Modelling and analysis of vehicle-to-grid technologies for power quality improvement

The transition toward Smart Grids concept promoted the increased reliance on renewable energy sources and Electric Vehicles. Through such concept, and with the help of EVs, it becomes possible to enhance the Power Quality (PQ) of the grid by delivering the energy stored in batteries on-board EVs into the electrical network through Vehicle to grid (V2G) functions. V2G technology’s aim is to provide the electrical grid with the surplus of energy stored in EV batteries in order to stabilize the grid, and to compensate for the PQ disturbances that occur in the network and may damage the appropriate function of the loads connected to the electrical network. In this work, an analysis of the PQ events is provided, as well as, a detailed study of the features of each parking area that can be a prospective candidate to host EV charging stations in order to assess the feasibility of V2G in each parking area is made. In addition, we will present two MATLAB/SIMULINK models adopted to simulate the V2G and G2V operations. The first model is a simulation of typical three-phase electric vehicle charger that enables V2G and G2V operations, while the second model is a 24-H simulation of a V2G system adopted in order to assess the feasibility of V2G functions for each scenario.

La transizione verso il concetto di Smart Grid ha promosso la maggiore dipendenza dalle fonti di energia rinnovabile e dai veicoli elettrici. Attraverso tale concetto, e con l'aiuto dei veicoli elettrici, diventa possibile migliorare la Power Quality (PQ) della rete fornendo l'energia immagazzinata nelle batterie a bordo dei veicoli elettrici nella rete elettrica attraverso le funzioni Vehicle to grid (V2G). L'obiettivo della tecnologia V2G è fornire alla rete elettrica l'eccedenza di energia immagazzinata nelle batterie dei veicoli elettrici al fine di stabilizzare la rete e compensare i disturbi PQ che si verificano nella rete e possono danneggiare il corretto funzionamento dei carichi collegati alla rete elettrica Rete. In questo lavoro viene fornita un'analisi degli eventi PQ, nonché uno studio dettagliato delle caratteristiche di ciascuna area di parcheggio che può essere un potenziale candidato per ospitare stazioni di ricarica per veicoli elettrici al fine di valutare la fattibilità del V2G in ciascuna area di parcheggio è realizzato. Inoltre, presenteremo due modelli MATLAB/SIMULINK adottati per simulare le operazioni V2G e G2V. Il primo modello è una simulazione del tipico caricabatterie trifase per veicoli elettrici che abilita le operazioni V2G e G2V, mentre il secondo modello è una simulazione 24 ore su 24 di un sistema V2G adottato per valutare la fattibilità delle funzioni V2G per ogni scenario.