28295

مديريت بهينه سيستم انرژي چندحاملي در حضور خودروهاي الكتريكي و با اعمال برنامه هاي پاسخگويي بار

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- سيستم هاي قدرت

1399

1401/12/16

دكتر محسن كلانتر

مهندسي برق

با توجه اهميت و ضرورت تأمين انرژي پايدار و همچنين بهره برداري بهينه از سيستم انرژي، مفهوم سيستم هاي انرژي چند حاملي (MES) مطرح شده است كه نقش بسزايي براي دستيابي به سيستم‌هاي انرژي پايدار دارد. بطوريكه در اين نوع سيستم، حامل‌هاي مختلف انرژي به طور بهينه و در سطوح مختلف با هم تعامل دارند. در نتيجه براي مديريت يكپارچه و بهينه اجزاي مختلف اين سيستم ها مفهوم هاب انرژي (EH) مطرح شده است. در اين تحقيق، به برنامه ريزي هاب انرژي با وجود تعداد زياد خودروهاي الكتريكي و اجراي برنامه هاي پاسخگويي بار اقدام گرديد. همچنين عدم قطعيت قيمت خريد انرژي الكتريكي در اين مطالعه به وسيله روش بهينه سازي مقاوم مورد بررسي قرار گرفته است. جهت انجام مطالعه دقيق بر روي مدل معرفي شده هاب انرژي، پنج سناريو مختلف با لحاظ بيشترين عدم قطعيت مجاز قيمت انرژي كه نشان دهنده مقاوم بودن مسئله بهينه سازي تحت بدترين شرايط است در برنامه گمز توسط حل كننده CPLEX شبيه سازي شده است تا با مقايسه هر يك از اين سناريوها، تأثير حضور ذخيرهسازها، خودروهاي الكتريكي و برنامه هاي پاسخگويي بار در برنامهريزي روزانه هاب انرژي مشخص شود. همچنين تأثير مسائل زيست محيطي بر برنامه ريزي هاب انرژي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشاندهنده آن است كه با حضور ذخيره سازهاي الكتريكي و حرارتي هزينه بهرهبرداري %9.1، با حضور ذخيره سازها و خودروهاي الكتريكي %30.2 و با حضور هم‌زمان ذخيره سازها، خودروهاي الكتريكي و برنامه هاي پاسخگويي بار هزينه كل حدود %31.2 كاهش مييابد. همچنين در صورت اضافه شدن مسائل زيست محيطي بر هزينه هاي هاب انرژي، هزينه بهره برداري حدود %15.1 نسبت به حالت بدون در نظر گرفتن مسائل زيست محيطي افزايش مييابد ولي انتشار آلاينده حدود %3 كاهش مييابد. در انتها نيز اثر افزايش تعداد خودروهاي الكتريكي و ضريب مشاركت برنامه هاي پاسخگويي بار مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص گرديد با افزايش تعداد خودروها و ضريب مشاركت، هزينه كل بهره برداري هاب انرژي كاهش مييابد.

1402/02/16

Optimal management of the multi-carrier energy system in the presence of electric vehicles and by applying demand response programs

3/6/2024 12:00:00 AM

Considering the importance and necessity of sustainable energy supply as well as optimal operation of the energy system, the concept of multi-carrier energy systems (MES) has been proposed, which plays a significant role in achieving sustainable energy systems, so that in this type of system, different energy carriers interact optimally on different levels. As a result, the concept of Energy Hub (EH) has been proposed for the integrated and optimal management of various components of these systems. In this research, energy hub scheduling was done with the presence of a large number of electric vehicle and the implementation of demand response programs. Also, the uncertainty of the purchase price of electrical energy has been investigated in this study by the robust optimization method. In order to carry out a detailed study on the proposed model of the energy hub, five different scenarios have been simulated by the CPLEX solver in the GAMS with concidering the maximum uncertainty of the energy price, which indicates the robustness of the optimization problem under the worst conditions. By comparing each of these scenarios, the impact of the presence of energy storage, electric vehicles and demand response programs in the energy hub scheduling will be determined. also the impact of environmental issues on energy hub scheduling has been studied. The results show that with the presence of electric and thermal storage, the operating cost is reduced by 9.1%, with the presence of energy storages and electric vehicles operating cost is reduced by 30.2% and with the simultaneous presence of energy storages, electric vehicles and demand response programs, the total cost is reduced by 31.2%. Also, if environmental issues are added to energy hub costs, the operating cost will increase by about 15.1% compared to the case without considering environmental issues, but pollutant emissions will decrease by about 3%. At the end, the effect of increasing the number of electric vehicles and the participation rate of demand response programs was studied and it was determined that with the increase in the number of cars and the participation rate, the total cost of energy hub operation will decrease.

سيستم انرژي چندحاملي , هاب انرژي , خودرو الكتريكي , برنامه هاي پاسخگويي بار , عدم قطعيت قيمت انرژي , بهينه سازي مقاوم , مسائل زيست محيطي

Multi-Carrier Energy System , Energy Hub , Electric Vehicles , Demand Response Programs , Energy Price Uncertainty , Robust Optimization , Environmental Issues

Mohamad Hasan mansouri

Dr. Mohsen Kalantar