21937

21937

برنامه‌ريزي و بهره‌برداري بهينه يك هاب انرژي شامل پيل سوختي و سيستم‌هاي ذخيره هيدروژني با در نظر گرفتن همزمان برنامه‌هاي پاسخ‌گويي بار الكتريكي و حرارتي

كارشناسي ارشد

قدرت - سيستم

1396

1398/11/28

دكتر حيدرعلي شايانفر

برق

عرضه بهينه منابع انرژي به چالش اصلي در سراسر جهان تبديل شده است. به طور سنتي، بهره‌برداري از زيرساخت‌هاي سيستمهاي گاز و برق جداگانه بوده است. با توجه به رشد استفاده از سيستمهاي توليد انرژي الكتريكي با سوخت گاز طبيعي و تغيير نگرش در سيستم‌هاي مختلف انرژي براي كاهش هزينهها، ادغام سيستم‌هاي برق و گاز طبيعي بيشتر از هميشه مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر اين، ديدگاههاي تجاري و هماهنگي بين اشكال مختلف انرژي براي بهبود راندمان عرضه در سيستمهاي انرژي، عوامل مهمي هستند كه بر بهره‌برداري از سيستمهاي انرژي تاثير ميگذارند. ايده سيستم‌هاي انرژي چند حامله و هاب انرژي به عنوان يك روش كارآمد براي كاهش هزينههاي انرژي، افزايش بازدهي انرژي و افزايش قابليت اطمينان تأمين انرژي ارائه شده است. در اين راستا، هاب‌هاي انرژي به عنوان يك مفهوم كارآمد با قابليت داد و ستد، تبديل و ذخيره‌سازي انواع مختلف انرژي براي تأمين توان در سمت تقاضا معرفي شده‌اند كه به شبكه‌هاي مختلف انرژي اجازه مي‌دهد تا اثر دلخواه بر عملكرد يكديگر را در راستاي بهبود عملكرد سيستم داشته باشند. اين هاب‌هاي انرژي مي‌توانند در ورودي و خروجي خود انواع مختلف انرژي را داشته باشند كه بنا بر انرژي هاب مورد مطالعه مي‌تواند متفاوت باشد. در اين پايان‌نامه مدل‌سازي يك هاب انرژي در قالب بهره‌برداري و برنامه‌ريزي بهره‌برداري بلندمدت منابع مختلف انرژي همچون الكتريكي و حرارتي ارائه مي‌گردد. در همين راستا هدف اصلي اين پژوهش، ارائه و بهبود مدل‌هاي رياضي يك هاب انرژي مي‌باشد كه اين هاب انرژي شامل تجهيزات مختلفي از جمله واحدهاي توليدي FC و CHP، تجهيزات ذخيره‌ساز الكتريكي، حرارتي، خودروهاي برقي و تانك هيدورژني مي‌باشد. همچنين جهت افزايش انعطاف‌پذيري شبكه و كاهش هزينه‌هاي بهره‌برداري از هاب انرژي برنامه‌هاي پاسخ‌گويي بار الكتريكي و حرارتي در نظر گرفته شده است. ضمناً اين مدل‌سازي هم شامل بازار برق و هم شامل بازار حرارت و گرما مي‌باشد و در يك محيط تصادفي و مبتني بر ريسك و سناريو شبيه‌سازي مي‌شود. در نهايت نتايج شبيه‌سازي نشان از كاهش هزينه بهره‌برداري در هاب انرژي در نظر گرفته شده نسبت به هاب انرژي بدون تجهيزاتي و تكنولوژي هاي همچون واحد FC و برنامه پاسخ‌گويي بار دارد.

1399/02/29

Optimal planning and scheduling of an energy hub consisting of fuel cell and hydrogen storage systems with consideration to thermal and electrical demand response programs

2/17/2020 12:00:00 AM

Optimal supply of energy resources has become a major challenge around the world. Traditionally, operation of the gas and electricity system infrastructures has been separated. With the growth of using natural gas-powered electric power generation systems and the change in attitudes toward various energy systems to reduce costs, the integration of electricity and natural gas systems has become more important than ever. In addition, economic aspects and coordination between different forms of energy to improve supply efficiency in energy systems are important factors that affect the operation of energy systems. The idea of multi-carrier energy systems and energy hubs has been proposed as an effective method to reduce energy costs, increase energy efficiency and energy supply reliability. In this regard, energy hubs have been introduced as an efficient concept with the ability to trade, convert and store different types of energy to supply power on the demand side, which allows different energy networks to have their desired effect on each other's performance for the system to improve generally. These energy hubs can have different types of energy at their input and output, which can vary depending on the under-study energy hub. In this thesis, the model of an energy hub in terms of operation and long-term operation planning of different energy sources such as electrical and thermal is presented. In this regard, the main purpose of this study is to present and improve the mathematical models of an energy hub, which includes various equipment such as FC and CHP generation units, electrical and thermal storage equipment, electric vehicles and hydrogen tanks. Electric and thermal demand response programs are also regarded to increase network flexibility and reduce operating costs. In addition, this modeling includes both the electricity and heat markets, and is simulated in a stochastic environment, which is based on risk and scenario. Finally, the simulation results show that the operating cost of the considered energy hub compared to the energy hubs without equipment and technologies such as the FC unit and the demand response program is reduced.