استراتژی کنترلی نوین در سیستمهای انرژی ترکیبی بادی-خورشیدی برمبنای تعیین محدوده های بهینه شارژ و دشارژ باتریها در بازه های زمانی مختلف

نوع مقاله: مقاله برق

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

بهره‌برداری بهینه از سیستم‌های انرژی ترکیبی با در نظر گرفتن اهداف مختلفی نظیر هزینه بهره‌برداری، میزان آلودگی و استفاده گسترده از منابع تجدید پذیر در این حوزه، موردتوجه بسیاری از جوامع پیشرفته قرارگرفته است. در این مقاله، سعی شده است که با ارائه یک ایده مدیریت توان به‌منظور بهره‌برداری مناسب از باتری و دیزل ژنراتور اهداف اقتصادی، آلودگی و افزایش قابلیت اطمینان به‌طور همزمان بهبود یابند. ابتدا ظرفیت اجزای سیستم در نرم‌افزار HOMER بهینه‌سازی می‌شود. سپس با در نظر گرفتن هزینه های سیستم و هزینه ناشی از جریمه خاموشی ظرفیت دیزل ژنراتور با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهینه‌سازی شده است. در استراتژی کنترلی ارائه شده، با توجه به تولید ومصرف متغیر و نامتناسب در سیستمهای هایبریدی، بجای استفاده از حد پایین و بالای ثابت میزان شارژ در طول شبانه‌ روز، از حدود متغیر برای ساعت مختلف شبانه‌ روز استفاده‌ شده است. نتایج حاکی از مؤثر بودن ایده مدیریت توان در کاهش هزینه تولید برق، قابلیت اطمینان و مسائل زیست‌ محیطی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A novel control strategy for solar-wind hybrid energy systems based on optimal battery charge and discharge limits in various time domain

نویسندگان [English]

  • Alireza Ebrahimi
  • Abbas Dideban
  • Reza Keypour
چکیده [English]

Optimal operation of hybrid energy systems has been motivated in developed countries, by decreasing operation costs and pollutions, and increasing use of renewable energy resources. This paper presents a new energy management scheme for utilization of batteries and diesel generators, to decrease operation costs and pollutions, while increase reliability simultaneously. The capacity of the system components is firstly optimized by HOMER software. Then, diesel generator capacity is optimized by particle swarm optimization (PSO) algorithm, taking into account the environmental and outage costs. In the proposed control strategy, due to the variation of power generation and power consumption in hybrid systems, different charge / discharge limits are applied for each hour of the day, instead of conventional fixed upper and lower bands for the state of charge (SOC) of battery. The results show the effectiveness of the proposed strategy on reducing the cost of power generation, the reliability and the environmental issues.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid Energy Systems
  • Renewable Resources
  • Annual System Cost
  • PSO
  • Reliability
    

[1] Koutroulis, E., Kolokosta, A., Kalaitzakis, K., (2006). “Methodology for optimal sizing of stand-alone photovoltaic/wind-generator systems using genetic algorithms”. Solae Enrgy, vol. 80, no. 9, pp. 1072–1088.

]2[ علی جوادی، سعید زمانی، محسن محمدیان (1390). " بررسی استراتژی مدیریت توان در مولد‌های قدرت هایبریدی تولید پراکنده". بیست و ششمین کنفرانس بین المللی برق.

 [3] Belgana, S., Dabib , A., Bilil, H., Maaroun, M. (2013). “Hybrid renewable energy system design using multiobjective optimization”. International Conference on Renewable Energy Research and Applications, Madrid, Spain, Oct 20-23.

[4] Askarzadeh, A., Dos Santos Coelho, L. (2015). “A novel framework for optimization of a grid independent hybrid renewable energy system: A case study of Iran”. Solar Energy, vol. 112, pp. 383–396.

[5] Yang, A., Zhou, W., Lu, L., Fang, Z. (2008). “Optimal sizing method for stand-alone hybrid solar–wind system with LPSP technology by using genetic algorithm”. Solar Energy, vol. 82, no. 4, pp. 354–367.

[6] Sharafi, M., Elmekkawy, T. Y., (2014). “Multi-objective optimal design of hybrid renewable energy systems using PSO-simulation based approach”. Renewable Energy, vol. 68, pp. 67–79.

[7]  Gajbhiye, P., Suhane, P. (2014). “Methodology for Optimal Sizing & Power Management of Hybrid Energy System”. International Journal of Electrical, Electronics and Computer Engineering, vol. 3, no. 2, p. 7.

[8] Layadi, T.M., Mostefai, M., Champenois, G., Abbes, D. (2013). “Dimensioning a hybrid electrification system (PV/ WT /DG + battery) using a dynamic simulation”. International Conference on Electrical Engineering and Software Applications, Hammamet, Tunisia, March 21-23.

[9] Binayak, B., Kyung-Tae, L., Gil-Young, L., Young- and Manufacturing-Green Technology Man, C., Sung-Hoon, A. (2015)  “Optimization of hybrid renewable energy power systems: A review,” International Journal of Precision Engineering., vol. 2, no. 1, pp. 99–112.

[10] Daud, A., Ismail, M. (2012). “Design of isolated hybrid systems minimizing costs and pollutant emissions”. Renewable Energy, vol. 44, pp. 215–224.

[11] Khare, R., Kumar, Y. (2014). “Techno economic analysis for PV-wind-DG-   battery IHRES with SGA”. International Conference on Power, Delhi, India, December 5-7.

[12] Qian, R., Zhou, C., Yuan, Y. (2008). “Analysis of environment benefits of    distributed generation”. Power and Energy Society General Meeting, Pittsburgh, United States of America july 20-24.