انتخاب سیستم های ذخیره ساز انرژی با استفاده از انرژی بادی در شبکه توزیع
چکیده
در سیستم‌های توزیع برق،میزان تقاضای بار در طول بازه‌ی پیک بار می‌تواند از حد حرارتی فیدر عبور کرده و باعث آسیب به سیستم شود.می‌توان از این وضعیت که موجب خسارت‌های مادی به تجهیزات و مصرف‌کننده‌ها می‌شود،توسط سرریز بار جلوگیری کرد.می‌توان با به‌کارگیری مناسب سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی(ESS) با این مشکل مقابله کرد.در این مقاله،ما یک مسئله‌ی بهینه‌سازی را با ترکیب به‌کارگیری ESS و انرژی بادی در یک سیستم توزیع معمولی فرموله کرده‌ایم که به‌وسیله‌ی آن توان حقیقی،با شرط آن‌که میزان تقاضا از حد حرارتی فیدرخارج نشود ، به صورت بهینه در یک بازار برق توزیع می‌شود.این دستاورد عملکرد مطمئن سیستم توزیع انرژی را تضمین و ازقطع آن جلوگیری می‌کند.این مسئله بهینه‌سازی،برای یک سیستم توزیع معمول حل شده است.نتایج به دست‌آمده به‌وضوح عملکرد مقرون به صرفه ESS همراه با انرژی بادی در سیستم‌های توزیع را برای جلوگیری از قطعی و به حداکثر رساندن سود ESS نشان می‌دهند.
1.معرفی
بازار برق،صنعت برق را برای ارائه انرژی قابل اطمینان و ارزان،مجبور به استفاده از همه‌ی گزینه‌های اقتصادی و عملیاتی که به‌کارگیری منابع تجدیدپذیر و دیگر منابع را تضمین می‌کند،کرده‌است.یکی از محدودیت‌های منابع تجدیدپذیر نیاز آن‌ها به سیستم های ذخیره‌ساز انرژی(ESS) است.ESS قابلیت پیش‌بینی منابع انرژی تجدیدپذیر را با صاف کردن نوسانات بین بار و مولد،افزایش می‌دهد.کاربرد دیگر ذخیره انرژی،افزایش دادن ظرفیت فیدرهای توزیع و به تاخیر انداختن ساخت خطوط انتقال و پست‌های فشار قوی جدید می‌باشد[1].به تعویق افتادن ارتقا فیدر در مقالات بسیاری اشاره شده‌است،ولی این مسئله از نظر اقتصادی مورد توجه قرار نگرفته‌است[4]-[2].یک بررسی اقتصادی انجام گرفته‌بود که قیمت کنونی را محاسبه می‌کرد تا امکان استفاده از یک سیستم ESS/PV/Wind تعیین شود.نرخ تخفیف،هزینه نگه‌داری و اثر طول عمر در نظر گرفته‌شده و از نرخ رشد بار صرف نظر شده بود[5].تاخیر زمانی انرژی الکتریکی یا مشکلات مربوط به خرید و فروش ESS در بازار انرژی در بسیاری از تحقیقات مورد بحث قرار گرفته‌است[7]-[6] و در کنار آن بررسی‌های اقتصادی در مورد بازار انرژی صورت پذیرفته‌بود[11]-[8].علاوه بر این،روندی برای محاسبه‌ی منحنی قیمت حاشیه‌ای سیستم توزیع و کارکردهای بالقوه آن معرفی شده‌بود[12].قیمت‌های واقعی برق برای پیش‌بینی سناریوهای آینده مورد استفاده قرار گرفته‌است[13].گزارش‌های بازار ESS برای ارزیابی پتانسیل‌های بازار برای هر یک از کاربردهای ESS و هزینه‌های آن استفاده شده‌است[15]-[14].در بعضی از تحقیقات،برنامه‌نویسی دینامیکی برای دستیابی به کنترل بهینه هزینه ESS مورد استفاده قرار گرفته‌است[17]-[16].
5.نتیجه‌گیری
ESS نیاز به ارتقا فیدرها را به تعویق انداخته و باعث صرفه‌جویی مالی برای اپراتورهای شبکه و سیستم می‌شود.برنامه‌ریزی ترکیبی ESS و نیروگاه بادی در یک فیدر توزیع محدود با توسعه و پیاده‌سازی الگوریتمی که حد حرارتی فیدر ،قیمت برق،تقاضا برای بار ،حداکثر انرژی و ظرفیت ESS ،راندمان شارژ و دشارژ ESS و پارامترهای نیروگاه بادی را در نظر گرفته باشد،بهینه می‌شود.الگوریتم توسعه داده شده با استفاده از ترخ تعرفه برق برای مصارف و بارهای مختلف خانگی،تجاری و صنعتی پیاده‌سازی می‌شود.نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که الگورتم بهینه‌شده برای برنامه‌ریزی ترکیبی ESS و نیروگاه بادی مقرون به صرفه است.
Abstract
In distribution systems, load demand can exceed the feeder thermal limit during peak demand periods and cause system damage. This situation can be prevented by load shedding, which results in financial losses to utilities and customers. The problem can be countered by utilizing energy storage systems (ESS) properly. In this paper, we formulate an optimization problem combining the utilization of ESS and wind power in a typical distribution system, whereby real power is optimally scheduled in an electricity market under the constraint that the load demand cannot exceed feeder thermal limit. This approach ensures the reliable operation of the power distribution system and prevents outages. The developed optimization problem is solved for a typical distribution system. The results clearly demonstrate the economical operation of ESS with wind power in distribution systems to prevent outages and maximize the ESS profit.
I. INTRODUCTION
The electricity market has driven the power industry to exploit all possible economic and operational options that ensure the utilization of renewable resources and other options for providing cheap and reliable energy. One of the limitations of renewable sources is the need for energy storage systems (ESS). ESS enhance the predictability of renewable energy sources by smoothing out fluctuations in the difference between the load and generation. Another application of energy storage is to enhance the capacity of distribution feeders and defer the construction of new lines and substations [1]. Feeder deferral has been addressed in many articles, but this problem has not been considered in economic terms [2]– [4]. A cost analysis was performed in which the present value was calculated to determine the economic feasibility of an ESS/PV/wind system. The discount rate, maintenance fees and lifespan effects of ESS on the cost were considered, and the rate of load growth was neglected [5]. Electrical energy time shifting or the energy arbitrage problem of ESS in the energy market have been discussed in many studies [6]– [7] whereas economic analyses of the energy market distribution systems were conducted [8]- [11]. In addition, a procedure for calculating the power system marginal cost curve and its potential applications has been developed [12]. Actual electricity prices have been used to predict future scenarios [13]. ESS market reports have been used to evaluate the market potential for each ESS application and the ESS costs [14]- [15]. In some studies, dynamic programming has been used to achieve optimal ESS charge control [16]– [17].
V. CONCLUSION
The ESS provides a means of deferring feeder upgrades at substantial financial benefits to the grid and system operators. The combined scheduling of the ESS and wind power plant in a constrained distribution feeder is optimized by developing and implementing an algorithm that considers the distribution feeder thermal limit, the electricity price, the load demand, the maximum energy and the power capacity of the ESS, the charging and discharging efficiency of the ESS, and the wind power plant parameters. The developed algorithm is implemented using electricity tariff rates for different customer types and demands from residential, commercial, and industrial customers. The simulation results show that the developed optimal algorithm is economical for combined ESS and wind power scheduling.
چکیده
1.معرفی
2.طرح مسئله
الف-انرژی بادی
ب-منحنی انرژی بادی
3.فرمول بندی مسئله
الف.تابع هدف
ب.محدودیت حرارتی فیدر
ج.محدودیت عملکرد باد
د.محدودیت عملکرد ESS
4.نتایج و بحث
الف.پروفیل برنامه‌ریزی ESS و انرژی بادی
ب.سود ماهانه وسالانه
5.نتیجه‌گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROBLEM DESCRIPTION
A. Wind Power
B. Wind Power Curve
III. PROBLEM FORMULATION
A. Objective Function
B. Feeder Thermal Limit Constraint
C. Wind Operating Constraint
D. ESS Operating Constraints
IV. RESULTS AND DISCUSSION
A. ESS and Wind Power Scheduling Profiles
B. Monthly and Annual Profits
V. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه