probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2024-26-6-94-107probener-3226Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSОпределение расчетных электрических нагрузок зарядной инфраструктуры для электромобилей, интегрированной в электрические установки жилых и общественных зданийDetermination of estimated electrical loads of charging infrastructure for electric vehicles integrated into electrical installations of residential and public buildingsСолуяновЮ. И.SoluyanovYu. I.

Солуянов Юрий Иванович – д-р техн. наук, заслуженный профессор

г. Казань

Yuri I. Soluyanov

Kazan

info@roselmon.suhttps://orcid.org/0000-0003-4235-8038ФедотовА. И.FedotovA. I.

Федотов Александр Иванович – д-р техн. наук, профессор кафедры «Электрические станции» им. В.К. Шибанова

г. Казань

Alexander I. Fedotov

Kazan

fed.ai@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4424-7761АхметшинА. Р.AkhmetshinA. R.

Ахметшин Азат Ринатович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергетическое машиностроение»

г. Казань

Azat R. Akhmetshin

Kazan

ahmetshin.ar@mail.ruФедотовЕ. А.FedotovE. A.

Федотов Евгений Александрович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электрические станции» им. В.К. Шибанова

г. Казань

Eugenii A. Fedotov

Kazan

evfedotov2008@mail.ruХалтуринВ. А.KhalturinV. A.

Халтурин Владимир Александрович – начальник управления проектирования 

г. Казань

Vladimir A. Khalturin

Kazan

k183om@mail.ruООО «Ассоциация РЭМ»РоссияLLC "Association REM"Russian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationАО «ТАТЭМ»РоссияJSC "TATEM"Russian Federation20241301202526694107Copyright © Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., Федотов Е.А., Халтурин В.А., 20242024Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., Федотов Е.А., Халтурин В.А.Soluyanov Y.I., Fedotov A.I., Akhmetshin A.R., Fedotov E.A., Khalturin V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3226

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в совершенствовании нормативной базы, регламентирующей порядок определения расчетной нагрузки общественных зданий при интеграции в электроустановки указанных зданий зарядной инфраструктуры для электромобилей. ЦЕЛЬ. Определение графика потребления электроэнергии, коэффициента одновременности и несовпадения максимумов зарядной инфраструктуры для электромобилей с последующей разработкой предложений по актуализации СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» в части методики определения расчетной нагрузки общественных зданий при интеграции в электроустановки указанных зданий зарядной инфраструктуры для электромобилей. МЕТОДЫ. При выполнении поставленной цели были использованы экспериментальные, математические и статистические методы. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана методика определения коэффициентов одновременности и несовпадения максимумов зарядных станций электромобилей, и получены их численные значения в зависимости от типа, мощности и сочетания одновременно работающих коннекторов зарядных станций. Разработаны предложения по внесению изменений к СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» в части методики определения расчетных электрических нагрузок зарядной инфраструктуры для электромобилей, интегрированной в электрические установки общественных зданий. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработка методики расчета электрических нагрузок одновременно с разработкой коэффициентов спроса, одновременности и коэффициента несовпадения максимумов зарядной инфраструктуры для электромобилей, интегрированной в общественные здания, будет способствовать оптимизации затрат на технологическое присоединение к электрическим сетям.

RELEVANCE. The research aims to improve the regulatory framework governing the procedure for determining the estimated load of public buildings when integrating charging infrastructure for electric vehicles into the electrical installations of these buildings. THE PURPOSE. Determination of the schedule of electricity consumption, the coefficient of simultaneity and non-coincidence of maximums of the charging infrastructure for electric vehicles, with subsequent development of proposals for updating SP 256.1325800.2016 "Electrical installations of residential and public buildings. Design and installation rules" in terms of the methodology for determining the estimated load of public buildings when integrating charging infrastructure for electric vehicles into the electrical installations of the said buildings. METHODS. In achieving this goal, experimental, mathematical and statistical methods were used. RESULTS. A methodology for determining the coefficients of simultaneity and non-coincidence of maximums of electric vehicle charging stations has been developed, and their numerical values have been obtained depending on the type, power, and combination of simultaneously operating charging station connectors. Proposals have been developed for amending SP 256.1325800.2016 "Electrical installations of residential and public buildings. Design and installation rules" in terms of the methodology for determining the estimated electrical loads of the charging infrastructure for electric vehicles integrated into electrical installations of public buildings. CONCLUSION. The development of a methodology for calculating electrical loads simultaneously with the development of demand factors, simultaneity and the coefficient of mismatch of maximums of charging infrastructure for electric vehicles integrated into public buildings will contribute to the optimization of costs for technological connection to electrical networks.

зарядная станцияэлектромобильэлектрические нагрузкикоэффициент одновременностикоэффициент несовпадения максимумовкоэффициент спросаграфик нагрузкиcharging stationelectric vehicleelectrical loadssimultaneity factorpeak-to-peak mismatch factordemand factorload scheduleРабота выполнена по договору № 32413301943 – 2/2024 от 03.04.2024 г. с федеральным автономным учреждением «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве» в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по исследованию энергопотребления и определению расчетных электрических нагрузок зарядной инфраструктуры для электромобилей, интегрированной в электрические установки общественных и многофункциональных зданий.The work, based on the results of which the article was prepared, was carried out under contract No. 32413301943 - 2/2024 dated 03.04.2024 with the federal autonomous institution "Federal Center for Normation, Standardization and Technical Assessment of Conformity in Construction" as part of research and development work on the study of energy consumption and determination of the calculated electrical loads of the charging infrastructure for electric vehicles integrated into electrical installations of public and multifunctional buildings.ReferencesБутырин П.А., Халютин С.П. Производство систем электропитания для автономных электротранспортных средств в России // Электричество. 2023. № 2. С. 13-26. DOI: 10.24160/0013-5380-2023-2-13-26.Butyrin PA, Khalyutin SP. Production of power supply systems for autonomous electric vehicles in Russia. Elektrichestvo. 2023;2:13-26. doi: 10.24160/0013-5380-2023-2-13-26. (In Russ).Чжан К., Коровкин Н.В., Тан М. Анализ спроса на зарядку электромобилей в Ланьчжоу (Китай) // Электричество. 2024. № 9. С. 52-59. DOI: 10.24160/0013-5380-2024-9-52-59. EDN GHKGNT.Zhang K, Korovkin NV, Tan M. Analysis of demand for charging of electric vehicles in Lanzhou (China). Elektrichestvo. 2024;9:52-59. doi: 10.24160/0013-5380-2024-9-52-59. (In Russ).Gilleran M., Bonnema E., Woods J., et al. Impact of electric vehicle charging on the power demand of retail buildings // Applied Energy. 2021. Vol. 4. Art. no. 100062. DOI: 10.1016/j.adapen.2021.100062.Gilleran M, Bonnema E, Woods J, et al. Impact of electric vehicle charging on the power demand of retail buildings. Applied Energy. 2021;4:100062. doi: 10.1016/j.adapen.2021.100062.Ali S., Wintzek P., Zdrallek M. Development of demand factors for electric car charging points for varying charging powers and area types // IEEE Electricity. 2022. Vol. 3. Iss. 3. P. 410-441. DOI: 10.3390/electricity3030022.Ali S, Wintzek P, Zdrallek M. Development of demand factors for electric car charging points for varying charging powers and area types. IEEE Electricity. 2022;3(3):410-441. doi: 10.3390/electricity3030022.Сафин А.Р., Ившин И.В., Цветков А.Н., и др. Развитие технологии мобильных зарядных станций для электромобилей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23. № 5. С. 100-114. DOI: 10.30724/1998-9903-2021-23-5-100-114. EDN YIGCHH.Safin AR, Ivshin IV, Tsvetkov AN, et al. Development of technology of mobile charging stations for electric vehicles. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2021; 23(5):100-114. doi: 10.30724/1998-9903-2021-23-5-100-114. (In Russ).Cui Q., Weng Y., Tan C.-W. Electric vehicle charging station placement method for urban areas // IEEE Transactions on Smart Grid. 2019. Vol. 10. Iss. 6. P. 6552-6565.Cui Q, Weng Y, Tan C-W. Electric vehicle charging station placement method for urban areas. IEEE Transactions on Smart Grid. 2019;10(6):6552-6565.Гвоздев Д.Б., Сафарян А.В., Королев А.А., и др. Принципы интеллектуального управления зарядными станциями для электромобилей // Электроэнергия. Передача и распределение. 2022. № S1(24). С. 8-14. EDN XMLXAG.Gvozdev DB, Safaryan AV, Korolev AA, et al. Principles of intelligent control of charging stations for electric vehicles. Electric power. Transmission and distribution. 2022;24(S1):8-14. (In Russ).Xiong Y., Gan J., An B., et al. Optimal electric vehicle fast charging station placement based on game theoretical framework // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2018. Vol. 19. Iss. 8. P. 2493-2504. Art. no. 8064175. DOI: 10.1109/TITS.2017.2754382.Xiong Y, Gan J, An B, et al. Optimal electric vehicle fast charging station placement based on game theoretical framework. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2018;19(8):2493- 2504. doi: 10.1109/TITS.2017.2754382.Аргасцев А.Ю., Жданеев О.В., Мякочин Ю.О. Развитие производства отечественных зарядных станций для электротранспорта // Электрические станции. 2022. № 6(1091). С. 42-53. EDN PHSNFT.Argastsev AYu, Zhdaneev OV, Myakochin YuO. Development of production of domestic charging stations for electric transport. Electric stations. 2022;1091(6):42-53. (In Russ).Воронин В.А., Непша Ф.С. Управление напряжением в низковольтных распределительных сетях в условиях внедрения домашних зарядных станций электромобилей // iPolytech Journal. 2024. Т. 28. № 2. С. 261-271. DOI: 10.21285/1814-3520-2024-2-261-271. EDN ZWSVER.Voronin VA, Nepsha FS. Voltage control in low-voltage distribution networks in the context of the introduction of home charging stations for electric vehicles. iPolytech Journal. 2024;28(2):261-271. doi: 10.21285/1814-3520-2024-2-261-271. (In Russ).Кудрявцев А.А., Бабушкин М.А. Подстанция малой мощности 110/0,4 кВ как элемент электроснабжения зарядной инфраструктуры // Энергия единой сети. 2021. № 1(56). С. 56-59. EDN RTHFCK.Kudryavtsev AA, Babushkin MA. Low-power substation 110/0.4 kV as an element of power supply of charging infrastructure. Energy of the unified grid. 2021;56(1):56-59. (In Russ).Воронин В.А., Непша Ф.С. Мультиагентное моделирование развития электрозарядной инфраструктуры города Кемерово // Электроэнергия. Передача и распределение. 2023. № 3(78). С. 10- 17. EDN XVUSOW.Voronin VA, Nepsha FS. Multi-agent modeling of the development of electric charging infrastructure of the city of Kemerovo. Electric Power. Transmission and Distribution. 2023;78(3):10-17. (In Russ).Yousuf A.K.M., Wang Z., Paranjape R., et al. An in-depth exploration of electric vehicle charging station infrastructure: A comprehensive review of challenges, mitigation approaches and optimization strategies // IEEE Access. 2024. Vol. 12. P. 51570-51589. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3385731.Yousuf AKM, Wang Z, Paranjape R, et al. An in-depth exploration of electric vehicle charging station infrastructure: A comprehensive review of challenges, mitigation approaches and optimization strategies. IEEE Access. 2024;12:51570-51589. doi: 10.1109/ACCESS.2024.3385731.Вострокнутов А.Ю. Электромобили и зарядная инфраструктура // Электроэнергия. Передача и распределение. 2023. № 2(77). С. 18-19. EDN YFMIYA.Vostroknutov AYu. Electric vehicles and charging infrastructure. Electric power. Transmission and distribution. 2023;77(2):18-19. (In Russ).Валеева Ю.С., Калинина М.В., Зорина Т.Г., и др. Стимулирование развития электротранспорта как инструмент развития территории // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 1(53). С. 155-172. EDN UCKMFG.Valeeva YuS, Kalinina MV, Zorina TG, et al. Stimulating the development of electric transport as a tool for territorial development. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2022;14(1):155-172. (In Russ).Lam A.Y.S., Leung Y.-W., Chu X. Electric vehicle charging station placement: Formulation, complexity, and solutions // IEEE Transactions on Smart Grid. 2014. Vol. 5. Iss. 6. P. 2846 – 2856. Art. no. 6879337. DOI: 10.1109/TSG.2014.2344684.Lam AYS, Leung Y-W, Chu X. Electric vehicle charging station placement: Formulation, complexity, and solutions. IEEE Transactions on Smart Grid. 2014;5(6):2846 – 2856. doi: 10.1109/TSG.2014.2344684.Zema T., Sulich A., Grzesiak S. Charging stations and electromobility development: A cross- country comparative analysis // Energies. 2023. Vol. 16. Iss. 1. Art. no. 32. DOI: 10.3390/en16010032.Zema T, Sulich A, Grzesiak S. Charging stations and electromobility development: A cross- country comparative analysis. Energies. 2023;16(1):32. doi: 10.3390/en16010032.Soczówka P., Lasota M., Franke P., et al. Method of determining new locations for electric vehicle charging stations using GIS tools // Energies. 2024. Vol. 17. Iss. 18. Art. no. 4546. DOI: 10.3390/en17184546.Soczówka P, Lasota M, Franke P, et al. Method of determining new locations for electric vehicle charging stations using GIS tools. Energies. 2024;17(18):4546. doi: 10.3390/en17184546.Chen L., Chung C.Y., Nie Y., et al. Modeling and optimization of electric vehicle charging load in a parking lot // IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC). 2013. Art. no. 6837301. DOI: 10.1109/APPEEC.2013.6837301.Chen L, Chung CY, Nie Y, et al. Modeling and optimization of electric vehicle charging load in a parking lot. IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC). 2013:6837301. doi: 10.1109/APPEEC.2013.6837301.Huang J., Zhu C., Liang Q., et al. A step-by-step load forecasting method considering electric vehicle charging stations // 3rd International Conference on Energy, Power and Electrical Technology. ICEPET. 2024. P. 1325-1329. DOI: 10.1109/ICEPET61938.2024.10627620.Huang J, Zhu C, Liang Q, et al. A step-by-step load forecasting method considering electric vehicle charging stations. 3rd International Conference on Energy, Power and Electrical Technology. ICEPET. 2024:1325-1329. doi: 10.1109/ICEPET61938.2024.10627620.Грачева Е.И., Наумов О.В., Федотов Е.А. Влияние нагрузочной способности силовых трансформаторов на их эксплуатационные характеристики // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. № 7-8. С. 71-77. EDN ZTQXSD.Gracheva EI, Naumov OV, Fedotov EA. Influence of the load capacity of power transformers on their operational characteristics. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2017;19(7-8):71-77. (In Russ).Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., и др. Актуализация удельных электрических нагрузок дошкольных образовательных и общеобразовательных учреждений // Вестник Чувашского университета. 2021. № 1. С. 134-145. DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-134-145. EDN RUVYDK.Soluyanov YuI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, et al. Updating the specific electrical loads of preschool educational and general educational institutions. Bulletin of the Chuvash University. 2021;1:134- 145. doi: 10.47026/1810-1909-2021-1-134-145. (In Russ).Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., и др. Актуализация удельных электрических нагрузок многоквартирных жилых домов Москвы и Московской области // Электричество. 2023. № 7. C. 52-65. DOI: 10.24160/0013-5380-2023-7-52-65. EDN IQAFRE.Soluyanov YuI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, et al. Updating the specific electrical loads of apartment buildings in Moscow and the Moscow region. Electricity. 2023;7:52-65. doi: 10.24160/0013-5380- 2023-7-52-65. (In Russ).Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., и др. Анализ удельных электрических нагрузок коттеджных поселков // Электричество. 2024. № 4. C. 36-50. DOI: 10.24160/0013-5380-2024- 4-36-50.Soluyanov YuI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, et al. Analysis of specific electrical loads of cottage villages. Electricity. 2024;4:36-50. doi: 10.24160/0013-5380-2024-4-36-50. (In Russ).Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., и др. Анализ фактических электрических нагрузок помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23. № 6. C. 134-147. DOI: 10.30724/1998-9903-2021-23-6-134-147. EDN MBYUSE.Soluyanov YuI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, et al. Analysis of actual electrical loads of public spaces built into residential buildings. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2021;23(6):134-147. doi: 10.30724/1998-9903-2021-23-6-134-147. (In Russ).Солуянов Ю.И., Ахметшин А.Р., Солуянов В.И. Актуализация удельных электрических нагрузок помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23. № 3. С. 47-57. DOI: 10.30724/1998-9903-2021-23-3-47-57. EDN LANQDE.Soluyanov YuI, Akhmetshin AR, Soluyanov VI. Updating the specific electrical loads of public spaces built into residential buildings. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2021;23(3):47-57. doi: 10.30724/1998-9903-2021-23-3-47-57. (In Russ).Асташев М., Горожанкин П., Красноперов Р., и др. Пункт секционирования заглубленного исполнения с силовыми выключателями для кабельных сетей 6-10 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2024. № S2(33). С. 28-39. EDN CAGVGC.Astashev M, Gorozhankin P, Krasnoperov R, et al. Recessed sectioning point with power switches for 6-10 kV cable networks. Electric Power. Transmission and Distribution. 2024;33(S2):28-39. (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.