20756

۲۰۷۵۶

برنامه ريزي بهره برداري روز بعد يك ريزشبكه داراي چندحامل انرژي در حضور برنامه هاي پاسخگويي بار در مدهاي مختلف بهره برداري

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

96-97

۱۳۹۸/۲/۲۶

دكتر حيدر علي شايانفر

برق

در سال‌‌هاي اخير با افزايش مصرف انرژي الكتريكي، مولفه‌‌هاي هزينه توليد، آلودگي، قابليت اطمينان و كيفيت در توليد انرژي الكتريكي اهميت بيشتري پيدا كرده‌‌اند. ريزشبكه‌‌ها ساختارهايي هستند كه مي-توانند هر چهار مولفه فوق را در تأمين انرژي الكتريكي بهبود ببخشند. لازم به ذكر است ريزشبكه‌‌ها عليرغم مزاياي اقتصادي، زيست‌محيطي و رفاهي كه دارند، هزينه سرمايه‌‌گذاري قابل توجهي براي نصب توليدات پراكنده و ديگر منابع انرژي پراكنده لازم دارند. در نتيجه با بهره‌‌برداري نامناسب از اين منابع انرژي پراكنده، اين هزينه سرمايه‌‌گذاري توجيه‌‌پذير نمي‌‌باشد. از اين رو لازم است يك برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري بهينه براي چنين ريز‌‌شبكه‌‌هايي ارائه شود كه بهره‌‌بردار بتواند با بهره‌‌برداري مناسب از منابع انرژي پراكنده موجود در ريز‌‌شبكه در حالت‌‌هاي مختلف بهره‌‌برداري ( متصل به شبكه و جدا از شبكه) ، تابع هدف مورد نظر را ارضاء نمايد. همچنين لازم است كه با بهره‌‌گيري از فنّاوري‌هاي مختلف توليدات پراكنده در ريز‌‌شبكه و همچنين برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار، بتوان بهره‌‌برداري مناسب و مورد نظر را از ريز‌‌شبكه در مد‌‌هاي مختلف داشت. در اين پايان‌‌نامه سعي بر آن است كه بتوان يك برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري بهينه روز بعد براي يك ريز‌‌شبكه با چندين حامل انرژي ارائه شود كه در آن از فنّاوري‌هاي مختلف توليدات پراكنده (تجديد‌‌پذير و سنتي) ، ذخيره‌‌سازهاي انرژي و برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار استفاده شده است. توابع هدف در نظر گرفته در اين پايان‌‌نامه عبارتند از هزينه بهره‌‌برداري و ميزان انتشار آلاينده‌‌هاي زيست‌محيطي كه در ابتدا هر كدام از آن‌‌ها به‌صورت جداگانه و درنهايت برنامه‌‌ريزي چند هدفه با استفاده از روش Epsilon constraint اجرا شده است. از آنجايي كه در اين برنامه‌‌ريزي، تعدادي از پارامترهاي ورودي مسئله غير قطعي و داراي عدم قطعيت مي‌‌باشند در نتيجه لازم است كه با در نظر گرفتن عدم قطعيت اين پارامترها و مدلسازي آن¬ها، يك برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري تصادفي ارائه نمود. در اين پايان‌‌نامه نيز اين پارامترهاي داراي عدم قطعيت در نظر گرفته شده‌‌اند و برنامه‌‌ريزي تصادفي روز بعد يك ريزشبكه ارائه شده است. مدل نهايي از نوع MINLP بوده كه در محيط نرم افزار GAMS و با استفاده از حل‌‌كننده‌‌هاي Bonmin و Bonminh پياده‌‌سازي شده است. در پنج مطالعه موردي به ارزيابي روش پيشنهاد شده پرداخته شده است: برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري روز بعد يك ريزشبكه متصل به شبكه با هدف كاهش هزينه بهره‌‌برداري، برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري روز بعد يك ريزشبكه متصل به شبكه با هدف كاهش ميزان انتشار آلاينده‌‌ها، برنامه‌‌ريزي چند هدفه يك ريزشبكه متصل به شبكه با اهداف هزينه و انتشار، برنامه‌‌ريزي روز بعد يك ريزشبكه متصل به شبكه با هدف كاهش هزينه بهره‌‌برداري و بررسي تاثير برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار، برنامه‌‌ريزي روز بعد يك ريزشبكه جدا از شبكه در حضور و عدم حضور برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار مبتني بر مشوق. در اين پايان‌‌نامه علاوه بر ارائه مدلسازي برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار از ديد بهره‌‌بردار، برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار از ديد مصرف‌‌كننده نيز مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. واژه‌هاي كليدي: برنامه‌‌ريزي بهره‌‌برداري (Operational Scheduling)، برنامه‌‌هاي پاسخگويي بار(Demand Response Programs)، بهينه‌‌سازي چندهدفه (Multi-Objective Optimization)، انتشار (Emission)، ريزشبكه جدا از شبكه (Isolated Microgrid)

1398/04/09

Day-ahead operational scheduling of a multi-carrier microgrid in presence of various types of demand response programs considering different operation modes

6/30/2019 12:00:00 AM

Abstract: By growing of electrical energy consumption in recent years, generation cost, emission, reliability, and quality of electrical energy generation have become more important. MicroGrid are structures that could improve all four aforementioned criteria in electrical energy consumption. Despite of economic, environmental, and welfare benefits of microgrid structures for power system, they have considerable investment cost for installation of distribution generation and other types of distributed energy resources such as energy storages. Consequently, the high amount of investment cost is not justifiable with inappropriate scheduling of these distributed energy resources. Therefore it is necessary to provide an optimal scheduling program for such microgrids in order to achieve an optimal operational plan in a way that satisfy all objective functions. The application of various types of distribution generation technologies like Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), Combined Heat and Power systems (CHP) not only can be useful in achieving optimal operation solution but also reducing multi-energy system interdependency. In this thesis we intend to consider optimal energy management scheme of a multi-carrier micro-grid in presence of demand response programs and also in different operation modes in terms of connected and island modes. Moreover, various types of distributed generation including CHP, PEMFC, gas-fired boiler, and Power Only units (POs (are considered. The thermal and electrical energy storages are used. The operation cost and emission are two objective functions in this study that firstly each of them is chosen as objective function and finally multi-objective programming is presented by Epsilon-Constraint method. The uncertainty of four input parameters, namely wind speed, sun radiation, day-ahead market price, and electrical demand are investigated. The final model is MINLP that has been implemented in GAMS software. The proposed method has been evaluated in five case studies as follows: • The day-ahead operational scheduling of a connected micro-grid with operational cost objective function •The day-ahead operational scheduling of a connected micro-grid with emission objective function •The multi-objective day-ahead operational scheduling of a connected micro-grid with operational cost and emission objective functions •The day-ahead operational scheduling of a connected micro-grid with operational cost objective function in presence of demand response programs (micro-grid operator perspective) •The day-ahead operational scheduling of a connected micro-grid with operational cost objective function in presence of demand response programs (micro-grid consumer perspective)