Impact of EV charging on distribution grid voltage levels: a KPI-based analysis

Reducing CO2 emissions is a key objective in most international energy strategies, with significant attention given to the transport sector. The growth of electric vehicles (EVs) represents a solution to the problems associated with transporting people and goods. However, it also presents new challenges and issues for existing electricity power grids, mainly due to the high loads they are subjected to when vehicles are being charged. This study focuses on analyzing the impact that this technology has on electricity distribution networks, with a particular focus on the KPI that monitors voltage drops. The objective is to assess the feasibility of different charging strategies, considering various levels of EV penetration in the network, by respecting the limits imposed by the selected KPI (the percentage variation in voltage compared to the reference scenario). Lastly, the study will analyze the main solutions proposed in the literature to address the critical cases identified during the simulations, in which the imposed limits are not respected.

La riduzione delle emissioni di CO2 è un obiettivo chiave nella maggior parte delle strategie energetiche internazionali, con un’attenzione significativa rivolta al settore dei trasporti. La crescita di veicoli elettrici (EVs) rappresenta una soluzione al problema per quanto riguarda il trasporto di persone e merci. Tuttavia, essa comporta anche nuove sfide e problematiche per le reti elettriche esistenti, soprattutto a causa dei carichi elevati a cui sono sottoposte nel momento della ricarica dei veicoli. Questo studio si concentra sull’analisi dell’impatto che questa tecnologia ha sulle reti di distribuzione di energia elet- tirca, focalizzandosi in particolare sul KPI che monitora i cali di tensione. L’obiettivo è valutare la fattibilità di diverse strategie di ricarica, considerando vari livelli di pene- trazione degli EV nella rete, attraverso il rispetto dei limiti imposti dal KPI selezionato (variazione percentuale della tensione rispetto allo scenario di riferimento). Infine, lo stu- dio analizzerà le principali soluzioni proposte dalla letteratura per per affrontare i casi critici identificati durante le simulazioni, nei quali non vengono rispettati i limiti imposti.