• Energy Research

Los vehículos eléctricos (VE) se han convertido en una de las soluciones alternativas para reducir las emisiones de carbono en el sector del transporte por carretera. En un futuro próximo, cada vez más vehículos eléctricos se integrarán en la red eléctrica. Estos vehículos eléctricos en aumento, principalmente vehículos eléctricos ligeros, están apareciendo como una carga que consume mucha energía dentro del sistema de la red eléctrica. La introducción no planificada y la adopción abrupta de estaciones de carga pueden dificultar el buen funcionamiento del sistema de distribución de energía y plantear serios desafíos técnicos, como la calidad de la energía, las fluctuaciones de voltaje, la inyección armónica, la degradación de la batería y la inestabilidad de la red. La integración de vehículos eléctricos ligeros y sus efectos en las redes eléctricas, incluidas las capacidades de acceso a la red y la planificación del sistema de energía, son el enfoque principal de esta revisión. Por lo tanto, este documento analiza y resume los posibles problemas y soluciones en términos de características y planificación del sistema de energía, economía de la red y medio ambiente con el fin de explorar el impacto de la carga de vehículos eléctricos en la red del sistema de energía. Además, en términos de coordinación y velocidad, se evalúan varios esquemas de carga y configuraciones de infraestructura para la carga de vehículos eléctricos. También se presentan varias estrategias y conceptos de implementación, como el enfoque de carga inteligente y la selección óptima de la ubicación. Además, este documento describe las posibles direcciones para futuros estudios de investigación, así como sugerencias adicionales para mejorar la infraestructura de la red y lograr resultados beneficiosos tanto para los operadores de la red como para los clientes. Les véhicules électriques (VE) sont apparus comme l'une des solutions alternatives pour réduire les émissions de carbone dans le secteur du transport routier. Dans un avenir proche, de plus en plus de véhicules électriques seront intégrés au réseau électrique. Ces VE en augmentation, principalement des VE légers, apparaissent comme une charge consommatrice d'énergie importante au sein du réseau électrique. L'introduction imprévue et l'adoption soudaine de stations de charge peuvent entraver le bon fonctionnement du système de distribution d'énergie et entraîner de graves problèmes techniques tels que la qualité de l'énergie, les fluctuations de tension, l'injection d'harmoniques, la dégradation de la batterie et l'instabilité du réseau. L'intégration des véhicules électriques légers et ses effets sur les réseaux électriques, y compris les capacités d'accès au réseau et la planification du système électrique, sont les principaux objectifs de cet examen. Par conséquent, cet article analyse et résume les problèmes potentiels et les solutions en termes de caractéristiques et de planification du système électrique, d'économie de réseau et d'environnement afin d'explorer l'impact de la recharge des véhicules électriques sur le réseau du système électrique. De plus, en termes de coordination et de vitesse, plusieurs schémas de recharge et configurations d'infrastructure pour la recharge des VE sont évalués. Diverses stratégies et concepts de mise en œuvre, tels que l'approche de charge intelligente et la sélection optimale de l'emplacement, sont également présentés. En outre, ce document décrit les orientations potentielles pour les futures études de recherche ainsi que des suggestions supplémentaires pour améliorer l'infrastructure du réseau et obtenir des résultats gagnant-gagnant pour les opérateurs de réseau et les clients. Electric vehicles (EVs) have emerged as one of the alternative solutions for reducing carbon emissions in the road transportation sector. In the near future, more and more EVs will be integrated into the electric grid. These increasing EVs, mainly light-duty EVs, are appearing as an extensive power-consuming load within the power grid system. Unplanned introduction and abrupt adoption of charging stations can hinder the smooth operation of the power distribution system and bring serious technical challenges such as power quality, voltage fluctuations, harmonic injection, battery degradation, and grid instability. Light-duty EV integration and its effects on power grids, including grid access capabilities and power system planning, are the main focus of this review. Therefore, this paper analyzes and summarizes the potential issues and solutions in terms of power system characteristics and planning, grid economy, and environment in order to explore the impact of EV charging on the power system network. Moreover, in terms of coordination and speed, several charging schemes and infrastructure configurations for EV charging are evaluated. Various implementation strategies and concepts, such as the smart charging approach and optimal location selection, are also presented. Furthermore, this paper outlines potential directions for future research studies as well as additional suggestions for improving grid infrastructure and achieving win-win outcomes for both grid operators and customers. ظهرت المركبات الكهربائية (EVs) كأحد الحلول البديلة للحد من انبعاثات الكربون في قطاع النقل البري. في المستقبل القريب، سيتم دمج المزيد والمزيد من السيارات الكهربائية في الشبكة الكهربائية. تظهر هذه المركبات الكهربائية المتزايدة، وخاصة المركبات الكهربائية الخفيفة، كحمولة مستهلكة للطاقة داخل نظام شبكة الطاقة. يمكن أن يؤدي الإدخال غير المخطط له والاعتماد المفاجئ لمحطات الشحن إلى إعاقة التشغيل السلس لنظام توزيع الطاقة وجلب تحديات تقنية خطيرة مثل جودة الطاقة وتقلبات الجهد والحقن التوافقي وتدهور البطارية وعدم استقرار الشبكة. إن تكامل المركبات الكهربائية الخفيفة وتأثيراتها على شبكات الطاقة، بما في ذلك قدرات الوصول إلى الشبكة وتخطيط نظام الطاقة، هي محور التركيز الرئيسي لهذه المراجعة. لذلك، تحلل هذه الورقة وتلخص المشكلات والحلول المحتملة من حيث خصائص نظام الطاقة والتخطيط واقتصاد الشبكة والبيئة من أجل استكشاف تأثير شحن السيارات الكهربائية على شبكة نظام الطاقة. علاوة على ذلك، من حيث التنسيق والسرعة، يتم تقييم العديد من مخططات الشحن وتكوينات البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية. كما يتم تقديم استراتيجيات ومفاهيم تنفيذ مختلفة، مثل نهج الشحن الذكي واختيار الموقع الأمثل. علاوة على ذلك، تحدد هذه الورقة الاتجاهات المحتملة للدراسات البحثية المستقبلية بالإضافة إلى اقتراحات إضافية لتحسين البنية التحتية للشبكة وتحقيق نتائج مربحة للجانبين لكل من مشغلي الشبكة والعملاء.

AbstractWith the evolution of the smart grid concept, the production of electric vehicles (EVs) is predicted to rise because of environmental concerns, technological advancements, and improvements in EV management. Vehicle‐to‐grid (V2G) is an enabling, realistic, and affordable technology to cope with a large number of EVs, increase energy sustainability, provide economical solutions, satisfy user‐side consumers, and facilitate power flow to the grid. Power electronics (PE) converters, particularly bidirectional power converters, are promising interfaces for V2G infrastructure because they determine the characteristics and functionalities of V2G. Therefore, this study provides an extensive review of the characteristics, technological aspects, and visions of V2G infrastructure. This review helps to identify the current state, most recent developments, and problems related to bidirectional interface topologies and control strategies in V2G infrastructure. It further examines the classification of chargers or dischargers based on numerous factors, including limitations and impacts. Furthermore, the benefits, challenges with possible mitigation solutions, and future outlooks in the implementation of V2G technology are discussed. This review is planned to serve as a reference for existing work in V2G frameworks, PE interfacing topologies, and control strategies, and to also facilitate a guideline for future work that can be implemented to flourish V2G technology.