Electric Vehicles and Their Impact on the Electric Distribution System: A Case Study of the Urban Feeder in Portoviejo

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Published: Jul 1, 2024
Versions:
2024-07-01 (1)
DOI: https://doi.org/10.17163/ings.n32.2024.03
Keywords:
EV, Electric Vehicle, Harmonics, Technical Losses, Electrical Planning, CYMDIST, Distribution, CNEL

Main Article Content

Arturo Zavala-Tubay
Corporación Nacional de Electricidad
https://orcid.org/0000-0002-5772-534X
Hugo Pico-Mera
Corporación Nacional de Electricidad
https://orcid.org/0000-0003-4603-3003
Gabriel Pico-Mera
Universidad Técnica de Manabí
https://orcid.org/0000-0001-6373-2805

Abstract

In Portoviejo, the current use of electric vehicles (EVs) is limited compared to conventional vehicles. However, due to the implementation of laws, regulations, and policies promoting electric mobility in Ecuador, a significant increase in the integration of EVs into the city's electrical system is anticipated in the coming years. To anticipate the impact on the electrical infrastructure, a simulation is conducted using CYMDIST software on an electrical distribution feeder operated by the Public Company Corporación Nacional de Electricidad (CNEL EP), Manabí Business Unit (Portoviejo). The simulation considers three scenarios projected for 2030: 1. Baseline scenario without EV integration, 2. Unrestrained EV integration, and 3. Managed EV integration. This research aims to simulate the integration of up to 230 EVs into the network to provide benchmark data for understanding the potential impacts on the feeder as EV adoption increases, with vehicles being charged over extended periods. The investigation will highlight the importance of demand management with EV integration, demonstratingsignificant effects on the demand curve, voltage profile, and total harmonic distortion rate (THD%) of a 13.8 kV distribution feeder.

Article Details

Issue
No. 32 (2024): july-december
Section
Scientific Paper
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The author (s) are responsible for their content and have contributed to the conception, design and completion of the work, analysis and interpretation of data, and to have participated in the writing of the text and its revisions, as well as in the approval of the version which is finally referred to as an attachment.

Author Biographies

Arturo Zavala-Tubay, Corporación Nacional de Electricidad

Arturo R. Zavala Tubay- Nació en Manabí en 1988. Recibió su título de Ingeniero Eléctrico de la Universidad Técnica de Manabí en 2016. Se desempeña como Especialista de Planificación Técnica-Económica en la Corporación Nacional de Electricidad (CNEL EP) Unidad de Negocio Manabí. En la actualidad se encuentra en proceso de titulación de un posgrado en Electricidad, dictado por la Universidad Técnica de Manabí.

Hugo Pico-Mera, Corporación Nacional de Electricidad

Hugo A. Pico Mera- Nació en Manabí en 1990. Recibió su título de Ingeniero Eléctrico de la Universidad Técnica de Manabí en 2013. Master Universitario en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Politécnica de Madrid en 2019.  Ha desempeñado cargos como Profesional de Gestión de Proyectos, Profesional de Planificación Técnica - Económica y Líder de Planificación en la Corporación Nacional de Electricidad (CNEL EP) Unidad de Negocio Manabí. También ha participado como Docente invitado en la Maestría en Electricidad de la Universidad Técnica de Manabí. En la actualidad se desempeña como Líder de Planificación Técnica - Económica en CNEL EP

Gabriel Pico-Mera, Universidad Técnica de Manabí

Gabriel E. Pico Mera- Nació en Manabí en 1992. Recibió su título de Ingeniero Eléctrico de la Universidad Técnica de Manabí (UTM) en 2016. Master Universitario en Ingeniería de Energía y Ambiente por el Instituto Politécnico de Leiria (Portugal) 2018. Ha desempeñado el cargo de Vicedecano de la Carrera de Electricidad en la UTM. Actualmente se desempeña como docente de la carrera de Electricidad de la UTM y docente en la Carrera de Ingeniera Eléctrica en la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (ULEAM), además, pertenece al grupo de investigación Diseño de Sistemas inteligentes para aportaciones a la Eficiencia Energética.

References

H. Pico, I. P. no, and B. Ponce, “Análisis de los factores que intervienen en el envejecimiento prematuro de las baterías de ion-litio mediante modelo teórico validado en laboratorio,” Revista Técnica Energía, vol. 17, no. 2, pp. 83–91, 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v17.n2.2021.432.

CEPAL, Propuesta de marco regulatorio para acelerar la inversión en electromovilidad mediante la reconversión de vehículos que usan combustibles fósiles. Comisión Económica para América Latina y el Caribe, 2021. [Online]. Available: https://bit.ly/3QBManI

P. Rodríguez-Pajarón, A. Hernández, and J. V. Milanovic, “Probabilistic assessment of the impact of electric vehicles and nonlinear loads on power quality in residential networks,” International Journal of Electrical Power y Energy Systems, vol. 129, p. 106807, 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.106807

A. A. Ismail, N. T. Mbungu, A. Elnady, R. C. Bansal, A. Kadir Hamid, and M. AlShabi, “Impact of electric vehicles on smart grid and future predictions: a survey,” International Journal of Modelling and Simulation, vol. 43,

no. 6, pp. 1041–1057, 2023. [Online]. Available: https://doi.org/10.1080/02286203.2022.2148180

A. Jenn and J. Highleyman, “Distribution grid impacts of electric vehicles: A california case study,” iScience, vol. 25, no. 1, p. 103686, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103686

A. Ibrahim and F. Jiang, “The electric vehicle energy management: An overview of the energy system and related modeling and simulation,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 144, p. 111049, 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111049

Y. Sáez, E. Collado, and M. Serrano, “Modelado de estaciones de recarga lenta para vehículos eléctricos mediante software: revisión del estado del arte,” Revista de Iniciación Científica, vol. 7, no. 2, pp. 9–19, 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.33412/rev-ric.v7.2.3334

S. Goel, R. Sharma, and A. K. Rathore, “A review on barrier and challenges of electric vehicle in india and vehicle to grid optimisation,” Transportation Engineering, vol. 4, p. 100057, 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.treng.2021.100057

D. T. Sandoval and E. G. Torres, “Respuesta de demanda de energía por introducción de vehículos eléctricos: estado del arte,” Revista de I+D Tecnológico, vol. 16, no. 1, pp. 5–11, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.33412/idt.v16.1.2433

A. G. Anastasiadis, G. P. Kondylis, A. Polyzakis, and G. Vokas, “Effects of increased electric vehicles into a distribution network,” Energy Procedia, vol. 157, pp. 586–593, 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.11.223

H. Das, M. Rahman, S. Li, and C. Tan, “Electric vehicles standards, charging infrastructure, and impact on grid integration: A technological review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 120, p. 109618, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109618

A. K. Karmaker, S. Roy, and M. R. Ahmed, “Analysis of the impact of electric vehicle charging station on power quality issues,” in 2019 International Conference on Electrical, Computer and Communication Engineering (ECCE), 2019, pp. 1–6. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/ECACE.2019.8679164

S. Habib, M. M. Khan, F. Abbas, L. Sang, M. U. Shahid, and H. Tang, “A comprehensive study of implemented international standards, technical challenges, impacts and prospects for electric vehicles,” IEEE Access, vol. 6,

pp. 13 866–13 890, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2812303

S. Sharma, A. K. Panwar, and M. Tripathi, “Storage technologies for electric vehicles,” Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), vol. 7, no. 3, pp. 340–361, 2020. [Online]. Available:

https://doi.org/10.1016/j.jtte.2020.04.004

L. González, E. Siavichay, and J. Espinoza, “Impact of ev fast charging stations on the power distribution network of a latin american intermediate city,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 107, pp. 309–318, 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.03.017

ARCERNNR, Panorama Electrico. Agencia de Regulación y Control de Energía y Recursos Naturales No Renovables, 2022. [Online]. Available: https://acortar.link/jikL6I

A. Mohammad, R. Zamora, and T. T. Lie, “Integration of electric vehicles in the distribution network: A review of pv based electric vehicle modelling,” Energies, vol. 13, no. 17, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/en13174541

AECERNNR, Regulación Nro. ARCERNNR-002/20, Calidad del servicio de distribución y comercialización de energía eléctrica. Agencia de Regulación y Control de Energía y Recursos Naturales No Renovables, 2020. [Online]. Available: https://bit.ly/44vx74C

EATON. (2024) Análisis de sistemas de distribución cymdist. EATOn Power Business World Wide. [Online]. Available: https://bit.ly/3Uu3L1T

A. A. Navarro Espinosa, M. A. Díaz Verriera, and J. M. Yañez Castro,, “Vehículos eléctricos y el impacto en

el sistema de potencia. análisis de la operación y emisiones,” Revista de energía de Latinoamérica y el Caribe ENERLAC, vol. 5, no. 2, pp. 14–39, 2021. [Online]. Available: https://bit.ly/44zJXiw

J. Lascano, L. Chiza, R. Saraguro, C. Quinatoa, and J. Tapia, “Estimación de la demanda de una estación de carga para vehículos eléctricos mediante la aplicación de métodos probabilísticos,” Revista Técnica Energía, vol. 20, no. 1, pp. 52–64, 2023. [Online]. Available: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v20.n1.2023.569