|
چارچوب استراتژیک سه مرحلهای برای بهینهسازی همکاری ریزشبکههای خانگی در شبکههای متصل برق و گرما
|
جواد گودرزی1   ، محمد طلوع عسکری*1 ، میثم امیراحمدی1 ، مجید بابایی نیک1 |
| 1- گروه مهندسی برق، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران |
|
|
چکیده: (1941 مشاهده) |
این مقاله یک چارچوب استراتژیک سهمرحلهای نوآورانه برای همکاری مؤثر ریزشبکههای خانگی در شبکههای متصل برق و گرما ارائه میدهد. هدف این چارچوب افزایش رقابتپذیری ریزشبکهها در بازار انرژی است. از یک مدل بهینهسازی دو سطحی برای مدیریت بهینه انرژی الکتریکی و حرارتی استفاده شده است که شامل استراتژیهای مدیریت تقاضا برای حداکثرسازی سود سیستم میباشد. مدل سطح بالا به حداکثرسازی سود اپراتور شبکه و مدل سطح پایین به کاهش هزینه تأمین برق برای ریزشبکهها پرداخته است. برای حل این مدل، رویکرد برنامهریزی تصادفی چندمرحلهای مبتنی بر الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازیها نشاندهنده کاهش قابل توجه قیمت بازار به میزان تقریبی ۳۶٪، افزایش ۴۷٪ در مصرف بارهای پاسخگو و سه برابر شدن تولید محلی است. این یافتهها نشاندهنده توانمندی رویکرد پیشنهادی در افزایش سود تمامی شرکتکنندگان و بهبود مدیریت انرژی در ریزشبکههای همکاریشده است.
|
|
| واژههای کلیدی: مدیریت انرژی خانگی، عدم قطعیت، الگوریتم تکاملی، بهینهسازی دو سطحی، شبکههای الکتریکی و حرارتی. |
|
|
متن کامل [PDF 1278 kb]
(506 دریافت)
|
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
برق و کامپیوتر
دریافت: 1403/11/12 | پذیرش: 1403/12/12 | انتشار: 1404/1/19
|
|
|
|
|
|
|
| فهرست منابع |
1. Wei, X., et al. (2022). Two-stage cooperative intelligent home energy management system for optimal scheduling. IEEE Transactions on Industry Applications, 58(4), 5423-5437. [ DOI:10.1109/TIA.2022.3172669] 2. Wang, S., Gangammanavar, H., Ekşioğlu, S. D., & Mason, S. J. (2019). Stochastic optimization for energy management in power systems with multiple microgrids. IEEE Transactions on Smart Grid, 10(1), 1068-1079. [ DOI:10.1109/TSG.2017.2759159] 3. Home-Ortiz, J. M., Melgar-Dominguez, O. D., Javadi, M. S., Mantovani, J. R. S., & Catalão, J. P. S. (2022). Improvement of the distribution systems resilience via operational resources and demand response. IEEE Transactions on Industry Applications, 58(5), 5966-5976. [ DOI:10.1109/TIA.2022.3190241] 4. Arkhangelski, J., Abdou-Tankari, M., & Lefebvre, G. (2021). Day-ahead optimal power flow for efficient energy management of urban microgrid. IEEE Transactions on Industry Applications, 57(2), 1285-1293. [ DOI:10.1109/TIA.2020.3049117] 5. Xu, N. Z., & Chung, C. Y. (2016). Reliability evaluation of distribution systems including vehicle-to-home and vehicle-to-grid. IEEE Transactions on Power Systems, 31(1), 759-768. [ DOI:10.1109/TPWRS.2015.2396524] 6. Ramírez-López, S., Gutiérrez-Alcaraz, G., Gough, M., Javadi, M. S., Osório, G. J., & Catalão, J. P. S. (2024). Bi-level approach for flexibility provision by prosumers in distribution networks. IEEE Transactions on Industry Applications, 60(2), 2491-2500. [ DOI:10.1109/TIA.2023.3330683] 7. Lee, J. R., Boys, J. T., & Covic, G. A. (2014). Improved grid dynamics using a localized demand control system. IEEE Transactions on Smart Grid, 5(6), 2748-2756. [ DOI:10.1109/TSG.2014.2332517] 8. Christakou, K., Tomozei, D. C., Le Boudec, J. Y., & Paolone, M. (2014). GECN: Primary voltage control for active distribution networks via real-time demand-response. IEEE Transactions on Smart Grid, 5(2), 622-631. [ DOI:10.1109/TSG.2013.2275004] 9. Nafisi, H., Agah, S. M. M., Abyaneh, H. A., & Abedi, M. (2016). Two-stage optimization method for energy loss minimization in microgrid based on smart power management scheme of PHEVs. IEEE Transactions on Smart Grid, 7(3), 1268-1276. [ DOI:10.1109/TSG.2015.2480999] 10. Melatti, I., Mari, F., Mancini, T., Prodanovic, M., & Tronci, E. (2022). A two-layer near-optimal strategy for substation constraint management via home batteries. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 69(8), 8566-8578. [ DOI:10.1109/TIE.2021.3102431] 11. Alrumayh, O., Wong, S., & Bhattacharya, K. (2021). Inclusion of battery SoH estimation in smart distribution planning with energy storage systems. IEEE Transactions on Power Systems, 36(3), 2323-2333. [ DOI:10.1109/TPWRS.2020.3036448] 12. Chen, S. Y., & Chang, C. H. (2023). Optimal power flows control for home energy management with renewable energy and energy storage systems. IEEE Transactions on Energy Conversion, 38(1), 218-229. [ DOI:10.1109/TEC.2022.3198883] 13. Mondal, A., Misra, S., & Obaidat, M. S. (2017). Distributed home energy management system with storage in smart grid using game theory. IEEE Systems Journal, 11(3), 1857-1866. [ DOI:10.1109/JSYST.2015.2421941] 14. Xu, T., Chen, T., Gao, C., & Hui, H. (2023). Intelligent home energy management strategy with internal pricing mechanism based on multiagent artificial intelligence-of-things. IEEE Systems Journal, 17(4), 6045-6056. [ DOI:10.1109/JSYST.2023.3324795] 15. Mansouri, S. A., Ahmarinejad, A., Nematbakhsh, E., Javadi, M. S., Nezhad, A. E., & Catalão, J. P. S. (2022). A sustainable framework for multi-microgrids energy management in automated distribution network by considering smart homes and high penetration of renewable energy resources. Energy, 245, 123228. [ DOI:10.1016/j.energy.2022.123228] 16. Kang, W., Liao, J., Chen, M., Sun, K., Tavner, P. J., & Guerrero, J. M. (2024). Distributed optimal power management for smart homes in microgrids with network and communication constraints. Applied Energy, 375, 124102.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.124102 [ DOI:10.1016/j.apenergy.2023.124102] 17. Annamalai, T., Uthaya Kumar, G. S., Sivarajan, S., & Rao, D. S. N. M. (2024). Optimized energy management for interconnected networked microgrids: A hybrid NEGCN-PFOA approach with demand response and marginal pricing. Energy, 132987.
https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.132987 [ DOI:10.1016/j.energy.2023.132987] 18. Khosravi, M., Azarinfar, H., & Nejati, S. A. (2022). Microgrids energy management in automated distribution networks by considering consumers' comfort index. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 139, 108013. [ DOI:10.1016/j.ijepes.2022.108013] 19. Nowbandegani, M. T., Nazar, M. S., Javadi, M. S., & Catalão, J. P. S. (2024). Demand response program integrated with self-healing virtual microgrids for enhancing the distribution system resiliency. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 157, 109898.
https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.109898 [ DOI:10.1016/j.ijepes.2023.109898] 20. Araoye, T. O., Ashigwuike, E. C., Mbunwe, M. J., Bakinson, O. I., & Ozue, T. I. (2024). Techno-economic modeling and optimal sizing of autonomous hybrid microgrid renewable energy system for rural electrification sustainability using HOMER and grasshopper optimization algorithm. Renewable Energy, 229, 120712.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.120712 [ DOI:10.1016/j.renene.2023.120712.] 21. Goodarzi, J., Tolou Askari, M., Amirahmadi, M., & Babaeinik, M. (2024). The three-stage strategy of bi-level optimal energy management in the distribution-home network based on golf optimization algorithm. IEEE Access, 12, 183973-183990. [ DOI:10.1109/ACCESS.2024.3503275] |
|
Goodarzi J, Tolou Askari M, Amirahmadi M, Babaeinik M. A three-stage strategic framework for optimizing the cooperation of home microgrids in interconnected electricity and heat networks. ieijqp 2024; 13 (4) :34-48 URL: http://ieijqp.ir/article-1-1026-fa.html
گودرزی جواد، طلوع عسکری محمد، امیراحمدی میثم، بابایی نیک مجید. چارچوب استراتژیک سه مرحلهای برای بهینهسازی همکاری ریزشبکههای خانگی در شبکههای متصل برق و گرما. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1403; 13 (4) :34-48 URL: http://ieijqp.ir/article-1-1026-fa.html
|
