Sample Application for Kocaeli University Umuttepe Campus, in Electric Vehicle Charging Station Location Design, Using Digsilent Software

Abstract

Electric vehicles, which the world focuses on in terms of transportation, are becoming widespread very rapidly. With rapid growth, the vehicle needs to be charged periodically to drive without problems. Therefore, the issue of charging stations has also come to the fore with electric vehicles. In the study, real data for Kocaeli University Umuttepe Campus was transferred to the Dig Silent Power Factory program and the electric vehicle charging station issue of the current system was discussed in detail. Thus, the study will be a guide for charging stations expected to be installed on campus in the near future. Firstly, since it is known that the existing system transformers are loaded at 80%, the load flow was obtained with this loading percentage. Thus, it was seen how many charging stations could be added without making any improvements to the existing system. Considering that the maximum number of charging stations that can be added to the current system may be insufficient in the future, it is aimed to increase the number of charging stations with two different method suggestions. First, additional transformers are added to the system and the number and points of charging stations are shown. Later, a solar panel charging station was designed for the campus, using solar energy, one of the most popular renewable energy sources. The design was integrated into the existing system with the Dig Silent Power Factory program and the number and points of charging stations were shown. Each simulation study was examined in detail and its effect on the current system was shown.

Keywords

• Electric vehicle
• Fast charging station
• Solar panel

Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Konum Tasarımında, Digsilent Yazılımı Kullanılarak Kocaeli Üniversitesi Umuttepe Kampüsü İçin Örnek Uygulama

Abstract

Ulaşım konusunda tüm dünyanın üzerinde durduğu elektrikli araçlar oldukça hızlı yaygınlaşmaktadır. Bu hızlı yayılma ile birlikte aracın sorunsuz yol alabilmesi için belirli aralıklarla şarj edilmesi gerekmektedir. Dolayısıyla, elektrikli araçlar için şarj istasyonları ve bunların enerji şebekesine entegrasyonunun önemi gündeme gelmiştir. Yapılan bu çalışmada Kocaeli Üniversitesi Umuttepe Yerleşkesi için gerçek veriler Digsilent Power Factory programına aktarılarak mevcut enerji dağıtım sisteminin elektrikli araç şarj istasyonu tasarım sorunu detaylı olarak ele alınmıştır. Böylece yakın gelecekte kampüste kurulması beklenen şarj istasyonları için çalışma rehber niteliğinde olacaktır. İlk olarak mevcut dağıtım sisteminin trafolarının % 80 yüklendiği bilindiği için bu yüklenme yüzdesi ile yük akışı elde edilmiştir. Böylece mevcut sisteme herhangi bir iyileştirme yapılmadan ne kadar şarj istasyonu eklenebileceği görülmüştür. Mevcut sisteme eklenebilecek maksimum şarj istasyonu sayısının gelecekte yetersiz olabileceği ön görülerek iki farklı yöntem önerisi ile şarj istasyonu sayısının artırılması hedeflenmiştir. İlk olarak sisteme uygun yeni trafo merkezleri eklenerek şarj istasyonu sayıları ve noktaları gösterilmiştir. Daha sonra ise oldukça popüler olan yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi ile kampüs için bir güneş panelli şarj istasyonu tasarlanmıştır. Yapılan tasarım Digsilent Power Factory programı ile mevcut sisteme entegre edilerek şarj istasyonu sayısı ve noktaları gösterilmiştir. Yapılan her bir simülasyon çalışması detaylı olarak incelenmiş ve mevcut sisteme etkisi gösterilmiştir.

Keywords

• Elektrikli Araç
• Hızlı şarj istasyonu
• Güneş paneli

References

1. Abaspahic A, Saric M. 2021. Impact of complementary integration of electricvehicle charging stations and photovoltaics onvoltage quality and voltage stability. 20th International Symposium Infoteh-Jahorına , 17-19 March, East Sarajevo, Bosnia and Herzegovina, pp:1-6.
2. Akmal M, Jawad A, Tarabsheh A. 2018. Design and simulation of solar grid-connected charger for electric vehicle. 20th International Conference on Computer Modelling and Simulation, 27-29 Mart, Cambridge, UK, pp: 108-113.
3. Aydın A, Şeker M, Memmedov A. 2017.Bingöl orta gerilim şebekesinin teknik kayıpların analizi için digsilent power factory yazılımı ile bilgisayar destekli şebeke modeli. Mesleki Bilim Derg, 6(1): 10-15.
4. Bashaireh A, Obeidat D, Almehizia AA, Shalalfeh L. 2023. Optimal placement of electric vehicle chargingstations: a case study in Jordan. 2023 IEEE Texas Power and Energy Conference, 13-14 February, College Station, TX, USA, pp: 1-6.
5. Betancur D, Duarte LF, Revollo J, Restrepo C, Diez AE, Isaac IA, Lopez GJ,Gonzalez JW. 2021. Methodology to evaluate the impact of electric vehicles on electrical networks using Monte Carlo. J Ener,14(5): 1-16.
6. Dörtköşe S. 2022. Elektrikli araç şarj istasyon yerlerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi,Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, Türkiye, ss.49.
7. Dörtköşe S, Yazgan HR, Cömert S.2022. Elektrikli araç şarj istasyon yerlerinin akış yakıt ikmal yer modeli kullanılarak belirlenmesi. Erciyes Üniv Fen Bilim Enstit Derg, 38(2):371-382.
8. Durmuş FS, Kaymaz H. 2020. Elektrikli araç şarj yöntemleri. Akıllı Ulaşım Sistem Uyg Derg, 3(2): 123-139.

9. Farkas C, Szücs G, Prikler L. 2013. Grid impacts of twin EV fast charging stationsplaced alongside a motorway. 4th International Youth Conference on Energy , 06-08 June, Budapest, Hungary, pp:1-6.
10. Ge S, Feng L, Liu H. 2011.The planning of electric vehicle charging station based on grid partition method. International Conference on Electrical and Control Engineering, 16-18 September, Yichang, China, pp: 2726-2730.
11. Gündoğan AE, 2022. Türkiye’deki ulaşımda enerji talebinin sağlam istatistiksel yöntemler ile araştırılması. Nicel Bilim Derg, 4(19): 85-95.
12. Kerem A, Gürbak H. 2020. Fast charging station technologies for electric vehicles. Gazi Üniv Fen Bilim Derg, 8(3): 644-661.
13. Kılıçarslan OM, Çam E. 2021. Investigation on the electrical vehicles effects on the electrical power grid. El-Cezerî Fen Mühen Derg, 8(1):21-35.
14. Koç A, Yağlı H, Koç Y, Uğurlu İ. 2018. Dünyada ve Türkiye’de enerji görünümünün genel değerlendirilmesi. Mühen Mak Derg, 59(692):86-114.
15. Kumar G, Gautam D, Kumar P. 2021. Optimal charging schedule for electric vehicles in a microgrid with renewable energy sources using digSilent power factory and matlab. Universities Power Engineering Conference, 24-26 September, Kollam, India, pp: 1-5.
16. Mancini E, Longo M, Yaici W, Zaninelli D. 2020. Assessment of the impact of electric vehicles on the design and efectiveness of electric distribution grid with distributed generation. J Applied Sci, 10(15): 5125-5158.
17. Mastoi M, Zhuang S, Munir H , Haris M, Hassan M, Usman M, Bukhari S, Ro J. 2022.An in depth analysis of electric vehicle charging station infrastructure, policy implications, and future trends .J Energy Rep,8(1): 11504-11529.
18. Medogorac M,Capuder T, Bago D,Susac S,Marijanovic M. 2022. Impact of charging stations for electric vehicles on the power distribution network. J B&H Elect Engin, 16(2): 30-36.
19. Metais MO, Jouini O, Perez Y, Berrada J, Suomalainen E. 2022. Too much or not enough? Planning electric vehicle charging infrastructure: A review of modeling options. J Renew Sustain Energy Rew, 153: 1-29.
20. Micari S, Polimenib A, Napolia G, Andaloroa L, Antonuccia V. 2017. Electric vehicle charging infrastructure planning in a road network. J Renew Sustain Energy Rew, 80: 98–108.
21. Nour M, Ali A, Farkas C. 2018. Evaluation of electric vehicles charging impacts on a real low voltage grid. Inter J Power Engin Ener, 9(2):837-842.
22. Oral C, Kıpkıp E. 2019. Ulaştırma sektörünün önemi üzerine kavramsal bir yaklaşım. Oğuzhan Sosyal Bilim Derg, 1(1): 58-64.
23. Özçelik B, Tör O, Cebeci M, Ünver G, Özen K. 2018. Elektrik iletim operatörleri için digsilent powerfactory ve siemens simatic wincc scada yazılımı entegrasyonu ile geliştirilen eğitim simülatörü. Fırat Üniv Fen Bilim Derg, 30(3): 23-29.
24. Paredes L, Pozo M. 2020. Energy management model for an electric vehicle charging station in the environment of a microgrid. J Revista Tecnica Energia, 17(1): 32-42.
25. Pothinun T, Premrudeepreechacharn S. 2018.Power quality ımpact of charging station on MV distribution networks: a case study in PEA electrical power system. 53rd International Universities Power Engineering Conference, 04-07 September, Glasgow, UK, pp: 1-6.
26. Sica L, Deflorio F. 2023. Estimaq”tion of charging demand for electric vehicles by discrete choice models and numerical simulations: applications to a case study in Turin. J Green Energy Intel Transport, 2(2): 1-11.
27. Simarro GA, Villena RR, Honrubia EA, Gomez LE. 2023a. Effect of penetration levels for vehicle-to-grid integration on a power distribution network. J Machines, 11(4): 452-456.
28. Simarro GA, Villena RR, Honrubia EA, Gomez LE. 2023b. Impact of electric vehicle integration on an industrial distribution network: case study based on recent standards. 11th International Conference on Smart Grid Conference, 04-07 June, France, Paris, pp: 1-5.
29. Simarro GA, Villena RR. 2022. Impacts of electric vehicle charging stations on a Greek distribution network. CIRED Porto Workshop 2022: E-mobility and power distribution systems Conference, 02-03 June, Porto, Portugal, pp:452-456.
30. Tunçer B, Çetin E. 2023. Elektrikli araç şarj istasyonlarının dağıtım şebekesi üzerindeki etkilerinin örnek bir saha üzerinde incelenmesi.VII. Elektrik Tesisleri Ulusal Kongre ve Sergisi, 1-3 Kasım, İzmir, Türkiye, ss: 54.