Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο
Με δεδομένη την σημασία των ηλεκτρικών οχημάτων στις μέρες μας για την μείωση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου των συμβατικών οχημάτων και τον ρόλο των υποδομών που απαιτούνται για την ορθή λειτουργία τους , στην παρούσα εργασία γίνεται έρευνα προς αυτήν την κατεύθυνση. Πιο συγκεκριμένα η διπλωματική...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/23508 |
| id |
nemertes-10889-23508 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Μηχανική μάθηση Ηλεκτρικά αυτοκίνητα Machine learning Electric vehicles |
| spellingShingle |
Μηχανική μάθηση Ηλεκτρικά αυτοκίνητα Machine learning Electric vehicles Δρόσος, Γεώργιος Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| description |
Με δεδομένη την σημασία των ηλεκτρικών οχημάτων στις μέρες μας για την
μείωση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου των συμβατικών οχημάτων και τον ρόλο
των υποδομών που απαιτούνται για την ορθή λειτουργία τους , στην παρούσα
εργασία γίνεται έρευνα προς αυτήν την κατεύθυνση. Πιο συγκεκριμένα η
διπλωματική εργασία αυτή πραγματεύεται με το πρόβλημα της χωρικής κατανομής
και διαστασιολόγησης σταθμών φόρτισης λαμβάνοντας υπόψη το τεχνοοικονομικό
κριτήριο. Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια της ηλεκτροκίνησης και
ακολουθεί μια ιστορική αναδρομή στον κόσμο και στην Ελλάδα για τις
σημαντικότερες εφευρέσεις της στην διάρκεια των χρόνων. Επίσης παρουσιάζονται οι
διάφορες κατηγορίες ηλεκτρικών οχημάτων και σταθμών φόρτισης και τονίζονται οι
διαφορετικές μέθοδοι φόρτισης σήμερα καθώς και οι απαιτήσεις για την δημιουργία
και λειτουργία ενός σταθμού .Στην συνέχεια γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση
άλλων εργασιών και ερευνών που έχουν ασχοληθεί με παρόμοιο θέμα δηλαδή με την
επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης κατανομής και διαστασιολόγησης σταθμών
φόρτισης και παρουσιάζονται οι διαφορετικοί τρόποι προσέγγισης και τα
αποτελέσματα αυτών. Κατά την διάρκεια μελέτης του προβλήματος αυτού
αναπτύσσεται ένα κατάλληλο μαθηματικό μοντέλο που περιλαμβάνει διάφορα κόστη
για την εγκατάσταση και την σωστή λειτουργία ενός σταθμού όπως τα κόστη
κατασκευής, στελέχωσης και ηλεκτροδότησης ενός σταθμού φόρτισης, τα οποία
αναλαμβάνει ο επενδυτής του έργου αλλά και τα έξοδα που αφορούν τις απώλειες
ενός ηλεκτρικού οχήματος για την μετάβαση του στον σταθμό φόρτισης ,για τα οποία
υπεύθυνος είναι ο χρήστης του σταθμού. Στην συνέχεια γίνεται μοντελοποίηση της
περιοχής που θα εφαρμοστεί το μοντέλο προκειμένου να προσαρμοστεί στα
δεδομένα και τις μεταβλητές και διαμορφώνεται σε υποπεριοχές-μικρά τετράγωνα
στα οποία αντιστοιχίζονται οι παράγοντες του πληθυσμού και της αντικειμενικής
αξίας της αντίστοιχης περιοχής. Για την βελτιστοποίηση του μοντέλου και την
εύρεση της καλύτερης λύσης για το πρόβλημα χρησιμοποιείται ένας υβριδικός
αλγόριθμος που περιλαμβάνει διάφορες λειτουργίες του k-means και του γενετικού
αλγόριθμου. Μια περιγραφή του τρόπου λειτουργίας των 2 αυτών αλγόριθμων
παρουσιάζεται αργότερα στην εργασία στο κατάλληλο κεφάλαιο ενώ στο επόμενο
από αυτό κεφάλαιο γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση του προγράμματος που
δημιουργήθηκε και βασίστηκε το μοντέλο της εργασίας αυτής .Στην συνέχεια υπάρχει
έναν κεφάλαιο ειδικά αφιερωμένο στα αποτελέσματα του προγράμματος και του
μοντέλου που αναπτύχθηκαν στο οποίο απεικονίζονται 10 διαφορετικά σενάρια στα
οποία μεταβάλλεται το ποσοστό ηλεκτρικών οχημάτων και εξάγονται γραφήματα του
συνόλου των σταθμών και των θέσεων φόρτισης σε συνάρτηση με το ποσοστό αυτό
των ηλεκτρικών οχημάτων ενώ ακολουθεί και σχολιασμός αυτών. Στο τελευταίο
κομμάτι της εργασίας παρατίθενται τα συμπεράσματα της εργασίας αυτής και
παρουσιάζονται κάποιες πιθανές μελλοντικές παρατηρήσεις για όποιον θέλει να
ασχοληθεί με ένα παρόμοιο θέμα ή να συμπληρώσει το υπάρχον μοντέλο. |
| author2 |
Drosos, Georgios |
| author_facet |
Drosos, Georgios Δρόσος, Γεώργιος |
| author |
Δρόσος, Γεώργιος |
| author_sort |
Δρόσος, Γεώργιος |
| title |
Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| title_short |
Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| title_full |
Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| title_fullStr |
Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| title_full_unstemmed |
Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| title_sort |
χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/23508 |
| work_keys_str_mv |
AT drososgeōrgios chōrikēkatanomēkaidiastasiologēsēstathmōnphortisēsēlektrikōnochēmatōnmetechnooikonomikokritērio AT drososgeōrgios spatialdistributionanddimensionalityofelectricvehiclechargingstationswithtechnicaleconomiccriteria |
| _version_ |
1771297275857862656 |
| spelling |
nemertes-10889-235082022-10-25T03:36:16Z Χωρική κατανομή και διαστασιολόγηση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων με τεχνοοικονομικό κριτήριο Spatial distribution and dimensionality of electric vehicle charging stations with technical-economic criteria Δρόσος, Γεώργιος Drosos, Georgios Μηχανική μάθηση Ηλεκτρικά αυτοκίνητα Machine learning Electric vehicles Με δεδομένη την σημασία των ηλεκτρικών οχημάτων στις μέρες μας για την μείωση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου των συμβατικών οχημάτων και τον ρόλο των υποδομών που απαιτούνται για την ορθή λειτουργία τους , στην παρούσα εργασία γίνεται έρευνα προς αυτήν την κατεύθυνση. Πιο συγκεκριμένα η διπλωματική εργασία αυτή πραγματεύεται με το πρόβλημα της χωρικής κατανομής και διαστασιολόγησης σταθμών φόρτισης λαμβάνοντας υπόψη το τεχνοοικονομικό κριτήριο. Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια της ηλεκτροκίνησης και ακολουθεί μια ιστορική αναδρομή στον κόσμο και στην Ελλάδα για τις σημαντικότερες εφευρέσεις της στην διάρκεια των χρόνων. Επίσης παρουσιάζονται οι διάφορες κατηγορίες ηλεκτρικών οχημάτων και σταθμών φόρτισης και τονίζονται οι διαφορετικές μέθοδοι φόρτισης σήμερα καθώς και οι απαιτήσεις για την δημιουργία και λειτουργία ενός σταθμού .Στην συνέχεια γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση άλλων εργασιών και ερευνών που έχουν ασχοληθεί με παρόμοιο θέμα δηλαδή με την επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης κατανομής και διαστασιολόγησης σταθμών φόρτισης και παρουσιάζονται οι διαφορετικοί τρόποι προσέγγισης και τα αποτελέσματα αυτών. Κατά την διάρκεια μελέτης του προβλήματος αυτού αναπτύσσεται ένα κατάλληλο μαθηματικό μοντέλο που περιλαμβάνει διάφορα κόστη για την εγκατάσταση και την σωστή λειτουργία ενός σταθμού όπως τα κόστη κατασκευής, στελέχωσης και ηλεκτροδότησης ενός σταθμού φόρτισης, τα οποία αναλαμβάνει ο επενδυτής του έργου αλλά και τα έξοδα που αφορούν τις απώλειες ενός ηλεκτρικού οχήματος για την μετάβαση του στον σταθμό φόρτισης ,για τα οποία υπεύθυνος είναι ο χρήστης του σταθμού. Στην συνέχεια γίνεται μοντελοποίηση της περιοχής που θα εφαρμοστεί το μοντέλο προκειμένου να προσαρμοστεί στα δεδομένα και τις μεταβλητές και διαμορφώνεται σε υποπεριοχές-μικρά τετράγωνα στα οποία αντιστοιχίζονται οι παράγοντες του πληθυσμού και της αντικειμενικής αξίας της αντίστοιχης περιοχής. Για την βελτιστοποίηση του μοντέλου και την εύρεση της καλύτερης λύσης για το πρόβλημα χρησιμοποιείται ένας υβριδικός αλγόριθμος που περιλαμβάνει διάφορες λειτουργίες του k-means και του γενετικού αλγόριθμου. Μια περιγραφή του τρόπου λειτουργίας των 2 αυτών αλγόριθμων παρουσιάζεται αργότερα στην εργασία στο κατάλληλο κεφάλαιο ενώ στο επόμενο από αυτό κεφάλαιο γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση του προγράμματος που δημιουργήθηκε και βασίστηκε το μοντέλο της εργασίας αυτής .Στην συνέχεια υπάρχει έναν κεφάλαιο ειδικά αφιερωμένο στα αποτελέσματα του προγράμματος και του μοντέλου που αναπτύχθηκαν στο οποίο απεικονίζονται 10 διαφορετικά σενάρια στα οποία μεταβάλλεται το ποσοστό ηλεκτρικών οχημάτων και εξάγονται γραφήματα του συνόλου των σταθμών και των θέσεων φόρτισης σε συνάρτηση με το ποσοστό αυτό των ηλεκτρικών οχημάτων ενώ ακολουθεί και σχολιασμός αυτών. Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας παρατίθενται τα συμπεράσματα της εργασίας αυτής και παρουσιάζονται κάποιες πιθανές μελλοντικές παρατηρήσεις για όποιον θέλει να ασχοληθεί με ένα παρόμοιο θέμα ή να συμπληρώσει το υπάρχον μοντέλο. Given the significance of the electric cars nowadays for the reduction of the environmental impact of the conventional cars and the important role of the infrastructure which are needed for the right use of electric cars , in the present work research is made towards this direction. More specifically this thesis deals with the problem of spatial distribution and dimensioning of charging stations while taking into consideration techno-economic criteria. To begin with an introduction is made about the meaning of electric transportation which follows a chronology worldwide and specifically for Greece about the most significant inventions over the years. The different categories of electric vehicles and of charging stations are also presented. Furthermore, the different mode of charging nowadays are emphasized as well as the requirements of a charging station to built and to operate. Thereafter, a bibliographic review is being done of others research dealing the same problem, namely the optimal distribution and dimensioning of charging station, and the methods of approaches and the results of these researches are presented. During the study of this problem an appropriate mathematical model is developed, which includes many different cost for the construction and right operation of a charging station such as the costs of construction, stuffing with equipment and the power supply of a charging station which takes into account the project investment and the expenses conserning the losses of an electric car while driving to the charging station for which responsible is the user of the station. Then the area where the model will apply is modelled in order to adapt to the data and variables, using geographic squares which are matched the factors of population densite and objective value of the corresponding area. For the optimization of the model and discovery of the best solution a hybrid algorithm is used which includes some iterations of k-means algorithm, followed by some iterations of the genetic algorithm. A description of these two algorithms is presented later in this paper while the next chapter includes a detailed analysis of the programs which was the created and based the current mathematical problem. Moreover there is a chapter specially dedicated to the results of the program and of the model in which ten different scenarios are depicted where amount of electric cars chanegs. Also, graphs are made of the total of the charging station and the charging spots depending the rate of electric cars, which follows a commentary about them. In the last part of this work we list conclusions of this research and present some tips and observations for everyone who wants to deal with same problem or fill out the existing work in the future 2022-10-24T11:17:49Z 2022-10-24T11:17:49Z 2022-09-15 https://hdl.handle.net/10889/23508 el application/pdf |
