Online and offline scheduling for charging of electric vehicles

Abstract

Transportation electrification has become an important topic and gets more attention everyday with the growth in sales of electric vehicles (EVs). The growth has been exponential in the last decade and is likely to continue in the unforeseeable future. Following this expansion,there is also an increased strain on power systems. Therefore an interest in improved and flexible charging and discharging has awakened. By using flexible charging on EV, power companies can improve profits, increase customer satisfaction and avoid additional power systems investments.The instability in EV drivers behavior and limitation on electrical supply is one of the main problems to solve when obtaining an optimal solution in integrating the use of EVs and power system. In this paper, three models were constructed: 1) A linear optimization algorithm, that finds the best solution to coordinate the charging of EVs with maximizing reward and profit, 2) Greedy online scheduling algorithm, that finds the best solution given a particular time frame and doesn’t think far into the future, 3) Dumb model, where all EVs receive the same amount of energy during each time slot. Test cases were performed for all three models and their behavior was compared and conclusion was conducted. The results indicate that a smart charging schedule for EVs leads to more profit and increased customer satisfaction with the possibility of flattening the load profile with even further work through Artificial Intelligence (AI). The results show a big opportunity to maximize the energy usage and flatten the peak hours and off peak hours curve.

Rafvæðing bíla er orðið mikilvægt umræðuefni og eykst með hverjum degi með auknum vexti í sölu á rafmagnsbílum. Rafmagnsbílar hafa verið í veldisvexti síðasta áratug og það er spáð því að þessi vöxtur haldi áfram í ókomna framtíð. Með aukinni eftirspurn eftir rafmagnsbílum þá veldur það auknu álagi á orkufyrirtæki ásamt drefiliðum. Þá eykstáhuginn fyrir sveigjanlegri hleðslu á rafmagnsbílum. Með sveigjanlegri hleðslu er hægt að koma í veg fyrir fjárfestingar í innviðum, hærri hagnað og meiri ánægja hjá viðskiptavinum.Eigendur rafmagnsbíla sýna mikinn óstöðugleika í hegðun og getur það reynst erfitt að leysa til að finna bestu lausn að samþætta rafmagnsbíla með takmarkaðri orkunotkun á rafmagni.Í þessari ritgerð hönnuð eru þrjú módel: 1) Bestunarlíkan, sem finnur bestu lausnir við hleðslu á rafmagnsbílum með hámarks hagnað fyrir hvern bíl, 2) Gráðugt tímaáætlunar líkan, sem finnur bestu lausnina fyrir hvern tíma sem unnið er með og hugsar ekki langt fram í tímann,3) Óstjórnað líkan sem reynir að nota alla þá orku sem í boði er fyrir hverja tímaeiningu og dreifir því jafnt á milli bíla sem eru í boði.Prófunartilvik voru hönnuð og keyrð fyrir öll þrjú módel og borið saman hvernig hvert og eitt líkan hagar sér. Niðurstöðurnar benda til að það sé stórt tækifæri til að hámarka notkun á rafmagni ásamt því að dreifa orkunni frá álagstímum.