท 7 รปท 7 แสดงรปแบบการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน (เลอกแสดงผล 50 คน) เปรยบเทยบกรณทมและ

ไมมการจดการชารจ โดยแกนแนวตงแสดงเวลา และแกนแนวนอนแสดงหมายเลขของรถยนตไฟฟา ซงชวงเวลาทรถยนตไฟฟาเชอมตอกบระบบ (plug-in) แทนดวย timeslot สเทา สวนเวลาทไมมการเชอมตอ แทนดวย timeslot สด า ทงน หากรถยนตไฟฟาไดเขา

(ก) (ข)

รปท 7 รปแบบการชารจรถยนตไฟฟา จ านวน 500 คน (เลอกแสดงผล 50 คน) โดยเปรยบเทยบระหวาง (ก) ไมมการจดการชารจ และ (ข) มการจดการชารจ (ฟงกชนท 5)

ชารจในชวงเวลาใดๆ จะแทนดวย timeslot สขาว จากรปท 7 (ก) แสดงรปแบบการชารจกรณทไมมการจดการชารจ เมอรถยนตไฟฟาเชอมตอเขาสระบบจะเรมชารจทนทโดยไมค านงถงผลกระทบหรอขอจ ากดของระบบ และรปท 7 (ข) แสดงใหเหนวาเมอมพลงงานเพยงพอรถยนตไฟฟาจะไดรบเลอกเขาชารจ แตหากมพลงงานไมเพยงพอระบบอาจหยดชารจรถยนตไฟฟาบางคน ซงผลการทดลองเมอพจารณา %SOC เฉลย จะมคาไมต ากวาทรบประกนไวท (การทดสอบน ก าหนด %SOC ไวท 90%) ยกเวนบางกรณ เชน รถยนตไฟฟาทเชอมตอเขามาในขณะทระบบมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงอยแลว หรอในกรณทรถยนตไฟฟาม %SOC ทต ามากและเวลาทเชอมตอในระบบมไมเพยงพอ เปนตน

เมอพจารณา %SOC กอนและหลงเขาชารจโดยใชฟงกชนท 5 (วธการทน าเสนอ) เมอระบบมพลงงานเพยงพอรถยนตไฟฟาจะถกชารจจนกวาจะเตม 100% ซงจากผลการทดลอง จ านวนรถยนตไฟฟาทชารจไดเตม 100% มจ านวนถง 80% ของรถยนตไฟฟาทงหมด และมรถยนตไฟฟาเพยง 10% เทานนทม %SOC เมอสนสดการชารจไมถง 90% ซงเมอตรวจสอบจะพบวารถยนตไฟฟากลมนม %SOC เรมตนทต ามากรวมทงเวลาท

เชอมตอในระบบอย ในชวงทระบบมความตองการก าลงไฟฟาสงอกดวย 4.3.2 ระบบจ าหนายไฟฟา สฟฟ.หวหน 3 วงจรท 5 จากการทดลองการเชอมตอของรถยนตไฟฟาในระบบทจ าลองจากระบบจ าหนายไฟฟาวงจรท 5 สฟฟ.หวหน 3 ของ กฟภ. จะพบวาผลการทดลองใกลเคยงกบในระบบทดสอบ IEEE 69 บส กลาวคอเมอไมมการจดการชารจรถยนตไฟฟาจะเรมชารจทนท และชวงเวลาดงกลาวเปนเวลาเดยวกนกบทระบบมความตองการใชพลงงานไฟฟาสงอยแลว จงท าใหยงเปนการเพมคาความตองการไฟฟาสงสด และเมอมจ านวนมากขน คาความตองการไฟฟาสงสดกจะยงเพมสงขนอยางมนยส าคญ ดงแสดงในรปท 8

รปท 8 ลกษณะการใชไฟฟาในวนท างาน สฟฟ.หวหน 3 วงจร 5

กรณทไมมการจดการชารจ ตามจ านวนการเชอมตอของ รถยนตไฟฟา

รปท 8 แสดงลกษณะการใชไฟฟาของ สฟฟ.หวหน 3 วงจร 5 แบงกรณตามจ านวนของรถยนตไฟฟาทเขาชารจในวนท างานและวนหยด โดยท EV#100, EV#300 และ EV#500 หมายถงกรณทระบบมรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอจ านวน 100, 300 และ 500 คนตามล าดบ จะพบวาเมอไมมการจดการชารจรถยนตไฟฟาจะเรมชารจทนท และเมอพจารณาลกษณะการใชไฟฟาในวนหยด ซงมคาความตองการใชก าลงไฟฟาสงสดมากกวาวนท างานถง 2.2 เมกะวตต จะพบวาการเขาชารจของรถยนตไฟฟาตงแต 500 คนขนไป จะท าใหระบบประสบปญหาแรงดนตกทปลายสาย เกนกวาเกณฑดานแรงดน (Voltage Criteria) ของการวางแผนระบบไฟฟาท กฟภ. ก าหนดไว คอในกรณปกต ระบบจ าหนายพกดแรงดน 22 กโลโวลต ตองมระดบแรงดนไมต ากวา 0.95 pu [18] แรงดนไฟฟาในระบบจะเปลยนแปลงต ากวาคามาตรฐานเพมมากขน

ตามจ านวนการเพมขนของรถยนตไฟฟาซงระดบแรงดนของบสทอยปลายสายของระบบทท าการทดลอง กรณมรถยนตไฟฟาเชอมตอจ านวน 500 คน คาระดบแรงดนจะอยท 0.9402 pu ซงต ากวาคามาตรฐานท กฟภ. ก าหนด ดงนนการเขาชารจของรถยนตไฟฟาโดยไมมการจดการยอมกอใหเกดปญหาตอระบบทงดานการเพมขนของก าลงไฟฟาสญเสย และปญหาแรงดนไฟฟาตก ดงนน เพอปองกนการเกดปญหาตอระบบจ าหนายเนองจากการชารจรถยนตไฟฟาและชะลอการปรบปรงระบบจ าหนายเพอรองรบการเขามาของรถยนตไฟฟา จงจ าเปนตองมการจดการชารจรถยนตไฟฟาทเขามาเชอมตอในระบบดวย

รปท 9 Load Profile ในวนท างาน สฟฟ.หวหน 3 วงจร 5

เปรยบเทยบกรณทมและไมมการจดการชารจรถยนตไฟฟา

รปท 9 และรปท 10 แสดงลกษณะการใชไฟฟาของ สฟฟ.หวหน 3 วงจร 5 เปรยบเทยบกรณทมและไมมการจดการชารจในวนท างานและวนหยด โดยก าหนดจ านวนรถยนตไฟฟาทเขาชารจ 500 คน พบวาวธจดการชารจทน าเสนอ (ฟงกชนท 5) สามารถรกษาระดบพลงงานไฟฟาทใชในการชารจรถยนตไฟฟาใหไมเกนระดบก าลงไฟฟาสงสดทตงไวไดอกดวย

รปท 10 Load Profile ในวนหยด สฟฟ.หวหน 3 วงจร 5

เปรยบเทยบกรณทมและไมมการจดการชารจ รถยนตไฟฟา


เมอพจารณาผลของ %SOC กอนและหลงเขาชารจ(ฟงกชนท 5) จะพบวาระบบจ าหนายของ กฟภ. ทน ามาทดสอบมจ านวนรถยนตไฟฟาทไมสามารถชารจไดจนเตม 100% นอยกวากรณระบบ IEEE 69 บส เนองจากขดจ ากดพลงงานสงสดทสงกวาถง 3 เมกะวตต ท าใหมพลงงานทใชจดสรรเพอชารจรถยนตไฟฟาไดมากกวา เพอเปรยบเทยบประสทธภาพของผลลพธจากการทดลองระหวางฟงกชนวตถประสงคตามตารางท 1 งานวจยนใชการประเมนผล 4 แบบเพอวดผล คอ 1. ความตองการพลงงานสงสด (peak demand)

1:24maxPeak ii

P P

(7) โดยท iP คอพลงงานทระบบตองการในชวโมงท i 2. อตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย

peak

mean

PowerPAR

Power (8)

โดยท meanP คอความตองการพลงงานเฉลยใน 1 วน 3. คาองคประกอบการใชไฟฟา (Load Factor, LF) mean

peak

PowerLF

Power (9)

4. อตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ

1

1 N

avg ii

SOC SOCN

(10)

โดยท iSOC คอ %SOC ของรถยนตไฟฟาคนท i N คอ จ านวนรถยนตทงหมดทเชอมตอใน 1 วน ดงนนสามารถสรปผลการทดลองแยกตามตวแปรทใชวดผลและจ านวนรถยนตไฟฟาทเชอมตอไดดงตารางท 2 – ตารางท 7 ตารางท 2 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอทระบบทดสอบ IEEE 69 บส จ านวน 100 คน (วนท างาน)

Objective Function

Peak Demand PAR

Load Factor

Average Plug-out SOC

Base load 3,972.98 1.623 0.616 - 1 4,173.77 1.682 0.594 100 2 4,173.77 1.682 0.594 100 3 4,173.77 1.682 0.594 100 4 3,972.98 1.602 0.693 99.295 5 3,972.98 1.602 0.693 99.157

ตารางท 3 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอทระบบทดสอบ IEEE 69 บส จ านวน 300 คน (วนท างาน)

Objective Function

Peak Demand PAR

Load Factor


Base load 3,972.98 1.623 0.616 - 1 4,467.04 1.755 0.570 100 2 4,467.04 1.755 0.570 100 3 4,467.04 1.755 0.570 100 4 3,972.98 1.563 0.705 97.89 5 3,972.98 1.563 0.705 98.04

ตารางท 4 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอทระบบทดสอบ IEEE 69 บส จ านวน 500 คน วนท างาน

Objective Function

Peak Demand PAR Load

Factor Average

Plug-out SOC

Base load 3,972.98 1.623 0.616 - 1 4,811.57 1.842 0.543 100 2 4,811.57 1.842 0.543 100 3 4,811.57 1.842 0.543 100 4 3,972.98 1.528 0.711 95.23 5 3,972.98 1.528 0.711 95.73

ตารางท 5 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอทวงจร 5 สฟฟ.หวหน 3 จ านวน 100 คน ในวนหยด

Objective Function

Peak Demand

PAR Load Factor


Base load 7,623.21 1.273 0.786 - 1 7,717.30 1.282 0.780 100 2 7,717.30 1.282 0.780 100 3 7,717.30 1.282 0.780 100 4 7,623.21 1.266 0.790 98.74 5 7,623.21 1.266 0.790 98.74

ตารางท 6 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอทวงจร 5 สฟฟ.หวหน 3 จ านวน 300 คน (วนหยด)

Objective Function

Peak Demand PAR

Load Factor


Base load 7,623.21 1.273 0.786 - 1 7,942.00 1.305 0.766 100 2 7,942.00 1.305 0.766 100 3 7,942.00 1.305 0.766 100 4 7,623.21 1.253 0.798 98.71 5 7,623.21 1.253 0.798 98.71

ตารางท 7 เปรยบเทยบผลการทดลอง กรณรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอท วงจร 5 สฟฟ.หวหน 3 จ านวน 500 คน (วนหยด)

Objective Function

Peak Demand PAR

Load Factor


Base load 7,623.21 1.273 0.786 - 1 8,172.18 1.330 0.752 100 2 8,172.18 1.330 0. 752 100 3 8,172.18 1.330 0. 752 100 4 7,623.21 1.241 0.806 98.234 5 7,623.21 1.241 0.806 98.229

จากตารางท 2 - 7 แสดงผลเปรยบเทยบกรณทมรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอระบบทดสอบ IEEE 69 บส (วนท างาน) และวงจรท 5 ของ สฟฟ.หวหน 3 (วนหยด) จ านวน 100, 300 และ 500 คนตามล าดบ ซงผลการทดลองเปรยบเทยบระหวางตวแปรทใชวดผลและฟงกชนจดประสงคทง 5 แบบ คอลมนท 2 ของทกตารางแสดงใหเหนวาคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดกรณทไมมการจดการชารจ (ฟงกชนท 1) จะมคาสงทสด และมแนวโนมทจะเพมขนอยางตอเนองตามจ านวนของรถยนตไฟฟาทเพมเขามาในระบบ เนองจากรปแบบการเขาชารจของรถยนตไฟฟาอยในชวงเวลาเดยวกนกบทระบบก าลงประสบปญหาความตองการพลงงานสง และเม อเปรยบเทยบกบฟงกชนท 2 และ 3 จะพบวามคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดเพมขนเทากบกรณไมมการจดการชารจ เนองจากทงสองวธนอนญาตใหรถยนตไฟฟาเขาชารจเพมไดถาผลรวมของพลงงานในระบบไมเกนความสามารถในการจายโหลดของวงจร เมอเปรยบเทยบฟงกชนท 4 และ 5 ซงเปนวธการทน าเสนอ จะพบวามการหยดชารจเมอคาพลงงานรวมในระบบสงเทากบคาขดจ ากดพลงงานสงสด ซงกรณนก าหนดแฟคเตอรปรบขดจ ากดไวเทากบก าลงไฟฟาสงสดเดมและเลอนเวลาการเขาชารจของรถยนตไฟฟาเพอรกษาระดบคาก าลงไฟฟาสงสดไมใหมากกวาเดมอกดวย

ในคอลมนท 3 แสดงคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย (PAR) โดยคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยของฟงกชนท 4 และ 5 มคาต ากวากรณทดลองดวยฟงกชนอน เนองจากคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย บงบอกถงความแตกตางระหวางก าลงไฟฟาสงสดและคาเฉลยของก าลงไฟฟาใน 1 วน

หากคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยมาก แสดงวามคาก าลงไฟฟาสงสดทสงหรอมประสทธภาพในการใชพลงงานแตละวนไมคมคา ดงน นวธการทน าเสนอ สามารถลดคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยไดอยางมนยส าคญ

ในคอลมนท 4 แสดงคาองคประกอบการใชไฟฟา (load factor) เปรยบเทยบระหวางระบบทมและไมมการจดการชารจ ซงคานจะบงบอกถงประสทธภาพการถกใชงาน (utilized) ของระบบจากมมมองของผใหบรการไฟฟา ใชอธบายประสทธภาพการใชงานของโหลดตามพฤตกรรมของผใชไฟ โดยค านวณจากสดสวนของพลงงานเฉลยเทยบกบคาพลงงานสงสด โดยคาในอดมคตคอมคาใกลเคยง 1 มากทสด จากผลการทดลองพบวา ระบบทไมมการจดการและระบบทจดการชารจโดยใชฟงกชนท 2 และ 3 มคาองคประกอบการใชไฟฟาลดลงเปนสดสวนตามจ านวนรถยนตไฟฟาทเขาชารจ แสดงวาระบบมประสทธภาพการใชพลงงานลดลง เนองจากโหลดสงสดเทยบกบโหลดเฉลยแตกตางกนมากขนอยางชดเจน ซงตางกบระบบทจดการโดยฟงกชนท 4 และ 5 จะพบวาคาองคประกอบการใชไฟฟาสงขนเรอยๆ ตามจ านวนรถยนตไฟฟา เพราะระบบมการจดสรรพลงงานทมอยอยางจ ากดเพอใชในการชารจรถยนตไฟฟาอยางเตมประสทธภาพ ในคอลมนสดทาย แสดงอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) ทพรอมใชงานในวนถดไป จะพบวากรณทจ านวนรถยนตไฟฟาเขาชารจไมเกนความสามารถการจายพลงงานของระบบ เมอปลดการเชอมตอ อตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอจะเตม 100% แตเมอจ านวนรถยนตไฟฟามมากเกนความสามารถทระบบจะรองรบได ซงจากการทดลองนจะพบวา ยงรถยนตไฟฟาในระบบเพมจ านวนขน โอกาสทคาเฉลย %SOC ของรถยนตไฟฟาในระบบจะลดลงกจะยงสงขนตามไปดวย แตเมอพจารณาระดบอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ เมอปลดการเชอมตอทลดลง จะเหนวามการเปลยนแปลงนอยมาก ทงนอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอพรอมใชงานกยงอยในระดบทสามารถใชเดนทางไดอยางพอเพยงในวนถดไป



Objective Function

Peak Demand PAR

Load Factor


Base load 7,623.21 1.273 0.786 - 1 8,172.18 1.330 0.752 100 2 8,172.18 1.330 0. 752 100 3 8,172.18 1.330 0. 752 100 4 7,623.21 1.241 0.806 98.234 5 7,623.21 1.241 0.806 98.229

จากตารางท 2 - 7 แสดงผลเปรยบเทยบกรณทมรถยนตไฟฟาเขาเชอมตอระบบทดสอบ IEEE 69 บส (วนท างาน) และวงจรท 5 ของ สฟฟ.หวหน 3 (วนหยด) จ านวน 100, 300 และ 500 คนตามล าดบ ซงผลการทดลองเปรยบเทยบระหวางตวแปรทใชวดผลและฟงกชนจดประสงคทง 5 แบบ คอลมนท 2 ของทกตารางแสดงใหเหนวาคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดกรณทไมมการจดการชารจ (ฟงกชนท 1) จะมคาสงทสด และมแนวโนมทจะเพมขนอยางตอเนองตามจ านวนของรถยนตไฟฟาทเพมเขามาในระบบ เนองจากรปแบบการเขาชารจของรถยนตไฟฟาอยในชวงเวลาเดยวกนกบทระบบก าลงประสบปญหาความตองการพลงงานสง และเม อเปรยบเทยบกบฟงกชนท 2 และ 3 จะพบวามคาความตองการก าลงไฟฟาสงสดเพมขนเทากบกรณไมมการจดการชารจ เนองจากทงสองวธนอนญาตใหรถยนตไฟฟาเขาชารจเพมไดถาผลรวมของพลงงานในระบบไมเกนความสามารถในการจายโหลดของวงจร เมอเปรยบเทยบฟงกชนท 4 และ 5 ซงเปนวธการทน าเสนอ จะพบวามการหยดชารจเมอคาพลงงานรวมในระบบสงเทากบคาขดจ ากดพลงงานสงสด ซงกรณนก าหนดแฟคเตอรปรบขดจ ากดไวเทากบก าลงไฟฟาสงสดเดมและเลอนเวลาการเขาชารจของรถยนตไฟฟาเพอรกษาระดบคาก าลงไฟฟาสงสดไมใหมากกวาเดมอกดวย

ในคอลมนท 3 แสดงคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย (PAR) โดยคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยของฟงกชนท 4 และ 5 มคาต ากวากรณทดลองดวยฟงกชนอน เนองจากคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย บงบอกถงความแตกตางระหวางก าลงไฟฟาสงสดและคาเฉลยของก าลงไฟฟาใน 1 วน

หากคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยมาก แสดงวามคาก าลงไฟฟาสงสดทสงหรอมประสทธภาพในการใชพลงงานแตละวนไมคมคา ดงน นวธการทน าเสนอ สามารถลดคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลยไดอยางมนยส าคญ

ในคอลมนท 4 แสดงคาองคประกอบการใชไฟฟา (load factor) เปรยบเทยบระหวางระบบทมและไมมการจดการชารจ ซงคานจะบงบอกถงประสทธภาพการถกใชงาน (utilized) ของระบบจากมมมองของผใหบรการไฟฟา ใชอธบายประสทธภาพการใชงานของโหลดตามพฤตกรรมของผใชไฟ โดยค านวณจากสดสวนของพลงงานเฉลยเทยบกบคาพลงงานสงสด โดยคาในอดมคตคอมคาใกลเคยง 1 มากทสด จากผลการทดลองพบวา ระบบทไมมการจดการและระบบทจดการชารจโดยใชฟงกชนท 2 และ 3 มคาองคประกอบการใชไฟฟาลดลงเปนสดสวนตามจ านวนรถยนตไฟฟาทเขาชารจ แสดงวาระบบมประสทธภาพการใชพลงงานลดลง เนองจากโหลดสงสดเทยบกบโหลดเฉลยแตกตางกนมากขนอยางชดเจน ซงตางกบระบบทจดการโดยฟงกชนท 4 และ 5 จะพบวาคาองคประกอบการใชไฟฟาสงขนเรอยๆ ตามจ านวนรถยนตไฟฟา เพราะระบบมการจดสรรพลงงานทมอยอยางจ ากดเพอใชในการชารจรถยนตไฟฟาอยางเตมประสทธภาพ ในคอลมนสดทาย แสดงอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) ทพรอมใชงานในวนถดไป จะพบวากรณทจ านวนรถยนตไฟฟาเขาชารจไมเกนความสามารถการจายพลงงานของระบบ เมอปลดการเชอมตอ อตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอจะเตม 100% แตเมอจ านวนรถยนตไฟฟามมากเกนความสามารถทระบบจะรองรบได ซงจากการทดลองนจะพบวา ยงรถยนตไฟฟาในระบบเพมจ านวนขน โอกาสทคาเฉลย %SOC ของรถยนตไฟฟาในระบบจะลดลงกจะยงสงขนตามไปดวย แตเมอพจารณาระดบอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ เมอปลดการเชอมตอทลดลง จะเหนวามการเปลยนแปลงนอยมาก ทงนอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอพรอมใชงานกยงอยในระดบทสามารถใชเดนทางไดอยางพอเพยงในวนถดไป



Objective Function

Average Plug-out

SOC

Guarantee Ratio

80% 85% 90% 100%

4 97.89 98.5 97.93 97.3 96.8 5 98.04 93.3 92.67 90.0 87.3


Objective Function

Average Plug-out

SOC

Guarantee Ratio

80% 85% 90% 100%

4 98.71 95.8 94.67 92.9 91.3 5 98.71 96.5 95.07 93.9 91.4

ตารางท 8 และตารางท 9 แสดงผลการทดสอบกรณรถยนตไฟฟา จ านวน 300 คนเขาเชอมตอกบระบบทดสอบ IEEE 69 บส และวงจรท 5 สฟฟ.หวหน 3 ตาม

ล าดบ จะพบวาฟงกชนท 5 จากทงสองตารางมอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอมากกวาเลกนอย และจากตารางท 8 ซงเปนระบบ IEEE 69 บส เมอพจารณาถงอตราการรบประกนระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอกอนใชงานในวนถดไป (guarantee ratio) พบวาฟงกชนท 4 ม guarantee ratio ท 90% และ 100% สงกวาฟงกชนท 5 เนองจากฟงกชนท 4 จะชารจแบตเตอรอยางตอเนองจนกวาจะเตม 100% แมวาจะตองรองรบรถยนตไฟฟาถง 300 คนกตาม กลาวคอ ฟงกชนท 4 จะใหความส าคญตอรถยนตไฟฟาคนทเขามากอนจะไดรบการชารจจนเตม 100% กอนโดยไมพจารณา %SOC ของรถยนตไฟฟาคนทเขามาทหลง แตจากตารางท 9 ซงเปนการทดลองของวงจรท 5 สฟฟ.หวหน 3 จะพบวา guarantee ratio ของทงสองฟงกชนใหผลทใกลเคยงกนมาก เนองจากวงจรนมขดจ ากบพลงงานสงสดทประมาณ 7 เมกะวตต ท าใหสามารถรองรบรถยนตไฟฟาจ านวน 300 คนไดโดยฟงกชนท 5 ไมจ าเปนตองหยดการชารจเมอถงระดบขดแบง HRTS และ SRTS ดงนน เมอพจารณาจากระดบพลงงานในระบบทสามารถใชงานไดมไมเพยงพอตอการชารจรถยนตไฟฟาไดเตมทกคนทเขาเชอมตอ หากผใหบรการพลงงานไฟฟามมมมองทใหความส าคญตอ guarantee ratio มากกวาอตราเฉลยของระดบคาพลงงาน

สะสมคงเหลอ ฟงกชนท 4 จะเปนอกทางเลอกทเหมาะสม 5. สรปผลและวจารณ

งานวจยนมการน าเสนอการจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถปรบปรงรปแบบการใชพลงงานของระบบ ทงยงสามารถรบประกนระดบพลงงานสะสมคงเหลอเฉลยของรถยนตไฟฟาในระบบไดดวย โดยมการค านงถงพารามเตอรทใชในการจดตารางงานตามเวลา รวมทงใชฐานขอมลการส ารวจการเดนทางภาคครวเรอนทงประเทศ กระทรวงคมนาคม สหรฐอเมรกา เพอจ าลองพฤตกรรมการใชงานรถยนตไฟฟา โดยการทดลองจะพจารณาจ านวนรถยนตไฟฟาทแตกตางกน กระบวนการแกปญหาทใชคอ binary programming และท าการทดสอบโดยใชระบบทดสอบ 2 ระบบ คอ IEEE 69 bus และระบบจ าหนายของ กฟภ. ท สฟฟ.หวหน 3 วงจรท 5

จากผลการทดสอบ จะพบวาวธการทน าเสนอสามารถรกษาระดบความตองการพลงงานสงสด (peak demand) เดมของระบบได เมอเปรยบเทยบกบ [3] และ [5] จะพบวาระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) กอนใชงานในวนถดไปตางกนเลกนอย แตผลของวธการทน าเสนอ สามารถท าใหคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย (PAR) ลดลง และปรบปรงคาองคประกอบการใชไฟฟา (load factor) ไดอยางมนยส าคญ ซงหมายถงระบบจ าหนายไฟฟาทมการน าวธการทน าเสนอไปใชจดการชารจรถยนตไฟฟานน มการใชงานพลงงานไดอยางมประสทธภาพ อกทงยงสามารถควบคมการใชงานชวงทระบบมความตองการใชก าลงไฟฟาสงสด ไมใหทวความรนแรงเพมขนอนเนองมาจากพฤตกรรมและจ านวนรถยนตไฟฟาทเชอมตอเขามา ซงสงผลใหสามารถขยายระยะเวลาในการจดหาแหลงผลตไฟฟาเพม อกทงยงคงรกษาระดบก าลงไฟฟาส ารองใหอยในเกณฑทก าหนดไวไดอกดวย

ทงนเนองจากวธการทน าเสนอ สามารถรกษาระดบพลงงานใหไม เกนขอบเขตทก าหนด ดงน นระดบแรงดนไฟฟาภายหลงชารจรถยนตไฟฟาจะเปลยนแปลงเลกนอย เนองจากรปแบบการใชพลงงานเฉลยมความใกลเคยงกน และจากความสามารถในการรกษาระดบ

ก าลงไฟฟาสงสดไดนน ท าใหผใหบรการพลงงานไฟฟาไมจ าเปนตองมการปรบปรงระบบจ าหนายเพอรองรบการเพมขนของรถยนตไฟฟาโดยทยงใชงานระบบเดมไดไมเตมประสทธภาพ รวมถงสามารถจดสรรเพอใหวงจรทมการจดการชารจรถยนตไฟฟาสามารถรองรบการถายโอนโหลดจากวงจรขางเคยงได จากขอดทกลาวมาขางตน ท าใหวธการนสามารถยดอายการใชงานของอปกรณในระบบจ าหนาย เชน สายไฟฟา หรอหมอแปลงไฟฟาไดอกดวย กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณการไฟฟาสวนภมภาค ทใหการสนบสนนดานคาใชจายท าใหผวจยไดมโอกาสไดรบทนเพอศกษาตอระดบปรญญาโท เอกสารอางอง [1] นกสทธ ควฒนาชย. 2551. รถไฮบรดและรถยนต

ไฟฟา. ประชาคมวจย. 14(12). [2] Papadopoulos, P., Cipcigan, L.M., Jenkins, N.

and Grau, I. 2009. Distribution networks with electric vehicles. Universities Power Engineering Conference (UPEC), Proceedings of the 44th International, Sept. 1-4, 2009: 1-5.

[3] Soares, F.J., Rocha Almeida, P.M. and Pecas Lopes, J.A. 2004. Quasi-real-time management of electric vehicles charging. Electric Power Systems Research. vol. 108(2014), pp. 293-303.

[4] Richardson, P.; Flynn, D.; Keane, A. 2012. Optimal charging of electric vehicles in low-voltage distribution systems. IEEE Trans. Power Syst. vol. 27, pp. 268-279.

[5] Pecas Lopes, J.A., Soares, F.J., Almeida, P.M. and Moreira da Silva, M. 2009. Smart charging strategies for electric vehicles: Enhancing grid performance and maximizing the use of variable renewable energy resources. Proceedings of EVS-24, Stavanger, Norway, May. 13-16, 2009: 2680-2690.

[6] Monica, A., Hortensia, A., Jean, G.G. and Juan M.G. 2014. Optimal charging scheduling of

electric vehicles in smart grids by heuristic algorithms. Energies. vol. 7: 2449-2475.

[7] Ma, Z. Callaway, D. and Hiskens, I. 2010. Decentralized charging control for large populations of plug-in electric vehicles. 49th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), pp. 206-212.

[8] Laplante, P.A. 2004. Real-time systems design and analysis, John Wiley & Sons, 3rd ed.

[9] National Household Travel Survey. [Internet] 2014. [cited: 2014 Aug 15]. http://nhts.ornl.gov.

[10] IEC 61851-1 Standard for electric vehicle conductive charging system part 1 : general requirements.

[11] กองแผนงานระบบไฟฟา กองวจย กองพฒนาระบบไฟฟา การไฟฟาสวนภมภาค, รายงานผลการตรวจวดรถยนตไฟฟา สงหาคม 2555.

[12] BU-1203: Electric Vehicle. [Internet] 2014. [cited: 2014 Sep 10]. http://batteryuniversity

.com/learn/article/electric_vehicle. [13] 2009 National Household Travel Survey User’s

Guide. 2011, U.S. Department of Transportation, Freral Highway Administration.

[14] Optimization Toolbox User’s Guide for MATLAB. 2009. Version 1, Mathworks.

[15] Park, J.Y., Sohan, J.M. and Park, J.K. 2009. Optimal capacitor allocation in a distribution system considering operation costs. IEEE Transactions on Power Systems, Vol.24, No.1, pp.462-468.

[16] Southern California Edison Regulatiory Information (2014). [Internet] 2014. [cited: 2014 Sep 14]. http://www.sce.com/005_regul_info /eca/DOMSM14.DLP.

[17] Shiyao ,C., Yuting , J. and Lang T. 2012. Deadline scheduling for large scale charging of electric vehicles with renewable energy. Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop (SAM), IEEE 2012, 7th. pp. 13-16.



Objective Function

Average Plug-out

SOC

Guarantee Ratio

80% 85% 90% 100%

4 97.89 98.5 97.93 97.3 96.8 5 98.04 93.3 92.67 90.0 87.3


Objective Function

Average Plug-out

SOC

Guarantee Ratio

80% 85% 90% 100%

4 98.71 95.8 94.67 92.9 91.3 5 98.71 96.5 95.07 93.9 91.4

ตารางท 8 และตารางท 9 แสดงผลการทดสอบกรณรถยนตไฟฟา จ านวน 300 คนเขาเชอมตอกบระบบทดสอบ IEEE 69 บส และวงจรท 5 สฟฟ.หวหน 3 ตาม

ล าดบ จะพบวาฟงกชนท 5 จากทงสองตารางมอตราเฉลยของระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอมากกวาเลกนอย และจากตารางท 8 ซงเปนระบบ IEEE 69 บส เมอพจารณาถงอตราการรบประกนระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอกอนใชงานในวนถดไป (guarantee ratio) พบวาฟงกชนท 4 ม guarantee ratio ท 90% และ 100% สงกวาฟงกชนท 5 เนองจากฟงกชนท 4 จะชารจแบตเตอรอยางตอเนองจนกวาจะเตม 100% แมวาจะตองรองรบรถยนตไฟฟาถง 300 คนกตาม กลาวคอ ฟงกชนท 4 จะใหความส าคญตอรถยนตไฟฟาคนทเขามากอนจะไดรบการชารจจนเตม 100% กอนโดยไมพจารณา %SOC ของรถยนตไฟฟาคนทเขามาทหลง แตจากตารางท 9 ซงเปนการทดลองของวงจรท 5 สฟฟ.หวหน 3 จะพบวา guarantee ratio ของทงสองฟงกชนใหผลทใกลเคยงกนมาก เนองจากวงจรนมขดจ ากบพลงงานสงสดทประมาณ 7 เมกะวตต ท าใหสามารถรองรบรถยนตไฟฟาจ านวน 300 คนไดโดยฟงกชนท 5 ไมจ าเปนตองหยดการชารจเมอถงระดบขดแบง HRTS และ SRTS ดงนน เมอพจารณาจากระดบพลงงานในระบบทสามารถใชงานไดมไมเพยงพอตอการชารจรถยนตไฟฟาไดเตมทกคนทเขาเชอมตอ หากผใหบรการพลงงานไฟฟามมมมองทใหความส าคญตอ guarantee ratio มากกวาอตราเฉลยของระดบคาพลงงาน

สะสมคงเหลอ ฟงกชนท 4 จะเปนอกทางเลอกทเหมาะสม 5. สรปผลและวจารณ

งานวจยนมการน าเสนอการจดการชารจรถยนตไฟฟาทสามารถปรบปรงรปแบบการใชพลงงานของระบบ ทงยงสามารถรบประกนระดบพลงงานสะสมคงเหลอเฉลยของรถยนตไฟฟาในระบบไดดวย โดยมการค านงถงพารามเตอรทใชในการจดตารางงานตามเวลา รวมทงใชฐานขอมลการส ารวจการเดนทางภาคครวเรอนทงประเทศ กระทรวงคมนาคม สหรฐอเมรกา เพอจ าลองพฤตกรรมการใชงานรถยนตไฟฟา โดยการทดลองจะพจารณาจ านวนรถยนตไฟฟาทแตกตางกน กระบวนการแกปญหาทใชคอ binary programming และท าการทดสอบโดยใชระบบทดสอบ 2 ระบบ คอ IEEE 69 bus และระบบจ าหนายของ กฟภ. ท สฟฟ.หวหน 3 วงจรท 5

จากผลการทดสอบ จะพบวาวธการทน าเสนอสามารถรกษาระดบความตองการพลงงานสงสด (peak demand) เดมของระบบได เมอเปรยบเทยบกบ [3] และ [5] จะพบวาระดบคาพลงงานสะสมคงเหลอ (%SOC) กอนใชงานในวนถดไปตางกนเลกนอย แตผลของวธการทน าเสนอ สามารถท าใหคาอตราพลงงานสงสดตอพลงงานเฉลย (PAR) ลดลง และปรบปรงคาองคประกอบการใชไฟฟา (load factor) ไดอยางมนยส าคญ ซงหมายถงระบบจ าหนายไฟฟาทมการน าวธการทน าเสนอไปใชจดการชารจรถยนตไฟฟานน มการใชงานพลงงานไดอยางมประสทธภาพ อกทงยงสามารถควบคมการใชงานชวงทระบบมความตองการใชก าลงไฟฟาสงสด ไมใหทวความรนแรงเพมขนอนเนองมาจากพฤตกรรมและจ านวนรถยนตไฟฟาทเชอมตอเขามา ซงสงผลใหสามารถขยายระยะเวลาในการจดหาแหลงผลตไฟฟาเพม อกทงยงคงรกษาระดบก าลงไฟฟาส ารองใหอยในเกณฑทก าหนดไวไดอกดวย

ทงนเนองจากวธการทน าเสนอ สามารถรกษาระดบพลงงานใหไม เกนขอบเขตทก าหนด ดงน นระดบแรงดนไฟฟาภายหลงชารจรถยนตไฟฟาจะเปลยนแปลงเลกนอย เนองจากรปแบบการใชพลงงานเฉลยมความใกลเคยงกน และจากความสามารถในการรกษาระดบ

ก าลงไฟฟาสงสดไดนน ท าใหผใหบรการพลงงานไฟฟาไมจ าเปนตองมการปรบปรงระบบจ าหนายเพอรองรบการเพมขนของรถยนตไฟฟาโดยทยงใชงานระบบเดมไดไมเตมประสทธภาพ รวมถงสามารถจดสรรเพอใหวงจรทมการจดการชารจรถยนตไฟฟาสามารถรองรบการถายโอนโหลดจากวงจรขางเคยงได จากขอดทกลาวมาขางตน ท าใหวธการนสามารถยดอายการใชงานของอปกรณในระบบจ าหนาย เชน สายไฟฟา หรอหมอแปลงไฟฟาไดอกดวย กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณการไฟฟาสวนภมภาค ทใหการสนบสนนดานคาใชจายท าใหผวจยไดมโอกาสไดรบทนเพอศกษาตอระดบปรญญาโท เอกสารอางอง [1] นกสทธ ควฒนาชย. 2551. รถไฮบรดและรถยนต

ไฟฟา. ประชาคมวจย. 14(12). [2] Papadopoulos, P., Cipcigan, L.M., Jenkins, N.

and Grau, I. 2009. Distribution networks with electric vehicles. Universities Power Engineering Conference (UPEC), Proceedings of the 44th International, Sept. 1-4, 2009: 1-5.

[3] Soares, F.J., Rocha Almeida, P.M. and Pecas Lopes, J.A. 2004. Quasi-real-time management of electric vehicles charging. Electric Power Systems Research. vol. 108(2014), pp. 293-303.

[4] Richardson, P.; Flynn, D.; Keane, A. 2012. Optimal charging of electric vehicles in low-voltage distribution systems. IEEE Trans. Power Syst. vol. 27, pp. 268-279.

[5] Pecas Lopes, J.A., Soares, F.J., Almeida, P.M. and Moreira da Silva, M. 2009. Smart charging strategies for electric vehicles: Enhancing grid performance and maximizing the use of variable renewable energy resources. Proceedings of EVS-24, Stavanger, Norway, May. 13-16, 2009: 2680-2690.

[6] Monica, A., Hortensia, A., Jean, G.G. and Juan M.G. 2014. Optimal charging scheduling of

electric vehicles in smart grids by heuristic algorithms. Energies. vol. 7: 2449-2475.

[7] Ma, Z. Callaway, D. and Hiskens, I. 2010. Decentralized charging control for large populations of plug-in electric vehicles. 49th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), pp. 206-212.

[8] Laplante, P.A. 2004. Real-time systems design and analysis, John Wiley & Sons, 3rd ed.

[9] National Household Travel Survey. [Internet] 2014. [cited: 2014 Aug 15]. http://nhts.ornl.gov.

[10] IEC 61851-1 Standard for electric vehicle conductive charging system part 1 : general requirements.

[11] กองแผนงานระบบไฟฟา กองวจย กองพฒนาระบบไฟฟา การไฟฟาสวนภมภาค, รายงานผลการตรวจวดรถยนตไฟฟา สงหาคม 2555.

[12] BU-1203: Electric Vehicle. [Internet] 2014. [cited: 2014 Sep 10]. http://batteryuniversity

.com/learn/article/electric_vehicle. [13] 2009 National Household Travel Survey User’s

Guide. 2011, U.S. Department of Transportation, Freral Highway Administration.

[14] Optimization Toolbox User’s Guide for MATLAB. 2009. Version 1, Mathworks.

[15] Park, J.Y., Sohan, J.M. and Park, J.K. 2009. Optimal capacitor allocation in a distribution system considering operation costs. IEEE Transactions on Power Systems, Vol.24, No.1, pp.462-468.

[16] Southern California Edison Regulatiory Information (2014). [Internet] 2014. [cited: 2014 Sep 14]. http://www.sce.com/005_regul_info /eca/DOMSM14.DLP.

[17] Shiyao ,C., Yuting , J. and Lang T. 2012. Deadline scheduling for large scale charging of electric vehicles with renewable energy. Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop (SAM), IEEE 2012, 7th. pp. 13-16.


[18] การไฟฟาสวนภมภาค กระทรวงมหาดไทย. 2555. แผนพฒนาระบบไฟฟา ในชวงแผนพฒนาเศรษฐกจ และสงคมแหงชาต ฉบบท 11 ป พ.ศ. 2555-2559.

Optimal Real-Time PEVs Charging Scheduling for Enhancing ...web.eng.ubu.ac.th/~seminar/research/Journal/8_1/บทที่ 8.pdf · 77 เอกสารอ้งอาิง [1]

Documents