مدیریت انرژی در ریزشبکه‌های برق هوشمند با حضور منابع تجدیدپذیر، ذخیره‌سازها و خودروهای الکتریکی با استفاده از روش بهینه‌سازی چندهدفه چرخه آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مهندسی برق، شرکت مدیریت تولید برق ری، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد مهندسی برق، واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.52547/jrenew.10.2.105

چکیده

امروزه استفاده از لوازم خانگی هوشمند، مدیریت انرژی خانگی را پیشرفته­تر و پیچیده­تر نموده است، در نتیجه تعیین زمان‌بندی بهینه کارکرد لوازم خانگی کاملا ضرورت می‌یابد تا با تعریف مسأله بهینه‌سازی و انتخاب یک روش حل مناسب بتوان منافع لازم را برای مصرف‌کنندگان مسکونی حاصل نمود و با کاهش مصرف انرژی به تأمین‌کنندگان انرژی الکتریکی نیز کمک شایانی نمود. برخلاف باتری خودروهای الکتریکی هیبریدی(HEV) که تنها با موتور الکتریکی شارژ می­شود، خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال(PHEV) قابلیت شارژ از طریق اتصال به شبکه برق را دارند. جهت بهینه­سازی اقتصادی PHEV ها، تعیین یک راهبرد مدیریت انرژی برای هماهنگی توزیع توان بین چندین منبع انرژی کاملا ضروری است. در این مقاله، روش­ مدل­سازی و نحوه فرمول­بندی و حل مسأله تعیین راهبرد بهینه مدیریت انرژی در ریزشبکه­های برق هوشمند با حضور خودروهای الکتریکی قابل اتصال بررسی گردیده است و مدل پیشنهادی جهت بهینه­سازی چندهدفه با هدف کمینه­سازی شاخص فرسودگی باتری­ها و هزینه برق مصرف­کننده در یک ریزشبکه شامل یک خانه هوشمند ارائه گردیده و از روش بهینه­سازی چندهدفه چرخه آب (MOWCA) جهت حل مسأله بهینه­سازی حاصله استفاده شده است. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، ذخیره­ساز باتری و خودروهای الکتریکی توسط روش پیشنهادی باعث افزایش منفعت مصرف­کننده می­شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] E. Shirazi and S. Jadid, Optimal residential appliance scheduling under dynamic pricing scheme via HEMDAS, Energy and Buildings, vol. 93, pp. 40-49,  2015.
[2] M. Saadatmandi, S. Hakimi, and A. Hajizadeh, Management of Plug-in Hybrid Electrical Vehicle to Increase Renewable Energy Penetration in Smart Grid, 2018.
[3] X. Han, H. He, J. Wu, J. Peng, and Y. Li, Energy management based on reinforcement learning with double deep Q-learning for a hybrid electric tracked vehicle, Applied Energy, vol. 254, p. 113708, 2019.
[4] M. Shokri and H. Kebriaei, Mean Field Optimal Energy Management of Plug-In Hybrid Electric Vehicles, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 68, no. 1, pp. 113-120, 2019.
[5] X. Lu and H. Wang, Optimal Sizing and Energy Management for Cost-Effective PEV Hybrid Energy Storage Systems, IEEE Transactions on Industrial Informatics, pp. 1-1, 2019.
[6] Y. Bai, H. He, J. Li, S. Li, Y.-x. Wang, and Q. Yang, Battery anti-aging control for a plug-in hybrid electric vehicle with a hierarchical optimization energy management strategy, Journal of Cleaner Production, vol. 237, p. 117841, 2019.
[7] J. Guo, H. He, and J. Peng, Real-time Energy Management for Plug-in Hybrid Electric Vehicle based on Economy Driving Pro System, Energy Procedia, vol. 158, pp. 2689-2694,  2019.
[8] M. H. Hajimiri and F. R. Salmasi, A Fuzzy Energy Management Strategy for Series Hybrid Electric Vehicle with Predictive Control and Durability Extension of the Battery, in 2006 IEEE Conference on Electric and Hybrid Vehicles, 2006.
[9] T. Sousa, H. Morais, J. Soares, and Z. Vale, Day-ahead resource scheduling in smart grids considering Vehicle-to-Grid and network constraints, Applied Energy, vol. 96, pp. 183-193, 2012.
[10] J. Soares, T. Sousa, H. Morais, Z. Vale, B. Canizes, and A. Silva, Application-Specific Modified Particle Swarm Optimization for energy resource scheduling considering vehicle-to-grid, Applied Soft Computing, vol. 13, no. 11, pp. 4264-4280,  2013.
[11] A. Zakariazadeh, S. Jadid, and P. Siano, Multi-objective scheduling of electric vehicles in smart distribution system, Energy Conversion and Management, vol. 79, pp. 43-53,  2014.
[12] M. H. Amini, J. Frye, M. D. Ilić, and O. Karabasoglu, Smart residential energy scheduling utilizing two stage Mixed Integer Linear Programming,  North American Power Symposium (NAPS), 2015.
[13] M. H. Amini and A. Sarwat, Optimal Reliability-based Placement of Plug-In Electric Vehicles in Smart Distribution Network, International Journal of Energy Science, vol. 4, p. 43,2014.
[14] F. Y. Melhem, O. Grunder, Z. Hammoudan, and N. Moubayed, Optimization and Energy Management in Smart Home Considering Photovoltaic, Wind, and Battery Storage System With Integration of Electric Vehicles, Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 40, no. 2, pp. 128-138, 2017.
[15] X. Wu, X. Hu, X. Yin, and S. J. Moura, Stochastic Optimal Energy Management of Smart Home With PEV Energy Storage, IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 9, no. 3, pp. 2065-2075, 2018.
[16] M. Govardhan and R. Roy, Generation scheduling in smart grid environment using global best artificial bee colony algorithm, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 64, pp. 260-274,  2015.