توضیحات
Optimal Planning of a Smart Microgrid Including Demand Response and Intermittent Renewable Energy Resources
طراحی بهینه میکروگریدهای هوشمند شامل پاسخگویی بار و منابع انرژی تجدید پذیر متناوب
قسمتی از ترجمه مقاله:
چکیده
سیستم گرمایش و سرمایش، نقش مهمی در انرژی ساختمان و مدیریت آسایش ایفا می کند. بحث های متمرکز در رابطه با یکپارچه سازی سیستم های گرمایش و سرمایش درون تأسیسات شبکه هوشمند، در تمام طول دهه گذشته وجود داشت.
اما کنترل شیوه کار سیستم های گرمایشی و سرمایشی در یک شبکه هوشمند با نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر، به طور مشخص پرداخته نشده بود.
پژوهش حاضر تناسب(مناسب بودن) یک کنترل کننده فعال را که مربوط می شود به سیستم های گرمایشی و سرمایشی، در زمینه شبکه هوشمند با نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر، مورد بررسی قرار می دهد. کنترل کننده پیشنهادی، با واکنش نشان دادن به مجموعه ای از نقاط معین داخلی و علائم خارجی (مثال: در دسترس بودن منابع انرژی تجدیدپذیر و رفاه افراد) از یک کنترل کننده محلی واحد، عمل می کند.
مدیریت سیستم های گرمایشی و سرمایشی، هزینه ی کلی ریزشبکه هوشمند شبیه سازی شده، اندازه ی واحدهای ریزشبکه هوشمند و انرژی وارد شده از توزیع شبکه به وسیله یک فرآیند بهینه را کاهش می دهد. این کار همچنین در زمان مشابه اعتبار ریزشبکه هوشمند را افزایش می دهد.
نتایج اثبات شده، قابلیت کنترل کننده سیستم گرمایشی و سرمایشی در طرح ریزشبکه هوشمند را تأیید می کند.
- معرفی
امروزه در اکثر تکنیک های عملیاتی سیستم های قدرت، تولید به منظور تأمین بار شبکه پیش بینی شده کنترل می شود. کنترل مستقیم بارها نادر است؛ به جز در مورد تولید ناکافی در روزهای اوج که در آن فشار ممکن است در سراسر طرح های پاسخگویی بار(پیک سایی) کاهش یابد. تلقی کلی بر این است که بار به دنبال کنترل تولید یا پخش حاصل می شود.
سیاست استفاده پیروی از بار، پیچیده تر است از تولید انرژی تجدیدپذیری که به شبکه تزریق می شود. در ریزشبکه ها، منابع انرژی تجدیدپذیر متناوب، مانند انرژی های خورشیدی و بادی، قابل پیش بینی و قابل پخش با یک تضمین و اطمینان کافی نیستند.
تولید انرژی خورشیدی می تواند با عبور ابرها به سرعت تغییر کند. انرژی بادی نیز الگوی متفاوتی با تغییرات سریع روزانه دارد. در نتیجه، افزایش ظرفیت تولید انرژی تجدیدپذیر می بایست با افزایش در منابع رایج مانند به اوج رساندن توربین های گازی توأمان باشد(1).
با تولید هرچه بیشتر انرژی تجدیدپذیر متناوب، پیچیدگی بیشتری برای ظرفیت تولید قابل پخش مازاد به منظور تأمین خدمات موردنیاز و شیب سریع به منظور کسب اطمینان از آن وجود دارد که تولید در راستای مصرف بار است.
خوشبختانه، موقعیت و فرصت تازه ای به وسیله ی شبکه هوشمند به وجود آمده که کنترل مستقیم بارها را امکان پذیر می کند(2).هنگامی که تولید کمتر توزیع شود در اصل میتواند تا حدود ی با ایجاد بارهایی با قابلیت توزیع بیشتر جبران کننده باشد.
پخش بار و پاسخ گویی بار در روشی که پاسخگویی بار نیز درگیر تغییر بارها به حالت روشن و خاموش است به هم شبیه هستند.
اما، برعکس پاسخگویی بار که گاهاً و به طور خاص به منظور کاهش بار در زمان پیک تقاضا استفاده می شود، توزیع تقاضا به منظور استفاده یکپاردر همه زمان هایی که در خدمات مربوط به بهره برداری شبکه یکپارچگی وجود داشته باشد، مورد استفاده واقع می شود)3(.
پخش بار نامیده می شود به این دلیل که بارها به اندازه ی تولید پخش موجود شبکه ، در زمان واقعی پخش می شوند. زمانی که تولید کاهش می یابد، روشن کردن بار یا افزایش تقاضا در شبکه، نتایج مشابهی در توازن توان شبکه ایجاد می کند.
در مورد مشابه، خاموش کردن بار نتیجه مشابهی دارد؛ زمانی که تولید افزایش می یابد. به دنبال توزیع تقاضا، تولید بار را حاصل خواهد داشت.
میان تمام خدمات ساختمان و تجهیزات الکتریکی، انرژی مصرف شده به وسیله سیستم های گرمایشی و سرمایشی، درصد بالایی را به خود اختصاص می دهند(4). بنابراین پخش بار مؤثر سیستم گرمایشی و سرمایشی می تواند نقش مهمی در ایجاد توازن توان ایفا کند.
در مقاله حاضر، شبکه هوشمند شبیه سازی شده، توربین های بادی، پنل خورشیدی، سلول های سوختی، الکترولیزر و سیستم های گرمایش و سردکننده را شامل می شود. زمانی که افزایش نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر امکان پذیر است، سیستم های گرمایشی و سرمایشی، بار منعطفی فرض می شوند که می تواند به دنبال تولید انرژی تجدیدپذیر مدیریت شود؛ بدین وسیله هزینه کلی ریزشبکه هوشمند کاهش می یابد. این ریزشبکه هوشمند به یک شبکه توزیع متصل می شود. در نتیجه، ریزشبکه می تواند توان مازادش را به گرداننده شبکه توزیع متصل شده عرضه کرده و کمبود توان را از آن ها دریافت کند؛ در هر زمانی که نیاز باشد.
مفهوم ریزشبکه برای اولین بار توسط Consertium برایElectric Reliability Thechnology solutions(CERTS) در آمریکا پیشنهاد شده بود؛ این نوع تازه ای از ساختار شبکه تولید توزیع شده با محدوده گسترده تری از چشم اندازهای توسعه بود(5).
ریزشبکه ها از سیستم های توزیع ولتاژ پایین به همراه منابع انرژی توزیع شده، ابزار ذخیره سازی و بارهای قابل کنترل که هریک به صورت جدا و متصل به شبکه توان اصلی در یک مسیر کنترل شده و هماهنگ تشکیل شده است.
- انجام پروژه شبکه عصبی با متلبی
- برنامه ریزی بهینه یک ریزشبکه هوشمند شامل پاسخگویی بار و منابع تجدیدپذیر متناوب انرژی
مؤلفان، در بخش های (6) و (7) مزایای ریزشبکه، همانند افزایش یافتن اطمینان محلی ، کاهش خسارات مصرف کننده و پشتیبانی ولتاژ محلی را مطرح می کند که راندمان بالای حاصل از هدررفت حرارت، به عنوان ترکیب گرما و توان و اصلاح ضعف ولتاژ را تأمین کرده و یا تأمین کارکردهایی جهت تأمین توان پیوسته را برعهده دارند.
پیشرفت ثابت در توسعه تولید توان توزیع شده همانند ریزشبکه ها و تکنولوژی های انرژی تجدیدپذیر، فرصت های تازه ای را برای بهره برداری از منابع انرژی فراهم می کند.
منبع شماره (8) نشان می دهد که سرویس متوازن بار intra_hour توسط بارهای HVAC که کارایی موردنیاز را برآورد کرده و می تواند یک منبع اصلی درآمد برای Load-serving entities باشد ؛ فضایی که دو روش ارتباطی زیربنایی شبکه هوشمند، کنترل بار مستقیم را بر بارهای HVAC فرآهم می کند.
منبع شماره (9) عملکرد یک کنترل کننده بار متمرکز که به منظور تأمین خدمات متوازن بار Intra-hour طراحی شده که واحدهای تهویه هوا در حالت سرمایشی از آن استفاده می شود.
منبع شماره (10) یک الگوریتم مطلوب را به منظور مدیریت یک نیروگاه برق مجازی که شامل تعداد زیادی از مصرف کننده با تمهیدات کنترل شده ترموستاتیکالی می باشد را ارائه می کند.
منبع شماره (11) یک کنترل کننده سیستم تهویه مطبوع مسکونی هوشمند را که به لحاظ کارکردی دارای شبکه هوشمند می باشد، بیان می کند.
منبع شماره (12) پاسخگویی بار حاصل توسط سیستم مدیریت انرژی هوشمند در یک خانه ی هوشمند را بررسی می کند و هدف آن یافتن برنامه دمایی بهینه برای تهویه مطبوع بر اساس قیمت برق روز قبل و پیش بینی دمای بیرون از خانه می باشد.
تحقیقات پیشین در رابطه با آسایش و مسائل مرتبط با مدیریت انرژی، بیشتر روی محیط پیرامونی ساختمان های بزرگ با ساکنین زیاد متمرکز شده اند(13)-(16). همان طور که جزئیاتی از بررسی Dounis و Caraiscos در سال 2009 (17) به دست آمد ، این مطالعات نه تنها سیستم های گرمایش و سرمایش را مورد بررسی قرار داده اند، بلکه ویژگی های طراحی ساختمان های دیگر را همانند مکان های قرارگیری پنجره، سایه انداز پنجره، سیستم های تهویه مکانیکی و سیستم های روشنایی را نیز مورد بررسی قرار می دهند. آسایش ساکنین در این مطالعات نوعاً ترکیبی از مفهوم چندوجهی می باشد که آسایش حرارتی ، آسایش بصری و کیفیت هوای داخل با توجه به استاندارد ASHRAEرا در بر می گیرد (18). روش های مختلف کنترل در این مطالعات که شامل کنترل کننده های فازی(19)، کنترل کننده های انطباقی فازی(15) (20) و کنترل کننده های شبکه عصبی می باشند(21).
در سال های اخیر، با افزایش تمایل به تأسیسات کنتور پیشرفته برای خانه ها، محققان به تمرکز و دقت بیشتر در گزینش کاربرد انرژی برای صاحب خانه ها تشویق شده اند(22).
برای مثال، در مدل بار مسکونی پیشنهاد شده توسط Rogers ، Guttromson و Chassin ، بدون در نظر گرفتن راهنمای هزینه، بر مدل کردن بارهای مسکونی واکنش-هزینه محور با محدودیت اعمال شده به وسیله شرایط کیفی داخل و خارج تمرکز شده است.
مطالعات اخیر توسط یک پروژه آزمایشی با عنوان Olympic Peninsula اثبات شد(26). اگرچه، بارهای انرژی مسکونی در این مطالعات، با در نظر داشتن قوانین رفتاری ویژه به جای راه حل هایی برای بهینه سازی مسائل مسکونی، شبیه سازی شده اند.
تحقیقات قدیمی تر، چهار فرمول و دستورالعمل برای مسئله تنظیم تهویه مطبوع فضای مسکونی به عنوان یک مسئله بهینه سازی واحد در نظر گرفته شده است؛ با این وجود عملکرد قبلی به منظور به حداقل رساندن ترکیب عدم آسایش حرارتی و مصرف انرژی طبق هزینه های برقی مختلف تلاش کرده است(27)-(32).
سهم این مقاله از این مهم به شرح زیر است:
- در ریزشبکه هوشمند مفروض، نفوذ تولید تجدیدپذیر متناوب بالا می باشد و در نتیجه تولید، قابلیت انتقال کمتری دارد. در این مطالعه، مورد جدیدی به منظور انطباق بار و تولید با ایجاد بارهایی با قابلیت انتقال بیشتر پیشنهاد شده است. مطالعات پیشین می توانند به منظور بررسی ارزش بارهای قابل تغییر در سیستم با نفوذ انرژی تجدیدپذیر بالا، توسعه پیدا کنند.
- در عملکردهای پیشین، اصلاح پیک بار، جابه جایی بارهای قابل کنترل بر اساس منحنی های مصرف و تعرفه برق، برای مدیریت بارها پیشنهاد داده شده است. در تحقیق حاضر، شیوه ای به منظور مدیریت بارهای متغیر برگرفته از منحنی های مصرف، شرایط تولید و آسایش مصرف کنندگان به طور هم زمان معرفی شده است.
- مقالات اخیر در رابطه با مدیریت سیستم های گرمایشی و سرمایشی، تنها مطالعاتی که به لحاظ زمانی کوتاه بودند را در نظر گرفته است. به منظور تهیه یک تحقیق کامل تر، این مقاله مدیریت سیستم های گرمایشی و سرمایشی در دوره زمانی طولانی تر را مورد بررسی قرار میدهد. تأثیرات سیستماتیک و اقتصادی مدیریت پیشنهادی روش محور، می تواند در طرح انرژی یک مجتمع مسکونی استفاده شود.
نتایج بدست آمده از شبیه سازی با متلب
موقعیت واحدها براساس مقالات قبلی نویسنده مقاله، به دلیل مشخص نبودن روش و ارتباط واحدها در مقاله حاضر آمده است.
شاید به محصول زیر نیز علاقه مند باشید:
- شبیه سازی مقاله هماهنگی هوشمندانه پاسخگویی بار و کنترل فرکانس ثانویه در سیستم های قدرت چند ناحیه ای با متلب
کلید واژه: پروژه متلب
Active controller, heating/cooling system, renewable energy, smart microgrid
شبیه سازی مقاله Optimal Planning of a Smart Microgrid Including Demand Response and Intermittent Renewable Energy Resources
توسط کارشناسان سایت متلبی پیاده سازی گردیده و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
سفارش انجام پروژه مشابه
درصورتیکه این محصول دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد،. با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.