25501

برنامه‌ريزي همزمان چندين حامل انرژي با بكارگيري ذخيره‌سازها در شبكه توزيع

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- سيستم هاي قدرت

1398-1400

1400/8/5

شهرام جديد

برق

امروزه با توجه به افزايش نياز جوامع به انرژي‌هاي مختلف، نياز به ارتباط بين منابع توليد حامل‌هاي انرژي نيز گسترش يافته است. همچنين با توجه به سياست‌هاي جهاني در راستاي كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي، تمايل استفاده از منابع انرژي تجديدپذير بخصوص انرژي بادي و خورشيدي بصورت چشمگير در حال افزايش مي‌باشد. اما در راستاي ايجاد سيستمي با قابليت اطمينان بالا بايد تصادفي بودن ميزان شدت تابش و سرعت باد در نظر گرفته شود. در همين جهت سيستم انرژي يكپارچه با چندين حامل انرژي به عنوان روشي مؤثر براي ادغام و استفاده از منابع مختلف انعطاف‌پذير انرژي از قبيل برق، گاز طبيعي، حرارت، آب و... معرفي مي‌شود كه قادر به بهبود بهره‌وري كل مصرف انرژي و كاهش چالش‌هاي عملياتي تأمين انرژي چندگانه مي‌باشد. يكي از راه‌حل‌هاي برنامه‌ريزي همزمان چندين حامل انرژي با كارايي و انعطاف‌پذيري بالا، وجود بستري با مفهوم هاب انرژي مي‌باشد. در يك هاب انرژي، حامل‌هاي انرژي ورودي با توجه به انواع تقاضاي مشتركين، منابع و تجهيزات مختلف همچون واحدهاي توليد همزمان برق، سرما و حرارت، ديگ‌هاي بخار، پمپ حرارتي الكتريكي و...، پس از عبور از مبدل‌هاي مختلف و ذخيره‌سازها، به شكل مورد نياز در خروجي مصرف مي‌شوند. همچنين مي‌توان با ايجاد برنا‌مه‌هاي پاسخگويي بار در سمت تقاضا، مصرف حامل‌هاي انرژي را نيز مديريت نمود. در اين پايان نامه به منظور برنامه‌ريزي همزمان چندين حامل انرژي با توجه به اهداف حداقل سازي هزينه بهره‌برداري و انتشار گازهاي آلاينده، سيستم توزيع 18 شينه با سه هاب انرژي متناسب با تقاضاي انرژي الكتريكي، گرمايشي، سرمايشي، گاز، آب و هيدروژن طراحي شده است. در مدل ارائه شده كه بصورت خطي برنامه‌ريزي شده است، هاب انرژي‌ها علاوه بر تامين انرژي الكتريكي از طريق خطوط توزيع، براي تامين انرژي گرمايشي و سرمايشي نيز بصورت مستقيم به هم وصل شده و ارتباط دارند. نتايج حاصل از شبيه‌سازي مدل ارائه شده نشان مي‌دهد كه با وجود ارضاي قيود و تبادل انرژي توليد و مصرفي، ميزان هزينه‌ها و انتشار آلودگي در موارد مطالعاتي مختلف با ورود منابع انرژي‌هاي تجديدپذير، ذخيره‌سازها، تجهيزات و برنامه‌هاي مختلف مديريت انرژي و بخصوص ارتباط هاب انرژي‌ها براي تامين انرژي گرمايشي و سرمايشي كاهش مي‌يابد.

1400/08/18

Simultaneous planning of multi energy carrier by employing storage devices in distribution network

10/27/2022 12:00:00 AM

Today, due to the increasing need for different energies, the request for communication between the sources of producing energy carriers has also expanded. Also, according to global policies to reduce greenhouse gas emissions, the tendency to use renewable energy sources, especially wind and solar energy is increasing appreciably. But to create a system with high reliability, the uncertainty of wind speed and solar radiation must are taken into account in order to obtain more realistic results. Therefore, an integrated energy system with several energy carriers is introduced as an effective way to integrate and use different flexible energy sources such as electricity, natural gas, heat and water, which is able to improve the total efficiency of energy consumption and reduce the challenges of operating multiple energy supplies. One of the simultaneous planning solutions of multi-carrier energy system with high efficiency and flexibility is the energy hub concept. In an energy hub, energy carrier’s inputs face the demands that are the outputs of the energy hub after it is generated, transformed, stored, or directly consumed. It is also possible to manage the energy carriers by demand response programs on the demand side. In this study, to simultaneous planning of multi energy carrier, an 18-bus test network is designed with three energy hubs tailored to electricity, heating, cooling, gas, water and hydrogen energy demands in the summer and winter seasons. This model is proposed as a mixed integer linear programing constrained multi-objective optimization problem. It minimizes the total cost and emission simultaneously. In addition to supplying electricity, energy hubs are also connected directly to supply heating and cooling energy. The results show that in addition to satisfying the constraints and the balance between production and energy demand, the costs and emissions are reduced in case studies with renewable energy sources, storage devices, equipment, energy management programs, and especially the connection of energy hubs for heating and cooling energy supply.

سيستم‌هاي چندين حامل انرژي , هاب انرژي , مديريت انرژي , ذخيره‌سازهاي انرژي , پاسخگويي بار

Multi-carrier energy system , Energy Hub , Energy management , Energy storage , Demand response