مديريت بهينه توليد در يك سيستم توليد انرژي تركيبي چند منبعي جدا از شبكه با حضور سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي به‌منظور كاهش هزينه تقاضا

Optimal Energy Management of an Off-Grid Mmulti-Source Hybrid Energy System in Presence of Storage Systems to Reduce the Cost of Demand

در اين مقاله يك سيستم تركيبي تأمين تقاضاي انرژي الكتريكي در حالت جدا از شبكه با حضور سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين سيستم انرژي تركيبي از منابع تجديدپذير مختلف از قبيل سلول خورشيدي و توربين بادي، همچنين از اجزاي پشتيبان و ذخيره‌ساز شامل ديزل ژنراتور و باتري براي تأمين تقاضاي بار با قابليت اطمينان بالا به نحوي كه تقاضاي بار همواره تأمين شود، استفاده شده است. دو نوع تقاضاي بار AC و DC براي مصرف‌كنندگان در نظر گرفته شده است؛ سپس با توجه به منحني تقاضاي بار 24 ساعته براي هركدام از آن‌ها، با استفاده از الگوريتم برنامه‌ريزي رياضي غيرخطي مرتبه دوم، حالت بهينه مديريت توليد بين اجزا به‌نحوي به‌دست آمده است تا با كم‌ترين هزينه بتوان تقاضاي بار مصرف‌كنندگان را تأمين نمود و سيستم را در بالاترين سطح قابليت اطمينان نگه داشت. در ادامه هزينه سوخت ديزل ژنراتور و هزينه شارژ باتري با توجه به وضعيت شارژ آن براي يك روز تأمين تقاضاي بار در شرايط مختلف فصلي و ضرايب وزني توليد متفاوت براي اجزاي سيستم انرژي تركيبي ارائه شده و براي شرايط مختلف بهره‌برداري هزينه ساليانه تأمين تقاضاي بار محاسبه شده است. در پايان تأثير انواع سيستم ذخيره‌ساز باتري بر مسئله اعمال و باتري اسيد سرب براي رسيدن به حالت بهينه بهره‌برداري تحت شرايط مختلف بهره‌برداري مورد بررسي قرار گرفته است. مدل به‌كاررفته و روش حل ارائه‌شده قابليت‌هاي خود را در تجزيه‌ و تحليل حالت‌هاي مختلف به‌خوبي نشان داده‌اند.

In this paper, a hybrid system of electric energy supply in presence of storage systems in off-grid applications has been studied. Different renewable sources such as solar cell and wind turbine, and backup and storage components such as diesel generator and battery were used to meet the demand of time with high reliability. Two types of load demand, i.e. AC and DC is intended for consumers. Then, according to a 24-hour load demand and using a mathematical nonlinear quadratic programming algorithm, the optimal power flow between the components has taken place with the lowest cost to consumers supplied to the load and to keep the system at the highest level of reliability so that the load demand will always be met. In the following, the cost of fuel in diesel generator and battery charging, according to battery state of charge, for one day load demand in different seasonal conditions and different production weighting coefficients for the components of the hybrid electrical energy system is provided and for various conditions of operation calculated annual costs load demand. In the end, the impact of using various types of batteries storage system and lead-acid battery to achieve the optimal state of operation investigated. The results show the effectiveness of the proposed model and the optimization algorithm.