فهرست مطالب

چکیده 1

فصل 1: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه 2

2-1- بیان مسئله 5

3-1- ضرورت انجام تحقیق 7

4-1- اهداف تحقیق 8

5-1- فرضیه‌های تحقیق 8

6-1- ساختار تحقیق 9

فصل 2: مروری بر تحقیقات گذشته و گسترهی نظری موضوع

1-2- مقدمه 10

2-2- ریزشبکه 12

1-2-2- مزایای فنی و اقتصادی ریزشبکه 14

2-2-2- اجزای ریزشبکه 15

3-2- تولیدات پراکنده 17

1-3-2- تعریف تولیدات پراکنده 17

2-3-2- مزایای تولید برق پراکنده 18

4-2- تکنولوژی تولیدات پراکنده 19

1-4-2- پیل‌های سوخت 20

2-4-2- میکروتوربین‌ها 21

3-4-2- فتوولتائیک 21

4-4-2- توربین‌های بادی 22

5-2- مروری بر مطالعات انجام شده 22

6-2- جمع‌بندی 33

فصل 3: مواد و روشها

1-3- مقدمه 34

2-3- مدل PV 35

1-2-3- ساختار PV 36

2-2-3- خروجی بیشینه‌ی پنل خورشیدی 36

3-3- مدل پیل‌سوختی 39

4-3- مدل میکروتوربین 39

5-3- مدلسازی توان توربین بادی 40

6-3- مدل‌سازی سیستم ذخیره‌ساز انرژی(باتری) 41

7-3- بیان مسئله 42

1-7-3- تابع هزینه 42

2-7-3- قیود 43

3-7-3- قیود شارژ/ دشارژ باتری 44

8-3- مدل‌سازی عدم قطعیت مبتنی بر سناریو 44

4-8-3- روند ایجاد سناریو 44

5-8-3- روند کاهش سناریو 45

9-3- انتخاب تکنیک‌های بهینهسازی 46

10-3- بهینهساز گرگ خاکستری (GWO) 46

1-10-3- الهام بخشی 47

11-3- الگوریتم و مدل ریاضی 49

1-11-3- سلسله مراتب اجتماعی 49

2-11-3- گرفتن طعمه 49

3-11-3- شکار 50

4-11-3- حمله به طعمه 51

5-11-3- جستجو برای طعمه (شناسایی) 52

فصل 4: نتایج تحقیق

1-4- مقدمه 57

2-4- معرفی ریزشبکه مورد مطالعه 57

3-4- بخش اول: (یک روز گرم آفتابی) 61

4-4- بخش دوم: (یک روز سرد آفتابی) 63

5-4- بخش سوم: (یک روز گرم ابری) 65

6-4- بخش چهارم: (یک روز سرد ابری) 67

فصل 5: نتیجهگیری و پیشنهادها

1-5- نتیجهگیری 71

2-5- نوآوری 72

3-5- پیشنهادها 72

منابع73

فهرست جداول

جدول(۲-۱): دستهبندی DG براساس ظرفیت 18

جدول(2-2): دستهبندی DG براساس تکنولوژی 18

جدول(۲-۳): مشخصات انواع پیل سوختی 20

جدول(۴-۱): محدودیتهای بهرهبرداری از ریزشبکه 61

جدول(۴-۲): نتایج بهینهسازی برای یک روز گرم آفتابی 62

جدول(۴-۳): نتایج بهینهسازی برای یک روز سرد آفتابی 64

جدول(4-4): نتایج بهینه‌سازی برای یک روز گرم ابری 66

جدول(۴-۵): نتایج بهینه‌سازی برای یک روز سرد ابری 68

فهرست شکل ها

شکل (۲-۱): سیستم قدرت الکتریکی 16

شکل (۳-۱): مدار یک مدل تک دیودی 36

شکل (۳-۲): اطلاعات مرجع روز ؛ (الف) "GHIWm2" ؛ (ب) "DNIWm2" ؛ (پ)"DiffWm2" ؛ (ت) "TC°" ؛ (ث) ولتاژ باتری؛ (ج) توان خروجی برای فصول مختلف38

شکل (3-3): توزیع خطای پیش‌بینی بار 45

شکل (۳-۴): سلسله مراتب گرگ خاکستری(سلطه از بالا به پایین کاهش مییابد) 47

شکل (۳-۵): رفتار شکار گرگهای خاکستری: (A)ردیابی، تعقیب و نزدیک شدن به طعمه (B-D) تعقیب، خسته کردن و محاصره (E) وضعیت ثابت و حمله کردن. 48

شکل (۳-۶): بردار موقعیت دو بُعدی و سه بُعدی و موقعیت بعدی ممکنه 50

شکل (۳-۷): آپدیت موقعیت در GWO 51

شکل (۳-۸): حمله به طعمه در برابر جستجوی طعمه 52

شکل (۳-۹): شبه کد الگوریتم GWO 53

شکل (۳-۱۰): روند نمای الگوریتم گرگ خاکستری به منظور مدیریت بهینه انرژی در ریزشبکه 55

شکل (۴-۱): ریزشبکه استاندارد مورد مطالعه 58

شکل (۴-۲): قیمت انرژی در 24 ساعت مطالعه 58

شکل (۴-۳): میزان حداکثر توان دریافتی از توربین بادی 59

شکل (4-4): شدت تابش در GHI 59

شکل (۴-۵): شدت تابش در DNI 60

شکل (۴-۶): شدت تابش در Diff 60

شکل (۴-۷): دمای محیط در شرایط بهرهبرداری مختلف 60

شکل (۴-۸): میزان انرژی الکتریکی مصرفی در شرایط بهرهبرداری مختلف 61

شکل (۴-۹): سهم هر یک از منابع تولید پراکنده برای یک روز گرم آفتابی 62

شکل (۴-۱۰): قیمت برق و توان باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز گرم آفتابی 63

شکل (۴-۱۱): وضعیت شارژ باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز گرم آفتابی 63

شکل (۴-۱۲): سهم هر یک از منابع تولید پراکنده برای یک روز سرد آفتابی 64

شکل (۴-۱۳): قیمت برق و توان باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز سرد آفتابی 65

شکل (۴-۱۴): وضعیت شارژ باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز سرد آفتابی 65

شکل (۴-۱۵): سهم هر یک از منابع تولید پراکنده برای یک روز گرم ابری 66

شکل (۴-۱۶): قیمت برق و توان باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز گرم ابری 67

شکل (۴-۱۷): وضعیت شارژ باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز گرم ابری 67

شکل (۴-۱۸): سهم هر یک از منابع تولید پراکنده برای یک روز سرد ابری 68

شکل (۴-۱۹): قیمت برق و توان باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز سرد ابری 69

شکل (۴-۲۰): وضعیت شارژ باتری در ساعتهای مختلف برای یک روز سرد ابری 69

شکل (۴-۲۱): بهترین پاسخ الگوریتمها در شرایط مختلف بهرهبرداری 70

چکیده

در این تحقیق سیستم مدیریت انرژی جدیدی برای ریزشبکه متصل به شبکه قدرت همراه با منابع مختلف انرژی تجدیدپذیر از جمله فتوولتائیک(PV)، توربین بادی(WT)، پیل سوختی(FC)، میکروتوربین(MT) و سیستم ذخیره‌ساز انرژی باتری (BESS) ارایه شده است. به منظور بهره‌برداری از سیستم PV در ریزشبکه، یک مدل ریاضی جدیدی پیشنهاد شده است. در این مدل، در روزها و فصول مختلف تأثیر تابش‌های مختلف در برنامه‌ریزی روزانه ریزشبکه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. علاوه بر این، عدم‌قطعیت در توان خروجی سیستم PV و WT، خطای پیش‌بینی بار مورد نیاز و تغییرات پیشنهادی شبکه به منظور مدیریت بهینه انرژی ریزشبکه از طریق روشی مبتنی بر سناریو مدل‌سازی می‌شود. برای حل مساله مدیریت بهینه انرژی ریزشبکه متصل به شبکه سراسری همراه با درجه بالای عدم‌قطعیت، از الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) استفاده شده است. الگوریتم پیشنهادی منجر به محاسبه سریعتر بهترین مکان و نتایج دقیق‌تر در مقایسه با الگوریتم ژنتیک(GA) و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات(PSO) خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی نشان خواهد داد که استفاده از مدل PV کاربردی در یک محیط واقعی سبب بهبود دقت سیستم مدیریت انرژی و کاهش هزینه عملیاتی کل ریزشبکه متصل به شبکه می‌شود.

کلمه های کلیدی: سیستم ذخیره‌ساز انرژی باتری، مدیریت انرژی، عدم قطعیت، بهینه‌سازی، ریزشبکه.