I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 8 ,   No . 1 A p r il   2 01 9 ,   p p .   6 1 ~6 8   SS N:  2 2 5 2 - 8 7 9 2   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ij a p e. v 8 . i1 . p p 6 1 - 68          61       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JA P E   Ter m i na v o ltag e and pow er r eg ula tion usin g  vehicle - to - g rid  (V2G)   sche m es  in tegra ted  to s m a r interconne cted     po w er sy ste m       T a re k   H a s s a n M o ha m e d Ab del - m o a m en  M o ha m m ed  A bd el - Ra hi m   De p a rte m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En e rg y   En g in e e r in g ,   A s w a n   Un iv e rsit y ,   Eg y p t       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r il   1 2 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A u g   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   1 4 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e is  a n   a tt e m p to   u se   t h e   v e h icle - to - g rid   ( V2 G c o n n e c t e d   sy ste m   to   p lay   a n   e ff e c ti v e   jo b   in   th e   re g u latio n   o f   th e   v o lt a g e   a n d   p o w e r   o f   th e   p o w e s y ste m   b e sid e it p o siti v e   e ff e c f o th e   s y ste m   f re q u e n c y .   A   t w o   a re a   p o w e s y ste m   is  u se d   to   m e a su re   th e   e ff e c ti v e n e ss   o f   th e   p ro p o se d   V 2 G   sc h e m e .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   is   tes ted   u n d e t h e   ste p   lo a d   c h a n g e   c o n d it i o n   a n d   th re e   p h a se   sh o rt  sy st e m   c a se .   A   c o m p a riso n   b e tw e e n   th e   s y ste m   w it h   p ro p o se d   V2 G   sc h e m e a n d   th a s y ste m   w it h o u V2 G is  c a rried   o u sh o w in g   th e   im p o rtan c e   o f   th e   p re se n c e   o f   th e   V 2 G   sc h e m e o n   s y ste m   f re q u e n c y ,   term in a v o lt a g e   a n d   to tal  p o w e r.   M A TL A /S IM UL IN so f t w a r e   p a c k a g e   is  u se d   a s a tes e n v iro n m e n t.   K ey w o r d s :   I n ter co n n ec ted   p o w er   s y s te m   P lu g - in   elec tr ic  v e h icle    S m ar g r id     T h ir d   k ey w o r d   V eh icle  to   g r id   s y s te m     Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T ar ek   Hass an   Mo h a m ed   Dep ar te m en t o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Facu lt y   o f   E n er g y   E n g i n ee r in g ,   A s w a n   Un iv er s it y   s ah ar y As w a n   Un i v er s i t y 51825 A s w a n ,   E g y p t .   E m ail:  tar e k h ie @ a s w u . ed u . eg       1.   I NT RO D UCT I O N     No w ad a y s ,   p r o b lem s   s u ch   a s   in s ec u r w it h   u n s ch ed u led   p o w er   f lo w s   a n d   h i g h er   lo s s es  led   tr an s m is s io n   p o w er   s y s te m s   t o   b lar g er   an d   co m p lex .   T h p o w er   en g i n ee r s   m ad e f f o r ts   to   k ee p   t h r eliab le   o p er atio n   o f   th p o w er   s y s te m   an d   to   k ee p   s tab le  elec tr icit y   f r o m   t h g e n er ato r s   to   th c u s t o m er s .     R ec en t l y ,   lig h t   h a s   b ee n   s h ed   o n   elec tr ic  v e h icles   as   p o w er   s to r ag e   s o u r ce   f o r   e m er g e n c y   u s d u r i n g   p lu g - i n   s ch ed u le  p er io d .     Ho w e v er ,   i n s tal lin g   o f   t h co n tr o llab le  l o ad s   s u c h   as   p lu g - in   E Vs   in   s m ar g r id s   h as  b ee n   in cr ea s ed   [ 1 ,   2 ] .   On   th e   o th er   h an d ,   v e h icle - to - g r id   ( V2 G)   s ch e m e   ca n   b d ef i n ed   b y   t h co n ce p o f   i n j ec tin g   p o w er   b ac k   i n to   t h g r id   f r o m   E lectr ic  Ve h icle  ( E V)   b atter i es.Fo r   th eir   c h ar ac ter is t ics  ( s u ch   as   co n tai n i n g   o f   lith i u m - io n   b atter y ) ,   th tr e n d s   to   u s th p l u g - i n   E Vs i n   clea n   p o w er   s y s te m s .     V2 s m ar s c h e m is   co n ce r n ed   w it h   th b e n ef i f r o m   e lect r ical  v eh ic les  E Vs  d u r in g   p lu g   in   p er io d   w h ic h   p r e - s ch ed u led   b y   ca r   o w n er s   to   as s u r th eir   co n v en ie n ce .   Fo r   ca r   o w n er s ,   t h e y   ca n   s av e   ab o u 1 3 . 6   %   o f   ch ar g i n g   co s ts   d u to   d is c h ar g i n g   t h eir   ex ce s s   s to r ed   en er g y   b ac k   to   th e   g r id   d u r in g   t h ti m o f   h ig h   elec tr icit y   p r ice.   Fo r   th Gr id   s id e,   V2 in   t h p o w er   s y s te m   ca n   d ea w it h   t h p r o b lem   o f   lo ad   ch an g es   o r   u n s tab le  r en e w ab le  en er g y ,   wh ich   lead   to   f r eq u e n c y   d ev iati o n s   [ 3 ] .   On   t h o t h er   h a n d ,   p r o b lem s   o f   v o lta g i n s tab ilit y   ar a ttra ctin g   i n cr ea s i n g   atten tio n   in   p o w er   s y s te m s .   T h ter m i n al  v o lta g an d   g e n er ated   o r   tr an s m itted   p o w er   ar f l u ct u ati n g   d ep en d in g   o n   lo ad   v ar iat io n   an d   ac co r d in g   to   t h o u tp u o f   r en e w ab le  s o u r ce s .   Ma n y   tec h n iq u es  u s ed   to   d ea w i th   s u c h   p r o b le m s   s u c h   as   f le x ib le  AC   tr a n s m i s s io n   s y s te m   ( F A C T S),   s tatic   s y n c h r o n o u s   co m p e n s a to r   an d   ( ST A T C OM )   s u p er co n d u cti n g   m a g n etic  e n e r g y   s to r ag ( SME S).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   6 1     68   62   Mo s o f   th e   p ast  p u b licatio n   ab o u u ti lizi n g   E V ' s   o r   V2 s ch e m es   in   p o w er   s y s te m s   d i s cu s s ed   o n l y   th eir   b en ef it s   o n   f r eq u e n c y   r e g u lat io n   is s u [ 4 - 7 ] .   T h is s u o f   V2 ca p ac ity   i n   ca s o f   f r eq u en c y   r e g u latio n   s er v ice  is   d is c u s s ed   in   [ 4 ] .   V2 h as  b ee n   p r esen ted   as  f r eq u en c y   r e g u la to r   in   [ 5 ] .     I n   [ 6 ]   u s in g   a   p r o to ty p e,   th ce n tr alize d   lo ad   f r eq u e n c y   co n tr o ( L FC )   a n d   f u r th er   f ast   d e m a n d   r esp o n s s c h e m e s   ar b ei n g   d em o n s tr ated   b y   co o r d in atin g   r e m o te  s y s te m s   v ia   E th er n et  c o m m u n icatio n .   Als o   i n   [ 7 ] ,   A   ce n tr alize d   co n tr o l   s ch e m allo ca ti n g   t h L F C   s i g n als to   t h th er m al  p o w er   g en er atio n s   an d   E Vs  h a v b ee n   p r o p o s ed .   I n   [ 8 ] ,   an   atte m p to   s tu d y   t h e   ef f ec o f   t h V2 s ch e m o n   th v o ltag a n d   p o w er   co n tr o b u o n l y   f o r   s i n g le  ar ea   p o w er   s y s te m .   L i k t h co n tr o m et h o d s   o f     p h o to v o ltaic  P s y s te m s   [ 1 2 - 1 3 ] ,   V2 h as  b ee n   ap p lied   to   s o lv th p en etr atio n s   r es u lted   f r o m   P Vs.   T h is   p ap er   d is cu s s es  th e   ef f ec o f   t h p r ese n ce   o f   V2 s y s t e m s   o n   ter m i n al  v o lta g ad ap tatio n   a n d   r eg u lat io n   o f   th s y s te m   p o w er   u n d er   s tep   lo ad   d em a n d   an d   th r ee   p h ase  f au lt  co n d itio n .   A   t w o - ar ea   p o w er   s y s te m   i n cl u d es  t h p r o p o s ed   V2 s c h e m e   h a s   b ee n   tes ted   th r o u g h   t h r ee - p h ase  s tep   lo a d   ch an g es   an d   th e   f au lt  o f   t h r ee   p h ase  s h o r cir cu it  u s in g   co m p u ter   s i m u latio n .   Ma tlab /Si m u li n k   p r o g r a m   s i m u latio n   tes ts   h a v e   b ee n   m ad to   d is cu s s   th e f f e ct  o f   th p r esen ce   o f   V2 s c h e m in teg r ated   in to   t h in ter c o n n ec ted   s y s te m   ( i n   ca s es o f   s tep   lo ad   ch an g e s   an d   f au l t c o n d itio n )   o n :   a.   S y s te m   f r eq u e n c y .   b.   T er m in al  v o lta g es o f   t h s y s te m .   c.   A cti v a n d   r ea ctiv p o w er .     T h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s .   Sect io n   2   d escr ib es  s m ar g r id   w it h   E Vs  Sectio n   3   p r esen ts   V2 G   s y s te m ,   Si m p li f ied   b atter y   m o d el  is   p r esen ted   in   4   an d   s ec ti o n   5   d is cu s s e s   t h s y s te m   u n d er   s tu d y .   Sectio n   6   p r esen ts   t h d etailed   p ar am e te r s   o f   th s y s te m   u n d er   s t u d y .   Se v e n   f o r   th p r o p o s ed   p o w er   s y s te m   a n d   an al y ze s   ti m e - d o m ai n   s i m u lat ed   r esu lts   o f   t h r ee   p h a s r esis t iv lo ad   d is tu r b an ce   a n d   th r ee   p h ase  s h o r cir cu it   in   th s t u d ied   s y s te m .   An d   f i n all y ,   co n cl u s io n s   ar d r a w n   in   Sectio n   8 .       2.   SM ART G RID  WI T H   E Vs   T o   g et  m o r e f f ec tiv e,   f le x i b le  an d   lo w er   co s o p er atio n ,   th S m ar Gr id   is   co n s id er ed   as  an   o p p o r tu n it y   to   u s t h I C T s   ( I n f o r m atio n   a n d   C o m m u n ic atio n   T ec h n o lo g ie s )   f o r   m o n i to r in g   a n d   co n tr o th r o u g h o u t h p o w er   s y s te m   [ 8 ] .   T h E u r o p ea n   T ec h n o lo g y   P latf o r m   [ 9 ]   d ef i n es   th e   S m ar t   Gr id   as:   “A  S m ar Gr id   is   an   e lec tr icit y   n et w o r k   t h at  ca n   in te lli g en tl y   i n teg r ate  t h ac tio n s   o f   all  u s e r s   co n n ec ted   to   it    g en er ato r s ,   co n s u m er s   an d   th o s th at   d o   b o th     in   o r d er   t o   ef f icien tl y   d eliv er   s u s tai n a b le,   ec o n o m ic  a n d   s ec u r elec tr icit y   s u p p lies .   Ma n y   co u n tr ie s   ar m o v i n g   to w ar d s   ch a n g in g   t h eir   p o w er   s y s te m s   to   s m ar n et w o r k s ,   f o r   ex a m p le,   in   J ap an ,   Sin ce   th T o h o k u   ea r th q u a k o n   2 0 1 1 ,   th lig h h a s   b ee n   s h ed   o n   S m ar Gr id   as  m e th o d   f o r   b o th   o f   r ec o n s tr u ct io n   o f   t h d a m a g ed   d is tr icts   an d   d ev elo p m e n t o f   lo w - ca r b o n   s o ciet y.   On   th o t h er   h a n d ,   E Vs  h a v b ee n   attr ac ted   m u ch   atte n tio n   f o r   th r ed u ctio n   o f   C O2   e m i s s io n s   i n   tr an s p o r tatio n   s y s te m s .   W it h   r esp ec to   th B L UE   Ma p   p la n ,   th w o r ld w id n ee d s   f o r   elec tr icit y   to   ch ar g e   E Vs  w ill r ea ch   2 5 0 0   T W h   in   2 0 5 0   [ 1 0 ] .   L ar g e - ca p ac it y   b atter ies  u s ed   in   E V s ,   lead in g   t h e m   to   b f o r m   o f   d is tr ib u ted   e n er g y   s to r ag e.   P lu g - in   E Vs   ar th o s e   w h ich   ca n   b e   ch ar g ed   i n   t h h o m e,   t h ese  p l u g - i n   E V 's ca n   b h elp f u l   in   c ase  o f   lo ad   s h i f ti n g .   T h er ef o r e,   tw o - w a y   co m m u n i ca tio n   tech n o lo g ie s   w ill  b u s ed   to   in teg r ate  th E Vs  i n to   th elec tr icit y   s u p p l y   in   t h f o r m   o f   s m ar g r id   n et w o r k s ,   th is   w h at  ca n   b ca lle d   v e h icle - to - g r id ”  ( V2 G)   [ 1 1 ] .   Fig u r 1   s h o w s   V2 s ch e m in teg r ated   in to   s m ar t i n ter co n n ec ted   p o w er   s y s te m .           Fig u r e   1 .   S m ar in ter co n n ec te d   p o w er   s y s te m   w it h   V2 sc h e m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Ter min a l v o lta g a n d   p o w er reg u la tio n   u s in g   ve h icle - to - g r id   ( V 2 G)     ( Ta r ek   Ha s s a n   Mo h a med )   63   3.   V2 G   SM ART SCH E M E   T h id ea   o f   th V2 s m ar s ch e m i s   to   g et  b en e f it  f r o m   elec tr ical  v eh icle s   E Vs  d u r i n g   p l u g   i n   p er io d ,   th is   p er io d   is   p r e - s ch e d u led   b y   ca r   u s er s   to   co n f ir m   t h eir   co n v e n ien ce .   T h m a in   ai m   o f   u s a g o f   V2 G   in   t h e   p o w er   s y s te m   i s   to   d e al  w it h   t h p r o b le m   o f   lo ad   ch an g es   a n d   f lu ct u atio n s   r esu lts   f r o m   r en e w ab l e   en er g y   s o u r ce s   w h ic h   lead   to   f r eq u e n c y   d ev ia tio n s ,   ter m in al  v o lta g v ar iatio n   an d   c h a n g es  in   tr an s m itted   p o w er ,   s o ,   th p r esen ce   o f   V 2 s ch e m w ill  e n h an ce   th e   to tal  s y s te m   r esp o n s d u r in g   th p er io d s   o f   lo ad   d is tu r b an ce s   an d   o r   f lu ct u ati o n s   o f   r en e w ab le  p o w er   s o u r ce s .   As  s h o w n   i n   Fig u r e   2 ,   th o u tp u p o w er   o f   b atter y   in   V2 s ch e m ca n   b p o s itiv ( d is c h ar g i n g )   o r   n e g ati v ( ch ar g in g )   ac co r d in g   t o   th s i g n   a n d   t h v alu o f   th f r eq u e n c y   d e v iati o n   (                                             )   as sh o w n   i n   t h f o llo w i n g   ( 7 ) :               {                 (                       )       (         |               | )             ( 1 )     a n d   co n s id er in g   b alan ce   b att er y   ( c h ar g i n g /d is c h ar g i n g )   co n tr o l,  V2 g ain             ca n   b ca lcu l ated   f r o m                     {     (                  (        )            (       )             (        ) )   }           ( 2 )     w h er all  p ar a m eter s   i n   ( 1 )   h av b ee n   d esi g n ed   as t h s tat o f   ch ar g ( SOC )   i s   b alan ce d   ar o u n d   5 0 %,  as sh o w n   i n   Fi g u r e   3           Fig u r e   2 .   C u r v o f   V2 p o w e r / f r eq u en c y   d ev ia tio n : ( a)   I n p u p o w e r   to   V2 an d   ( b )   Ou tp u p o w er   f r o m   V2 G           Fig u r 3 .   B alan ce   co n tr o l o f   b atter y   SO C       4.   SI M P L I F I E B A T T E RY  M O DE L   A   s i m p li f ied   b atter y   m o d el  is   co n s id er ed   in   th i s   p ap er ,   th is   m o d el  i s   co n s i s ti n g   o f   v o lta g s o u r ce   w h ic h   co n s i s ts   o f   o p en   cir cu it  v o ltag O C a n d   in ter n a l r esi s tan ce   R in t [ 7 ] ,   th V2 p o w e r   ( P V2 G )   ca n   b ca lcu lated   f r o m :                                                        ( 3 )         W h er I   r ep r esen t th cu r r en o f   ch ar g i n g /d is c h ar g i n g   o p er atio n .   I n   ad d itio n ,   th Ner n s t e q u atio n   is   u s ed   to   ca lcu late  t h O C V :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   6 1     68   64                                (                     )               ( 4 )     an d   SOC   ca n   b u p d ated   f r o m :                                       ( 5 )   Su b s ti tu t in g   3   in   5   y ield s :                    (                                               )           ( 6 )     also ,   th en er g y   ( E )   n ee d ed   to   ch ar g t h b atter y   to   th d esti n atio n   S OC   ( SO C d )   f r o m   S O C i a t a n y   in s ta n t ( i)   ca n   b g et  f r o m :                                         (               )               (                                   )           (                         )           (                         )       ( 7 )       5.   UNDER  ST UD SYS T E M   As  s h o w n   i n   Fi g u r e   4 ,   th e   s y s te m   u n d er   s t u d y   i n   t h is   p ap er   co n s is ts   o f   t w o   ar ea   p o w er   s y s te m ,   ea c h   ar ea   h as  o n d iesel   g e n er ato r   an d   lo ad s ,   V2 s c h e m i s   co n n ec ted   w it h   ar ea   1   at  b u s   n u m b er   2   (     lo ad 1 1     p lu s   th e   V2 s y s te m   ) ,   ar ea   2   h as   t w o   lo ad s   a b u s   n u m b er   4   ( d ir ec tl y   co n n ec ted   lo ad     “L o ad 2 2 ”,   w h ile   “L o ad 2 1 ”  is   co n n ec ted   b y   c o n tr o lled   s w itc h ) .   T h t w o   ar ea s   ar co n n ec ted   b y   t w o   s er i es  s y m m etr ic  li n e,   ea ch   li n h as   2 0   k m   len g t h ,   i n   ad d itio n ,   ea c h   ar ea   h a s   o n e   s tep   d o w n   tr a n s f o r m er   w h ic h   u s ed   to   co n n ec t   t h e   ar ea   lo ad s .           Fig u r e   4 .   Si m p le  T w o - A r ea   P o w er   S y s te m       6.   SYST E M   CO NF I G URA T I O N   T h is   p ap er   u s ed   t w o - ar ea   p o w er   s y s te m   s h o w n   i n   F ig u r e   4 ,   th i s   s y s te m   is   r ep r ese n ted   u s i n g   Ma tlab /Si m u l in k   s o f t w ar e.   Ar ea   1   h as  1 5 MW   d iesel  g e n er ato r ,   4 MW   elec tr ic  v eh icl es  ( f o u r   ag g r eg a ted   V2 s c h e m e s   w i th   d etailed   p ar a m eter s   l is ted   i n   ta b le  1   a n d   th e   b atter y   p ar a m eter s   ar e   ill u s tr ated   i n   tab les  2 3 )   an d   1 0 M W   r esid en tial  lo ad   ( w it h   0 . 1 6   p f ) .   A r ea   2   h as  4 MW   d ir ec co n n ec ted   lo ad   ( L o ad 2 2 ”)   an d   4   MW   co n tr o lled   lo ad   ( L o ad 2 1 ”) .   E ac h   ar ea   h as 2 5 k v /6 0 0 v   s tep   d o w n   tr an s f o r m er .       T ab le   1 .   P ar am e ter s   o f   t h V2 s ch e m es   Un it  n u m b er   Nu m b er   o f   ca r s *   I n itial st a te  o f   ch ar g [ %]   C h ar g in g / R e g u la tio n   m o d e   1   35   90%   R eg u latio n   2   25   90%   R eg u latio n   3   10   90%   R eg u latio n   4   20   90%   R eg u latio n   5   10   0%   R eg u latio n   *   T h r ated   p o w er   o f   ea ch   ca r   is   4 0   k W       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Ter min a l v o lta g a n d   p o w er reg u la tio n   u s in g   ve h icle - to - g r id   ( V 2 G)     ( Ta r ek   Ha s s a n   Mo h a med )   65   T ab le  2 .   P ar am eter s   o f   V2 c o n tr o l   Ma x i m u m   V2 p o w er   ( P m a x )   [ k w ]   40*   Ma x i m u m   V2 g ain   ( K m a x )   [ k w /Hz]   200   n ,   SOC m i n ,   SO C lo w ,   SO C h ig h ,   SOC m a x   [ %]   2 ,   1 0 ,   2 0   , 8 0 ,   9 0                 )   [ Hz]   - 0 . 1   * ( 8   b atter ies ,   5 k w /b atter y )         T ab le  3   Sp ec if icatio n s   o f   b atte r y   m o d el   No m i n al  v o lta g ( V no m )   [ V]   3 4 5 . 6   No m i n al  ca p ac it y   ( C no m )   [ Ah ]   15   E n er g y   C ap ac it y   [ k w h ]   5 . 2   I n ter n al  r esi s ta n ce   ( R i n t) [ Ω ]   0 . 4   Sen s iti v it y   p ar a m eter   o f   OC V - SO C   ( α )   15   C u r r en t e f f icie n c y   ( η )   1 . 0       7.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   T h test   e n v ir o n m e n t   u s ed   i n   t h is   p ap er   is   Ma t lab /Si m u l in k   s o f t w ar p ac k a g e.   I n   ad d itio n ,   all   s i m u lat io n   p er io d s   at  th p l u g   in   h o u r s   o f   th e lectr ic  v e h icle s   h o u r s   ( u s u al l y   b et w ee n   1 0   P to   6   A M) .   T w o   ca s es  ar co n s id er ed   i n   t h i s   p ap er   to   test   t h e   ef f ici e n tl y   o f   p r esen ce   t h p r o p o s ed   V2 s ch e m e.     I n   t h f ir s t   ca s o f   s t u d y ,   t h s y s te m   is   c h ec k ed   u n d er   th co n d itio n   o f   s tep   lo ad   ch a n g at  A r ea 2   ( 4 MW   th r ee   p h ase   r esis ti v co n tr o lled   lo ad   w ill   b s w itc h ed   o n   at  t   4 0   s ec ) .   Fig u r 5   s h o w s   t h s i m u la tio n   r e s u lt s   o f   t h s y s te m   w it h   an d   w it h o u V2 G   s ch e m es.  Fo r   Fi g u r 5 ,   th r e s u lt s   f r o m   th to p   to   th b o tto m   ar th ter m i n al   v o ltag e,   lo ad   cu r r en t,   to tal  p o w er ,   ac ti v e   an d   r ea cti v e   p o w e r   ( all  o f   th e   r esid en tial  lo ad ,   “lo ad 1 1 ”) .   I is   clea r   f r o m   t h f ig u r t h at  w it h   t h p r o p o s ed   V2 s ch e m e s ,   th t er m in a v o lta g g o e s   s tead y   s tate  m o r d a m p in g   an d   w ith   s m al v al u o f   o v er s h o o t.  I is   r ep o r ted   th at  also   th lo ad   cu r r en is   i m p r o v ed   in   b o th   tr an s ie n an d   s tead y - s tate  ca s es.  I n   ad d itio n ,   th lo ad   ac tiv an d   r ea ct iv p o w er s   h av i m p r o v ed   as  r esu lt  o f   t h e   p ar ticip atio n   o f   V2 s ch e m e s .   ( w ith o u V2 G,   th o v er s h o o an d   r is ti m ar b ig g er   th a n   th o s o f   th s y s te m   w it h   o f   V2 s c h e m es   f o r   all   th r ee   s i g n als).   A l s o ,   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   6 ,   th r o to r   s p e ed s   o f   G1   s h o w n   in   Fi g u r e   6 . an d   G2     s h o w n   in   Fig u r e   6 . b   ar m o r d a m p ed   i n   ca s e   o f   p r ese n ce   o f   V2 s c h e m e s   ( b o th   o f   t h e   u n d er s h o o an d   th e   r is e   ti m e   h a v b ee n   d a m p ed   to   ab o u t   5 0 %).   I n   b r ief ,   it  h as   b ee n   n o ted   th a t h V2 s ch e m es   s u cc ee d ed   in   i m p r o v in g   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h e   s y s te m .   m o r eo v er ,   Fi g u r 7   s h o w s   t h e   s tate   o f   ch ar g o f   th a g g r e g ate d   g r o u p   n u m b er   3   ( ac co r d in g   to   T ab le  1 ) .   W h ile  th to tal  o u tp u p o w er   o f   V2 is   s h o w n   in   Fi g u r 8 .   ( th g ain             is   k ep at  co n s ta n v a lu           2 0 0 ,   th is   b ec au s t h i n itial  s tate  o f   ch ar g e   SOC   o f   V2 u n it  1 ,   u n it  2 ,   u n i 3 ,   u n i 4   h av b ee n   ch o s en   as  9 0 %,  w h i le  SO C   o f   u n it  5   eq u al  to   0 as   s h o w n   in   T ab le  2   an d   T ab le  3 ).           Fig u r e   5 .   S y s te m   r esp o n s f o r   th ca s o f   s tep   lo ad   ch an g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   6 1     68   66           ( a)   ( b )       Fig u r e   6.   R o to r   s p ee d   r esp o n s f o r   th ca s o f   s tep   lo ad   ch an g e:  a)   R o to r   s p ee d   o f   G1 ,   b )   R o to r   s p ee d   o f   G2               Fig u r 7 .   T h State  o f   ch ar g o f   th a g g r e g ated   g r o u p   n u m b er   3   Fig u r e   8.   T h to tal  o u tp u t p o w e r   o f   V 2 s ch e m es     I n   th e   s ec o n d   ca s e   o f   s tu d y ,   s y s te m   i s   te s ted   in   ca s o f   s h o r cir cu it  b et w ee n   all  o f   th t h r ee - p h a s es   an d   g r o u n d   at  th m id d le  o f   th d is tan ce   b et w ee n   t h t w o   a r ea s   ( at  b u s   n u m b er   6 )   f o r   s h o r p er io d   s tar ts   at  t=5 0   s ec .   an d   d is ap p ea r s   at  t ( 5 0 + 6 . 5 /6 0 )   s ec .   T h r esu lt s   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   ar e   co m p ar ed   w it h   th e   s y s te m   w it h o u V2 s ch e m e s   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   9 .   I is   cl ea r   f r o m   Fi g u r e   1 0   th at  th p r o p o s ed   s y s te m   w it h   V2 s c h e m e s   i s   s u p er io r   to   t h s y s te m   w i th o u V2 s c h e m es,  g i v i n g   s ig n i f ica n tl y   m o r d a m p in g   to   ter m i n al   lo ad   v o ltag e,   lo ad   cu r r en t,  lo ad   ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er s .   Fi g u r 1 0   s h o w s   t h r es u lt s   o f   t h f r eq u e n c y   r esp o n s es  o f   t h s y s te m ,   t h i s   f i g u r s u p p o r ts   t h i m p o r ta n c o f   th e   p r esen ce   o f   t h V2 s ch e m es  in   s y s te m   f r eq u en c y   r eg u lat io n .             Fig u r e   9 .   S y s te m   r esp o n s f o r   th ca s o f   t h r ee   p h ase  s h o r t c i r cu it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Ter min a l v o lta g a n d   p o w er reg u la tio n   u s in g   ve h icle - to - g r id   ( V 2 G)     ( Ta r ek   Ha s s a n   Mo h a med )   67           ( a)   ( b )       Fig u r e   1 0.   R o to r   s p ee d   r esp o n s f o r   th s ec o n d   ca s o f   s t u d y : a )   R o to r   s p ee d   o f   G1 ,   b )   R o t o r   s p e ed   o f   G2       8.   CO NCLU SI O N   T h r ap id   tech n o lo g y   o f   ele ctr ic  v eh icles  h as  g u id ed   to   n u m er o u s   ch al len g es  to   p o w er   s y s te m   o p er atio n .   Mo r eo v er ,   p lu g - i n   elec tr ic  v e h icle  ca n   p la y   e it h er   as  lo ad   o r   as  p o w er   s o u r ce   b y   ap p l y i n g   t h e   V2 tech n o lo g y .   I n   th i s   p ap er ,   ce r tain   ef f ec o f   th p r esen ce   o f   V2 s ch e m es  i n   th p er f o r m a n ce   o f   s m all   t w o - ar ea   p o w er   s y s te m   s u c h   as  f r eq u en c y ,   ter m i n al  v o ltag es,  an d   t h p o w er .   Di g ital   s i m u latio n s   h av e   b ee n   u s ed   to   v alid ate  t h ef f ec ti v e n ess   o f   th in ter co n n ec ted   p o wer   s y s te m   w it h   t h p r o p o s ed   V2 s ch e m e s .   T h s y s te m   w it h   p r o p o s ed   V2 s c h e m e s   h as  b ee n   te s ted   th r o u g h   s tep   lo ad   ch a n g a n d   t h r e p h ase  f a u lts   at  t h co n n ec tio n   li n e.   R es u lt s   s u p p o r ted   th at  d u r in g   t h m o m e n o f   s tep   lo ad   d e m a n d s   o r   3   p h as s h o r t - c ir cu it s ,   th e   p r esen ce   o f   V2 s ch e m e s   h a s   p o s itiv e   ef f ec n o o n l y   o n   s y s te m   f r eq u e n c y   b u al s o   o n   th ter m i n al  lo ad   v o ltag e s ,   ac ti v an d   r ea cti v p o w er .   co m p ar is o n   b et w ee n   t h p r o p o s ed   s y s te m   w i th   V2 an d   th e   s y s te m   w it h o u V2 s ch e m e s   i s   ca r r i ed   o u as s u r i n g   t h s u p er io r it y   o f   t h s y s te m   w it h   t h p r o p o s ed   V2 s c h e m e s .     A p p l y in g   V2 to   th r ee   ar ea   lar g s ca le  p o w er   s y s te m   i s   co n s id er ed   th f u tu r w o r k   o f   th i s   s tu d y .       RE F E R E NC E S     [1 ]   D.  C.   Da s,  A .   Ro y   a n d   N.  S i n h a ,   " GA   b a se d   f re q u e n c y   c o n tro ll e f o so lar  th e rm a l d ies e l w in d   h y b rid   e n e rg y   g e n e ra ti o n / e n e rg y   sto ra g e   s y ste m , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica Po we &   En e rg y   S y ste m s,  v o l .   4 3 ,   n o .   1 ,   p p 262 2 7 9 ,   2 0 1 2 .   [2 ]   H.  R.   Na jaf ia  a n d   F .   Da sty a rb ,   " D y n a m i c   m a x i m u m   a v a il a b le  p o w e o f   f ix e d - sp e e d   w in d   tu r b in e   a islan d in g   o p e ra ti o n , "   In ter n a ti o n a Jo u rn a o f   El e c tri c a P o w e &   En e rg y   S y s tem s,  v o l.   4 7 ,   p p .   1 4 7 1 5 6 ,   M a y   2 0 1 3 .     [3 ]   S .   V a c h iras ricirik u la  a n d   I.   Ng a m ro o ,   " Ro b u st  c o n tro l ler  d e sig n   o f   h e a p u m p   a n d   p lu g - in   h y b rid   e lec tri c   v e h icle   f o f re q u e n c y   c o n tro i n   a   sm a rt  m icro g rid   b a se d   o n   s p e c if ied - stru c tu r e   m ix e d   H2 /H∞   c o n tr o tec h n iq u e , "   Ap p li e d   En e rg y ,   v o l.   8 8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   3 8 6 0 3 8 6 8 ,   2 0 1 1 .   [4 ]   A .   Y.  S .   L a m ,   K.  L e u n g   a n d   V .   O.  K.  L i,   " Ca p a c it y   Esti m a ti o n   f o V e h icle - to - G rid   F re q u e n c y   Re g u latio n   S e rv ice W it h   S m a rt  Ch a rg in g   M e c h a n ism , "   in   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   S ma rt   Gr id ,   v o l.   7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 6 - 1 6 6 ,   J a n .   2 0 1 6 .   [5 ]   S .   Ha n ,   S .   Ha n   a n d   K.  S e z a k i,   " E stim a ti o n   o f   A c h iev a b le   P o w e C a p a c it y   F ro m   P lu g - in   El e c tri c   V e h icle f o V 2 F re q u e n c y   Re g u latio n Ca se   S tu d ies   f o M a r k e P a rti c ip a ti o n , "   in   I EE T ra n s a c ti o n o n   S ma rt  Gr id ,   v o l.   2 ,   n o .   4 ,   p p .   6 3 2 - 6 4 1 ,   De c .   2 0 1 1 .   [6 ]   Y.  Ota ,   H.  T a n ig u c h i,   J.  Ba b a ,   A .   Yo k o y a m a   " I m p le m e n tatio n   o f   a u to n o m o u d istr ib u ted   V2 G   to   e lec tri c   v e h icle   a n d   DC c h a rg in g   sy ste m ,   "   El e c tr ic P o we r S y ste ms   Res e a rc h ,   v o l.   1 2 0 ,   n o .   1 1 ,   p .   p   1 7 7   1 8 3 ,   M a rc h   2 0 1 5 .   [7 ]   Y.   Ota ,   H.  T a n ig u c h i ,   T .   Na k a ji m a ,   K.  M .   L i y a n a g e ,   J.  Ba b a   a n d   A .   Yo k o y a m a ,   " A u to n o m o u Distrib u te d   V 2 G   (V e h icle - to - G rid S a ti sfy in g   S c h e d u led   C h a rg in g , "   in   IEE T r a n s a c ti o n o n   S m a rt  Gr id ,   v o l.   3 ,   n o .   1 ,   p p .   5 5 9 - 5 6 4 ,   M a rc h   2 0 1 2 .   [8 ]   T a re k   H a ss a n   M o h a m e d ,   a n d   Ab d e l - M o a m e n   M .   A .   " S in g le  A r e a   p o w e s y st e m   v o lt a g e   a n d   f r e q u e n c y   c o n tro l   u sin g   V 2 G   sc h e m e , "   19 th   M id d le   Ea st  Po we S y ste ms   Co n fer e n c e ,   M EP CON'   2 0 1 7 ,   He lw a n   Un iv e rsit y ,   C a iro   ,   Eg y p t,   De c e m b e 2 0 1 7 .   [9 ]   Eu ro p e a n   C o m m issio n ,   " Eu ro p e a n   S m a rtG rid Tec h n o lo g y   P latf o r m :   V isio n   a n d   S trate g y   f o Eu ro p e ’s  El e c tri c it y , "   2 0 0 6 .   [1 0 ]   In a g e ,   S . ,   " M o d e ll i n g   L o a d   S h if ti n g   Us in g   El e c tri c   V e h icle in   a   S m a rt  G rid   En v iro n m e n t" ,   IEA   En e rg y   P a p e rs,   OECD P u b l ish i n g ,   P a ris,   2 0 1 0 .   [1 1 ]   J.  T a n   a n d   L .   W a n g ,   " A   Ga m e - Th e o re ti c   F ra m e w o rk   f o V e h icle - to - G rid   F re q u e n c y   Re g u latio n   C o n sid e rin g   S m a rt  Ch a rg in g   M e c h a n ism , "   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   S ma rt Gri d ,   v o l .   8 ,   n o .   5 ,   p p .   2 3 5 8 - 2 3 6 9 ,   S e p t.   2 0 1 7 .   [1 2 ]   A rj y a d h a ra   P ra d h a n ,   Bh a g b a P a n d a ,   " Ex p e rim e n tal   A n a l y sis  o f   F a c to rs  Aff e c ti n g   th e   P o w e Ou tp u o f   th e   P M o d u le , "   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica a n d   Co mp u ter   E n g i n e e rin g ,   v o l .   7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 1 9 0   -   3 1 9 7 ,   De c .   2 0 1 7 .     [1 3 ]   R. S .   Ra v S a n k a r,   S . V .   Ja y a ra m   Ku m a r,   a n d   G .   M o h a n   Ra o ,   " A d a p ti v e   F u z z y   P C u rre n C o n tro l   o f   G rid   In tera c P V   I n v e rter , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u ter     En g in e e rin g ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 7 2 - 4 8 2 ,   F e b .   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   6 1     68   68   BI O G RAP H O F   AUTHO RS            T a re k   H a s s a M o ha m ed was  b o r n   in   L ib y o n .   J an u ar y   1 9 7 5 .   He  r ec eiv ed   h is   B . s   d eg r ee   in   Au to m atic  co n tr o f r o m   Facu lt y   o f   elec tr o n ic s ,   M in o f ia,   E g y p t,  i n   1 9 9 7 ,   an d   M. Sc.   , an d   P h f r o m   Fac u lt y   o f   E n g i n ee r in g ,   Mi n ia  U n iv e r s it y ,   E g y p t,  i n   2 0 0 6 ,   2 0 1 2   r esp ec tiv el y   He  is   a   m e m b er   o f   t h Fac u lt y   o f   E n er g y   E n g i n ee r in g As w a n   U n i v er s it y ,   E g y p t                     Abd e l - M o a m e n   M .   Ab d e l - Ra h i m   o b tain e d   h is  B . S c .   a n d   M . S c .   d e g re e f ro m   A ss u it   Un iv e rsit y ,   Eg y p a n d   P h . D.  d e g re e   f ro m   In d ian   In sti tu te  o f   T e c h n o l o g y   (II T ),   Ro o rk e e ,   In d ia,  a ll   in   El e c tri c a En g in e e rin g   in   1 9 9 1 ,   1 9 9 8   a n d   2 0 0 4   re sp e c ti v e l y .   He   jo in e d   Hig h   In stit u te  o f   En e rg y ,   S o u th   V a ll e y   Un iv e rsity ,   A s wa n ,   Eg y p a a n   A ss istan P ro f e ss o f ro m   2 0 0 5 He   is   p re se n tl y   w o rk in g   a A ss istan P r o f e ss o in   th e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o En g in e e rin g ,   S o u th   V a ll e y   Un iv e rsit y ,   Qe n a ,   Eg y p t.   His  f ield   o f   in tere st  is  P o w e S y ste m   Op e ra ti o n ,   C o n tro a n d   O p ti m iza ti o n   P ro b lem in c lu d in g   F A CT S   d e v ice s.  He   is  a   m e m b e o IEE E.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.