بخشی از مقاله
چکیده:
با توجه به رشد تکنولوژي و افزایش نیاز به انرژي در سطح جهان، بسیاري از خانوارها بدنبال بدستآوردن سود اقتصادي و استقلال در حوزه انرژي بوسیله استفاده از انرژيهاي تجدیدپذیر در خانههاي خود هستند. یکی از مهمترین ادوات تجدیدپذیر مورد استفاده در خانهها، پنلهاي خورشیدي است که هم در حوزه انرژي الکتریکی و هم در حوزه انرژي حرارتی قابل استفاده میباشند.
در این مقاله، یک ریزشبکه خانگی مشتمل بر پنل خورشیدي مورد بررسی قرار گرفته است. براي این منظور، یک الگوریتم هوشمند متمرکز بهینه براي کنترل الکتریسیته و مصرف خانههاي مسکونی داراي انواع بار ارائه شده است. همچنین براي مدیریت بهتر این خانهها، استراتژي مدیریت سمت تقاضا مد نظر قرار گرفته شده است. نتایج شبیهسازي بیانگر کارایی بالاي الگوریتم پیشنهادي جهت تامین تقاضاي بار، کاهش قیمت برق مصرفی در طول بازه زمانی و افزایش رفاه اجتماعی میباشد.
-1 مقدمه:
توسعه شبکههاي هوشمند راه را براي افزایش کارایی، بهبود قابلیت اطمینان و مقاوم نمودن شبکههاي قدرت بیش از پیش هموار نمودهاند.[2] ,[1] پیادهسازي شبکههاي هوشمند، انقلابی در روش تولید و مصرف انرژي و تبادل انرژي بین تولیدکنندگان و مصرفکنندگان به وجود آورده است.
مدیریت انرژي در سیستمهاي برقی یکی از مهمترین مسائل در رابطه با بازدهی انرژي و سیستمهاي شبکه آینده میباشد. مدیریت انرژي ساختمان بعنوان یک - - HEM1 مدیریت انرژي خانگی - در سمت مصرفکننده مسکونی تعریف شده است. سیستم HEM نقش کلیدي را در کاربرد پاسخدهی تقاضاي مسکونی بازي میکند
در این مقاله از یک ١BEMS به منظور افزایش بازدهی انرژي، استقلال انرژي، کاهش مصرف انرژي و هزینهها به وسیله بهبود برنامهریزي تمام وسایل و با در نظر گرفتن حاملهاي انرژي در ساختمان استفاده شده است. به منظور بالابردن قابلیت اطمینان، بکارگیري سیستمهاي پشتیبان نظیر دیزلژنراتورها، سیستم-هاي ذخیرهسازي انرژي و و همچنین مدیریت سمت تقاضا گزینههایی هستند که به کاهش عدم تطابق عرضه و تقاضا کمک قابل توجهی مینمایند.
با توجه به بالا بودن هزینه تجهیزات سیستم ذخیرهسازي انرژي، ترکیب این سیستم و مدیریت سمت تقاضا مورد توجه قرار گرفته و متعاقبا این عمل قابلیت اطمینان بیشتري را براي سیستم به ارمغان خواهد آورد. یکی از اهداف برنامه مدیریت سمت تقاضا، حداقل نمودن عدم تطابق عرضه و تقاضا در طول اوج مصرف با اصلاح منحنی بار سیستم میباشد. از آنجائیکه مدل ریزشبکه ماهیتی غیرخطی و گسسته دارد؛ لذا ارائه الگوریتم بهینهسازي به منظور یافتن بهترین راه حل ممکن، بخش عمدهاي از مطالعات صورت گرفته در این سیستمها میباشد. هدف از ارائه الگوریتمهاي بهینه-سازي، بهینه نمودن عملیات زمانبندي منابع موجود در ریزشبکههاي متصل به شبکه، به همراه لحاظ نمودن حداقل هزینه کلی تولید و نیز کاهش قیمت برق مصرفی 2 - MCP - براي مصرفکنندگان در هر بازه مورد مطالعه میباشد.
ساختارهاي مختلفی براي BEMS3 با استفاده از الگوریتمهاي بهینهسازي مختلف و پیکربنديهاي مختلفی براي ساختمانها، در مراجع ارائه شده که هدف برخی بهینهسازي عملکرد کارکرد هر یک از منابع موجود در سیستم میباشد.[8]–[4] در [8] یک اکوسیستم انرژي ساده شده بوسیله DR و DER با عوامل سلسه مراتبی و بهینهسازي پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازي کارایی موثر سیستمهاي انرژي را بر روي کاهش هزینه مصرف انرژي نشان داده است. در [9] یک روش ساده و کارآمد پیشبینی بار براي روز بعد براي هر BEMS ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادي بر روي نمونههاي واقعی تست شده و نتایج، بیانگر کاهش 8/2 درصد از خطاهاي پیشبینی بوده است.
در [10] با در نظر گرفتن بار و خطاهاي پیشبینی تولید پنل خورشیدي براي کنترل باتريهاي خانگی متصل به سیستم-هاي خورشیدي نصب شده بر روي سقف، یک ٤HEMS ارائه کرده است. همچنین یک روش براي بهبود عملکرد خدمات رزرو براي روز بعد در [11] در نظر گرفته شده است.
در این مقاله، به منظور ارائه یک BEMS در ساختمان مسکونی متصل به شبکه سراسري، یک الگوریتم بهینهسازي مبتنی بر تدریس-یادگیري، با در نظر گرفتن ماکزیمم کردن رفاه اجتماعی و کاهش MCP، پیشنهاد و پیادهسازي شده است. هدف از این الگوریتم مدیریت بهینه واحدهاي تولید موجود در خانه،مدیریت سمت تقاضا و تبادل بهینه توان با شبکه سراسري میباشد. نتایج حاصله نشان میدهد که با استفاده از الگوریتم پیشنهاد شده در مقایسه با سایر روشهاي بهینهسازي، میتوان به نتایج اقتصادي مناسبتر و سطح قابلیت اعتماد بالاتري دست یافت.
-2 ساختار خانه مسکونی مورد بررسی
خانه مسکونی مورد بررسی در این مقاله، از طریق پنلهاي خورشیدي نصب شده بر روي سقف آن تغذیه میشود. براي بالا بردن قابلیت اطمینان سیستم این خانه به شبکه سراسري متصل است و تبادل بین آنها برقرار است. از طرف دیگر سیستمهاي ذخیرهساز و دیزل ژنراتور نیز بعنوان سیستم پشتیبان مورد استفاده قرار میگیرد. در این خانه مسکونی انواع بارها حضور دارند که شامل بارهاي بحرانی مثل روشنایی، بارهاي قابل قطع مثل کولر و آبگرمکن و بارهاي قابل شیفت نظیر اتو و ماشین لباسشویی میباشد. شماتیک کلی خانه مسکونی مطابق شکلهاي - 1 - و - 2 - میباشد.
