26542

مديريت انرژي چندهدفه ريزشبكه هاي چندگانه با مدل هاي همكارانه و رقابتي

دكترا

1401/02/18

دكتر شهرام جديد

دكتر احمد ماكوئي

مهندسي برق

در اين رساله يك مدل تحليلي مبتني بر استراتژي پيشنهاد مي¬شود كه تعامل و همكاري ريزشبكه¬ها در شبكه توزيع را مطالعه مي¬نمايد. مدل پيشنهادي تلاش مي¬كند تا با شكل دادن ائتلاف¬هاي پايدار بتواند علاوه¬بر افزايش انعطاف-پذيري شبكه توزيع، هزينه¬هاي بهره¬برداري از ريزشبكه¬ها را كاهش دهد. در مدل پيشنهادي، سود حاصل از ائتلاف با استفاده از ارزش شاپلي و با در نظرگيري كارايي و اثربخشي ريزشبكه¬ها بصورت عادلانه ميان آنها تقسيم مي-گردد. پس از شكل¬گيري ائتلاف¬هاي بهينه، يك مديريت انرژي چندهدفه پيشنهاد شده است كه بصورت همزمان هزينه¬هاي بهره¬برداري، قابليت اطمينان و شاخص عملكرد استقلال ريزشبكه¬هاي موتلفه را بهينه مي¬نمايد. شاخص عملكرد استقلال ريزشبكه¬ها بصورت همزمان مزاياي توابع هدف مختلفي از جمله انتشار، تلفات توان و بهبود ولتاژ را به همراه مي¬آورد در حاليكه ابعاد مسئله را تا حد قابل¬قبولي كاهش مي¬دهد. به منظور نزديك كردن مدل به واقعيت، يك روش تصادفي بكار گرفته شده است تا عدم قطعيت¬هاي توليد منايع انرژي تجديدپذير، بار و قيمت-هاي برق را در مدل پيشنهادي اعمال كند. همچنين، يك مدل تركيبي همكارانه-غيرهمكارانه پيشنهاد شده است تا تعامل ميان ريزشبكه¬ها و بهره¬بردار شبكه توزيع را مطالعه كند. در مدل پيشنهادي، بهره¬بردار شبكه توزيع به عنوان رهبر در سطح بالاي بهينه¬سازي فعاليت مي¬كند و به دنبال حداكثرسازي سود، كاهش انرژي تأمين نشده و بهبود شاخص عملكرد استقلال شبكه توزيع مي¬باشد. در سمت مقابل، ريزشبكه¬ها در سطح پايين بهينه¬سازي به دنبال حداقل¬سازي هزينه¬هاي بهره¬برداري خود مي¬باشند. در مدل پيشنهادي، ريزشبكه¬ها قادر هستند تا با يكديگر همكاري كرده و قدرت چانه¬زني خود را در مقابل بهره¬بردار شبكه توزيع افزايش دهند. مدل پيشنهادي بر روي دو شبكه كوچك و بزرگ استاندارد شبيه¬سازي شده است. نتايج حاصله نشان مي¬دهد كه مدل همكارانه پيشنهادي هزينه ريزشبكه¬ها 98/19 درصد كاهش مي¬دهد و مقدار انرژي تأمين نشده در اين رويكرد تا 59/56 درصد كاهش مي¬يابد.

1401/03/08

Multi-Objective Energy Management for Multi-Microgrids Using Collaborative and Competitive Models

5/8/2023 12:00:00 AM

The penetration of distributed generations, the rapid advancement of technologies, and the converting of the passive distribution networks into active distribution networks are the main challenges of future power systems. Under these circumstances, supplying the required energy of consumers by the concept of microgrids can improve the performance of distribution networks. With the expansion of renewable energy resources in the distribution network (and the subsequent increase in the number of microgrids), the operation planning of microgrids is an important issue. In this thesis, an analytic strategy-based algorithm is proposed that models the interaction and cooperation among microgrids. The proposed model forms stable coalitions to enhance the flexibility of the distribution system alongside operation cost reduction. After coalition formation, the overall gain of the coalition is divided among cooperator microgrids by Shapley value. The Shapley value considers the efficiency and bargaining power of each microgrid and allocates a fair profit for them. Also, we propose a novel multi-objective energy management algorithm that simultaneously optimizes the operating costs, reliability, and independence performance index of microgrids. The main advantage of the independence performance index is that it provides the benefit of several objectives as well as emission reduction, power loss reduction, and voltage improvement, while it reduces the size of the optimization problem. In order to bring the model closer to reality, a stochastic method is applied to the model to handle the uncertainties of renewable energy sources, loads and electricity prices in the proposed model. Besides, a hybrid cooperative and non-cooperative model has been presented to formulate the interaction among microgrids and distribution system operator. In the proposed model, the distribution system operator acts as the leader of the optimization problem and trie to simultaneously optimize its profit, the amount of energy not supplied, and independence performance index. The microgrids are the followers of the proposed model and interact with the distribution system operator to minimize their operating costs. In the proposed model, microgrids are able to cooperate together to increase their bargaining power against the distribution network operator. The proposed model is tested on two small and large-scale standard systems and the simulation results show the efficiency of the model.

ريزشبكه هاي چندگانه , عدم قطعيت , مديريت انرژي چندهدفه , شاخص عملكرد استقلال، , بازي¬هاي همكارانه-غيرهمكارانه تركيبي.

Multi-microgrid, . , uncertainty, , multi-objective energy management, , independence performance index, , hybrid cooperative and non-cooperative game

Hamid Karimi

Shahram Jadid