Fleksibilitet i parkerte elbiler ved næringsbygg : en casestudie av Oslo lufthavn Gardemoen

Abstract

Ny fornybar energi i kraftsystemet vil føre til et tap i fleksibilitet i kraftproduksjonen. I tillegg til dette kan den økte andelen elbiler i den norske bilparken føre til problemer for overføringssystemet lokalt. En løsning på begge disse problemene er å styre lading av elbiler for å reduserer topper i effektuttak, og tilføre kraftsystemet verdifull fleksibilitet. Denne oppgaven undersøker fleksibilitet i parkerte elbiler ved Oslo lufthavn Gardermoen.

Parkeringsdata fra parkeringshuset P10 ved Oslo lufthavn Gardermoen ble benytte til å undersøke hvilke trender det fantes i parkeringsmønsteret. Datasettet omhandlet parkering fra september 2020 til mars 2021, da det ikke fantes tidligere data. Ved analyse av parkeringsdata ble det tydelig at bilene som parkerer i P10 jevnt over har en lang parkeringstid. Dette korresponderer direkte til bilenes potensiale for fleksibilitet.

En estimert ladeeffekt ble beregnet for å anslå hvor stort potensiale for fleksibilitet de parkerte bilene hadde. Denne ble beregnet ved å benytte oppgitt ladeeffekt fra et utvalg batteridreven elektriske biler i det norske markedet. Effekten ble så brukt til å estimerer effektforbruket til elbillading ved P10. Da dette ble sammenlignet med de målte AMS-data fra bygget stemte de godt overens.

Den estimerte ladeeffekten ble brukt til å beregne hvor lenge bilene stod parkert uten å trekke effekt, kalt idletid. Denne størrelsen ble brukt sammen med den estimerte effekten til å bestemme fleksibilitetspotensialet til elbilene i P10. Dette potensialet viste seg å være stort i forhold til effekten som ble ladet.

For å realisere dette potensialet ble en fordelingsstrategi som fokuserte på å fylle daler i det øvrige effektforbruket på bygget. Denne ble så benytte på diverse scenarier simulert ved Monte Carlo metoden. I scenarioene ble enkelte forutsetninger for ladingen endret, som ladeeffekt, parkeringstid og energibehov. Under alle scenarioene ble det vist at fordeling ville senke effekttopper i bygget, med en varierende godhet. Oppgaven demonstrerer at det er mye fleksibilitet å hente fra parkerte elbiler ved Oslo lufthavn Gardermoen. Fleksibilitetspotensialet er høyt i forhold til effektforbruket til lading av elbilene, og kan dermed tenkes at forblir høyt ved flere biler. Ved å benytte en enkel fordeling vil effekttopper på hele bygget kunne senkes, selv ved lav ladeeffekt og kortere parkeringstid. Dersom det ankommer flere biler ser man at det fremdeles vil være en effekt av å styre ladingen, men her er usikkerheten større.

New renewable energy in the power system will result in loss of flexibility from the power production. In addition to this, the increase in electric vehicles (EVs) in the Norwegian car fleet could result in problems for the local transmission systems. A solution to both problems would be to regulate the charging of the electric vehicles, to supply the power system with flexibility. This thesis examines the flexibility from parked EVs at Oslo airport Gardermoen. Parking data from the parking garage P10 at Oslo airport is used to examine the trends in parking patterns at the airport. The dataset includes data from September 2020 to March 2021, as there was no prior data. The analysis shows a long mean parking duration for most of the EVs present. This directly effects the cars potential for flexibility. An estimated charging power is calculated as a tool to estimate the potential for flexibility. This was done by utilizing known charging powers of a selection of battery electric vehicles from the Norwegian market. The estimated power was then used to calculate the power consumption of the electric vehicle charging. When compared to the actual consumption, it agreed well. The estimated charging power was then used to calculate how long EVs stood parked without drawing power, called idletime. The idletime was utilized together with the estimated charging power to compute the potential for flexibility. This potential was quite large compared to the power consumed. To realize the potential, a method for distribution of the EV charging with a bias towards filling valleys in the remaining power consumption was utilized. This method used on several simulated scenarios, simulated by the Monte Carlo method. In each scenario a prerequisite for the EV charging was changed, such as Charing power or parking duration. In every scenario the method succeeded in lowering the peak power consumption, with a varying degree of success. All in all, this thesis demonstrates that there is a large amount of flexibility in parked EVs at Oslo Airport. The potential for flexibility is large compared to the consumed power and can therefore be predicted to still be large with a larger amount of EVs. With simple distribution methods the peak power consumption can be lowered, even with lower charging power or shorter parking duration. Even with a larger amount of EVs, the method used in this thesis would lower peak power consumption, although the uncertainties are greater for these scenarios.