شبیه سازی آموزشی ارزیابی قابلیت اطمینان ریزشبکه با ذخیره انرژی توزیع شده با متلب

 

چکیده مقاله (ترجمه ماشینی)

 ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت عامل بسیار مهمی برای قضاوت در مورد شرکت‌ها و تامین‌کنندگان است. بسیاری از تامین کنندگان میلیون ها دلار را به دلیل شکست در سیستم هایشان از دست می دهند. اگرچه این خرابی ها خارج از کنترل هستند و نمی توان به طور جدی از آنها اجتناب کرد، روش هایی برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم های قدرت برای به حداقل رساندن تعداد خرابی ها توسعه یافته است و آنها بسیار کارآمد عمل می کنند. ادغام یک سیستم ذخیره انرژی (ESS) با سیستم قدرت یکی از این روش ها برای افزایش قابلیت اطمینان است. این مقاله اثرات ادغام یک ESS با یک ریزشبکه را بر ارزیابی قابلیت اطمینان ارائه می‌کند و بین شاخص‌های قابلیت اطمینان ریزشبکه بدون ESS و با آن مقایسه می‌کند. همچنین از برنامه ریزی پویا برای حل مسئله تعهد واحد در هر دو حالت برای محاسبه هزینه تولید در هر دو مورد استفاده می شود. نتایج شبیه‌سازی و تحلیل عددی اثربخشی روش پیشنهادی را نشان می‌دهد.

اهمیت انرژی سبز و منابع انرژی تجدیدپذیر برای حفظ محیط زیست افزایش می یابد. وقتی صحبت از منابع انرژی تجدیدپذیر می شود، صحبت در مورد سیستم های ذخیره انرژی (ESS) و کاربردهای آنها در ریزشبکه های ادغام شده با انرژی های تجدیدپذیر بسیار مهم است. ESSها همچنین توانایی افزایش قابلیت اطمینان ریزشبکه و کاهش هزینه را دارند. برای اتصال یک ESS به یک ریزشبکه، باید اندازه بهینه را پیدا کرد. روش ها و تکنیک های زیادی برای یافتن اندازه بهینه یک ESS توسعه داده شده است. تعداد ریزشبکه‌های همراه با منابع انرژی تجدیدپذیر در حال افزایش است و نیاز به چنین سیستم‌هایی در دنیای امروز نیز با توجه به نسبت رو به رشد انرژی‌های تجدیدپذیر در حال افزایش است. این نیاز محققان و مهندسین در زمینه سیستم های قدرت را به دنبال بهبودهای احتمالی برای کارآمدتر و اقتصادی تر کردن این سیستم ها کرد. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESS) با سیستم‌های همراه با منابع انرژی تجدیدپذیر برای غلبه بر چالش‌هایی که ممکن است در صورت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر با آن مواجه شوند، یکپارچه می‌شوند [1]. سیستم های برق از جمله ریزشبکه ها برای یک هدف ساخته شده اند و این هدف تامین انرژی الکتریکی به مشتریان است. این انرژی باید در صورت نیاز در دسترس باشد، بنابراین، باید به طور مداوم در دسترس باشد. با این حال، به دلیل احتمال خرابی اجزای سیستم، این امر برای مهندسان قدرت امکان‌پذیر و خارج از کنترل است، اما در صورت افزایش هزینه سرمایه‌گذاری، می‌توان در دسترس بودن یک سیستم را افزایش داد [2]. علاوه بر این، یکی از تکنیک‌های افزایش قابلیت اطمینان یک ریزشبکه، ادغام یک ESS با آن است. در ادبیات، بسیاری از تکنیک‌های بهینه‌سازی برای اندازه‌گیری بهینه یک ESS برای یک ریزشبکه خاص مانند برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) [3]، برنامه‌ریزی پویا (DP) [4] و بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) [5] استفاده می‌شوند. . اندازه بهینه یک ESS هزینه کل سرمایه گذاری و عملیات را به حداقل می رساند [6]. یکی از دلایلی که باعث می شود ESS هزینه کل را کاهش دهد این است که در دوره های با قیمت پایین شارژ می شود و در دوره های با قیمت بالا تخلیه می شود. هزینه سرمایه گذاری یک ESS با ظرفیت آن به صورت خطی افزایش می یابد در حالی که با کاهش ظرفیت ESS هزینه عملیات به صورت تصاعدی کاهش می یابد. هدف یافتن ظرفیت با حداقل هزینه کل است. شکل 1 نشان می دهد که چگونه این هزینه ها با افزایش ظرفیت ESS تغییر می کند. همچنین، یک ESS بزرگتر لزوماً سود را افزایش نمی دهد و بیش از هزینه واقعی مورد نیاز هزینه دارد [7]. قابلیت اطمینان یک سیستم قدرت به معنای در دسترس بودن انرژی الکتریکی با هزینه اقتصادی است [2]. بنابراین، به حداقل رساندن هزینه کل به طور مستقیم در بهینه سازی قابلیت اطمینان کمک می کند. نویسندگان در [7] راهی برای اندازه گیری بهینه یک ESS با استفاده از MILP با محدودیت های قابلیت اطمینان برای تضمین شاخص های قابلیت اطمینان بالا ارائه کردند. علاوه بر این، نویسندگان در [8] از یک روش نزدیک به بهینه برای مکان یابی ESS در یک سیستم قدرت استفاده کردند. مکان یابی بهینه یک ESS به کاهش تلفات برق در خطوط انتقال و افزایش کارایی سیستم کمک می کند. علاوه بر این، نویسندگان در [9] راهی برای اندازه گیری یک ESS برای وسایل نقلیه الکتریکی ارائه کردند که در حال تبدیل شدن به یک جایگزین امیدوارکننده برای وسایل نقلیه فعلی هستند که به احتراق داخلی در موتورهایشان بستگی دارد.

شبیه سازی آموزشی یک مدل جریان برق جدید یک جبران کننده سری سنکرون ایستا (SSSC) متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده است .