باتری
در نشریات گروه برق-
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال پنجم شماره 1 (پیاپی 17، بهار 1405)، صص 60 -81
دلیل نگرانی های حاصل از سوخت های فسیلی توسعه ریز شبکه ها در حضور باتری های ذخیره ساز انرژی الکتریکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. ریز شبکه ها با استفاده از باتری ها می توانند انرژی را در زمان های اوج تولید ذخیره و در زمان های اوج مصرف به شبکه تزریق کنند که این امر باعث بهبود پایداری و قابلیت اطمینان سیستم می شود. باتری ها به مدیریت بار و کاهش تلفات کمک می کنند و امکان استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر را فراهم می آورند. برای تضمین عملکرد اقتصادی ریز شبکه ها، ضروری است که اندازه گیری ذخیره سازی انرژی باتری به صورت بهینه انجام شود. عواملی که تاثیر قابل توجهی بر دقت و کارایی نتایج اندازه گیری ذخیره سازی انرژی باتری دارند، معمولا لحاظ نمی شوند. این عوامل شامل مجموعه ای از ویژگی ها برای فناوری های مختلف، تاثیر عمق تخلیه و تعداد چرخه های شارژ/دشارژ بر کاهش کیفیت ذخیره سازی انرژی باتری و هماهنگی حالت های بهره برداری ریز شبکه هستند. در این مقاله مدلی برای اندازه گیری ذخیره سازی انرژی باتری در کاربردهای ریز شبکه ارائه می دهد که عوامل کلیدی از جمله اندازه، نوع فناوری، تعداد و حداکثر عمق تخلیه بهینه برای ذخیره سازی انرژی باتری را در حضور عدم قطعیت های منابع تجدیدپذیر و بار الکتریکی را در نظر می گیرد. برای بررسی عدم قطعیت ها از ابزار مونت کارلو استفاده شده است. مدل به کاررفته یک مدل خطی آمیخته عدد صحیح است. همچنین، رابطه غیرخطی بین عمق تخلیه ذخیره سازی انرژی باتری و چرخه عمر آن با به کارگیری رویکرد خطی سازی قطعه ای مدل سازی شده است. نتایج نشان می دهد که مدل مورد استفاده قادر است اندازه، نوع فناوری، تعداد و حداکثر عمق تخلیه بهینه ذخیره سازی انرژی باتری را تعیین کند.
کلید واژگان: باتری، بهینه سازی در سیستم قدرت، توسعه ریز شبکه، عدم قطعیت، عمق تخلیه باتریJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:5 Issue: 1, 2025, PP 60 -81The concerns arising from fossil fuels have drawn significant attention to the development of microgrids with the presence of energy storage batteries. Microgrids, utilizing batteries, can store energy during peak production times and inject it into the grid during peak consumption periods, thereby enhancing the stability and reliability of the system. Additionally, batteries assist in load management and reduce energy losses, enabling optimal use of renewable resources. To ensure the economic performance of microgrids, optimizing the measurement of battery energy storage is essential. Factors significantly impacting the accuracy and efficiency of battery energy storage measurement results are often overlooked. These factors include a range of characteristics for different technologies, the effects of depth of discharge, the number of charge/discharge cycles on the degradation of battery energy storage quality, and the coordination of microgrid operating modes. This paper presents a model for measuring battery energy storage in microgrid applications that considers key factors such as size, technology type, number, and optimal maximum depth of discharge in the presence of uncertainties related to renewable resources and electrical load. Monte Carlo simulation is employed to analyze these uncertainties. The model used is a mixed-integer linear programming model. Furthermore, the nonlinear relationship between the depth of discharge of battery energy storage and its cycle life is modeled using a piecewise linearization approach. The results indicate that the proposed model can effectively determine the size, technology type, number, and optimal maximum depth of discharge for battery energy storage.
Keywords: Battery, Optimization In Power System, Microgrid Expansion, Uncertainty, Battery Discharge Depth -
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال چهارم شماره 1 (پیاپی 13، بهار 1404)، صص 85 -96
این مقاله به بررسی چالش های مدیریت انرژی در ریزشبکه می پردازد، با توجه به عدم قطعیت های مرتبط با منابع تجدیدپذیر، تقاضای پویا و وجود دستگاه های متنوع مانند باتری ها، منابع تولید توزیع شده، و وسایل نقلیه الکتریکی. در این مقاله، یک مدل بهینه سازی پیچیده معرفی شده است که برای عملیات ریزشبکه طراحی شده است. این مدل به کاهش چالش های ادغام واحدهای تولید الکترونیکی قدرت، مدیریت تقاضا در ریزشبکه ها، و ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در مقیاس کوچک تمرکز دارد. هدف این مدل کاهش هزینه های مختلف مرتبط با تلفات انرژی، خرید برق، کاهش بار، عملیات منابع تولید پراکنده، و هزینه باتری در 24 ساعت است. شبیه سازی های انجام شده بر روی یک سیستم آزمایشی نشان می دهد که مدل پیشنهادی موثر بوده و تا 20 درصد کاهش هزینه عملیاتی ریزشبکه را داراست. این رویکرد یک چارچوب موثر برای تقویت انعطاف پذیری و افزایش کارایی مدیریت انرژی ریزشبکه فراهم می کند، و یافته ها نشان می دهند که با حداقل حاشیه 8 درصد، بهتر از روش های مقایسه ای عمل می کند و کارایی آن در افزایش شاخص های حیاتی در سیستم ریزشبکه را نشان می دهد.
کلید واژگان: ریزشبکه، باتری، مدیریت سمت تقاضا، منابع انرژی تجدیدپذیرJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:4 Issue: 1, 2024, PP 85 -96This article examines the challenges of energy management in microgrids, considering the uncertainties associated with renewable energy sources, dynamic demand, and the presence of various devices such as batteries, distributed generation sources, and electric vehicles. The article introduces a complex optimization model designed for microgrid operations. This model focuses on mitigating the challenges of integrating power electronic generation units, managing demand within microgrids, and incorporating small-scale renewable energy sources. The goal of this model is to minimize various costs associated with energy losses, electricity purchases, load reduction, distributed generation operations, and battery costs over a 24-hour period. Simulations conducted on a test system demonstrate that the proposed model is effective, achieving up to a 20% reduction in microgrid operational costs. This approach provides an effective framework for enhancing the flexibility and efficiency of microgrid energy management, and the findings indicate that it outperforms comparative methods by a margin of at least 8%, demonstrating its effectiveness in improving critical indices in the microgrid system.
Keywords: Microgrid, Battery, Demand Side Management, Renewable Energy Sources -
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال سوم شماره 2 (پیاپی 10، تابستان 1403)، صص 63 -82
در این مقاله یک مدل بهینه سازی بر اساس برنامه ریزی درجه دوم عدد صحیح مختلط تصادفی برای ارائه یک مدیریت انرژی یکپارچه برق و حرارت در ریزشبکه های برقی و حرارتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت منابع انرژی تجدیدپذیر، جایابی منابع تولید برق و حرارت همزمان (CHP) به همراه سیستم های ذخیره انرژی و حرارتی و مدیریت سمت تقاضا در بهره برداری جزیره ای و متصل به شبکه ارائه شده است. یک تابع چند هدفه شامل کمینه سازی تلفات انرژی، انحراف ولتاژ، هزینه بهره برداری منابع و همچنین کاهش قطع منابع انرژی تجدیدپذیر و کاهش هزینه نصب در نظر گرفته شده است. شبکه توزیع IEEE 69 باس برای تجزیه و تحلیل انتخاب شده و کدنویسی در نرم افزار MATLAB و با بسته بهینه سازی CVX انجام شده است. مدل پیشنهادی نیز توسط قوی ترین حل کننده موجود به نام Gurobi حل شده است. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد و دقت مدل پیشنهادی می باشد.
کلید واژگان: ریزشبکه، باتری، مدیریت سمت تقاضا، منابع انرژی تجدیدپذیرJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:3 Issue: 2, 2024, PP 63 -82In this paper, an optimization model based on stochastic quadratic mixed integer programming to provide an integrated energy management of electricity and heat in electrical and thermal microgrids, taking into account the uncertainty of renewable energy sources, location of electricity generation sources and combined heat and power (CHP) along with energy and thermal storage systems and demand side management are provided in island operation and connected to the grid. A multi-objective function including minimization of energy loss, voltage deviation, cost of resource utilization, as well as reduction of renewable energy sources and reduction of installation cost is considered. The IEEE 69 bus distribution network was selected for analysis and coding was done in MATLAB software and CVX optimization package. The proposed model is also solved by the most powerful existing solver called Gurobi. The obtained results show the performance and accuracy of the proposed model.
Keywords: Microgrid, Battery, Demand side management, Renewable energy sources -
مدیریت انرژی میان منابع انرژی تجدیدپذیر و ذخیره سازها تحت حالت های عملیاتی مختلف در ریزشبکه DC مستقل از شبکه، یک کار چالش برانگیز است. دراین مقاله یک روش جدید سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر قانون و منطق فازی برای یک ریزشبکه DC مستقل از شبکه با سیستم ذخیره ساز انرژی ترکیبی (HESS) متشکل از باتری و ابرخازن (SC) پیشنهاد شده است. طراحی سیستم پیشنهادی ساده بوده و نیازی به دانش مدل ریاضی سیستم ندارد. مزایای اصلی سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر قانون و منطق فازی عبارتند از: سرعت بالا در بازیابی ولتاژ لینکDC در حضور اختلالات توان تولیدی و توان بار مصرفی، حفظ سطح شارژ باتری و ابرخازن در محدوده مجاز، جلوگیری از شارژ و تخلیه بیش ازحد باتری و ابرخازن و کنترل نرخ شارژ وتخلیه باتری. همچنین استراتژی مذکور، با استفاده از ویژگی تعداد بالای چرخه های شارژ و تخلیه ابرخازن و تامین قسمت عمده جریان خروجی از طریق ابرخازن، باعث افزایش طول عمر باتری و کاهش تنش جریان در باتری نیز می شود. درنهایت، استراتژی پیشنهادی درنرم افزار متلب شبیه سازی شده و نتایج بیانگر برتری استراتژی پیشنهادی نسبت به روش های متعارف از نقطه نظر مزایای ذکرشده می باشد.
کلید واژگان: باتری، ابرخازن، سیستم ذخیره انرژی ترکیبی، سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر قانون و منطق فازی، فوتوولتائیکEnergy management between renewable energy sources and energy storage systems is challenging especially in different operating modes in stand-alone DC microgrid. In this paper, a new energy management system strategy based on law and fuzzy logic is proposed for a stand-alone DC microgrid with hybrid energy storage system (HESS) consisting of battery and supercapacitor (SC). The design of the proposed system is simple and does not require the mathematical model of the system. The main advantages of the proposed strategy are: high DC link voltage reference tracking in the presence of source and load power disturbances, keeping the battery and supercapacitor charge level within the permissible range, preventing battery and supercapacitor from overcharge/discharge and controlling the battery charging/discharging rate. Moreover, the proposed strategy increases battery life span while decreasing its current stress by using high charge/discharge cycles in SC and providing the majority of the output current through it. The proposed technique has been simulated in MATLAB and results show the priority of this method from the abovementioned points of view.
Keywords: Battery, Ultra capacitor, Hybrid energy storage system, Energy Management Strategy Based on Fuzzy Logic, Law, Photovoltaic -
در مسایل بهینه سازی سیستم های توزیع هوشمند که متغیرها و پارامترهای زیادی وجود دارد، ارایه یک الگوریتم کارآمد که قابلیت همگرایی و حل در شبکه های بزرگ را داشته باشد از چالش های اصلی محققان می باشد. در این مقاله یک مدل بهینه سازی درجه دوم عدد صحیح مرکب برای بهبود عملکرد شبکه توزیع در مقیاس بزرگ با استفاده از مسیله مدیریت سمت تقاضا، سیستم ذخیره انرژی، سیستم باتری به مترو، کنترل بهینه تپ ترانس OLTC و SVR و همچنین منابع تولید پراکنده فسیلی و تجدیدپذیر در کنار خازن و راکتورهای شنت ارایه شده است. تابع چند هدفه در نظر گرفته شده یک مدل تصادفی مبتنی بر سناریو است، که مدل دقیقی از عدم قطعیت های موجود در منابع انرژی تجدیدپذیر را مدل سازی می کند. با توجه به مسایل در نظر گرفته شده و همچنین مدل شبکه های بزرگ 118 و 874 باس اغلب الگوریتم ها به دلیل وجود متغیرهای زیاد قادر به همگرایی نمی باشد. در این مقاله عملکرد مطلوب الگوریتم تکاملی ترکیبی پیشنهادی بر روی شبکه های توزیع بزرگ نشان داده شده است، که قادر رسیدن به جواب های بهینه سراسری نسبت به الگوریتم های مشابه می باشد.
کلید واژگان: مدیریت بار، شبکه هوشمند، الگوریتم تکاملی، باتری، انرژی تجدیدپذیرIn the optimization problems of intelligent distribution systems where there are many variables and parameters, providing an efficient algorithm that has the ability to converge and solve in large networks is one of the main challenges of researchers. In this paper, a compound integer quadratic optimization model for improving the performance of large-scale distribution network using demand-side management problem, energy storage system, battery-to-metro system, optimal control of OLTC and SVR tap-trans and distributed generation resources. Fossil and renewable are offered alongside capacitor and shunt reactors. The considered multi-objective function is a scenario-based stochastic model, which accurately models the uncertainties in renewable energy sources. According to the considered problems and also the model of large networks of 118 and 874 buses, most of the algorithms are not able to converge due to the existence of many variables. In this article, the optimal performance of the proposed hybrid evolutionary algorithm is shown on large distribution networks, which is able to reach global optimal solutions compared to similar algorithms.
Keywords: Load management, smart grid, evolutionary algorithm, battery, renewable energy -
در این مقاله یک روش جدید مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه سازی برای ذخیره ساز ترکیبی باتری/ابرخازن، در کابرد ریزشبکه DC ارایه می گردد. در سیستم پیشنهادی باتری توسط یک مبدل دو جهته و ابرخازن به صورت مستقیم به باس DC متصل شده اند (ساختار نیمه فعال). باتوجه به اتصال مستقیم ابرخازن به باس DC و این موضوع که هدف اصلی ذخیره ساز در ریزشبکه حفظ ولتاژ باس DC در مقدار مطلوب است، مسیله کنترل ابرخازن اهمیت بیشتری می یابد. اما در ساختار نیمه فعال کنترلی روی ابرخازن وجود ندارد. در این مقاله، با در نظر گرفتن جریان ابرخازن به عنوان یک هدف کنترلی در تعیین جریان مرجع باتری، این چالش برطرف شده است. همچنین در حالت مازاد توان در شبکه که باتری شارژ خواهد شد نیز تابع هدف کنترلی جدیدی در نظر گرفته شده تا باتری به صورت جریان ثابت شارژ شود تا زمان شارژ کاهش و طول عمر آن افزایش یابد. هدف کنترلی دیگر، افزایش طول عمر باتری با کشیدن جریان نرم از باتری و پاسخگویی ابرخازن به تغییرات لحظه ای می باشد. جهت تعیین نقطه کار بهینه بصورت برخط، این مسیله چند هدفی به مسیله تک هدف تبدیل و با استفاده از شرایط KKT حل شده است. در نتیجه مزیت اصلی روش پیشنهادی، قابلیت به کارگیری آن در سیستم بلادرنگ می باشد. با استفاده از شبیه سازی در سه سناریوی مختلف در بازه زمانی 24 ثانیه، عملکرد روش پیشنهادی با روش های مبتنی بر فیلتر با فرکانس قطع تطبیقی و روش منطق فازی از جهت تنظیم ولتاژ باس DC، پیک جریان و سطح شارژ باتری مقایسه شده است.کلید واژگان: ابرخازن، باتری، بهینه سازی، ریزشبکه DC، ذخیره ساز ترکیبی، مدیریت انرژیThis article presents a new energy management strategy (EMS) for optimal power allocation in the battery/supercapacitor hybrid energy storage (HESS) in DC microgrid applications. The proposed system is composed of a semiactive structure where the supercapacitor is directly connected to DC bus. In this structure, since the main purpose of the HESS is to maintain the DC bus voltage at the desired value, controlling the supercapacitor becomes more important. While, in the semi-active structure, there is no control on the supercapacitor. In this paper, by considering the supercapacitor current as a cost function in the optimization problem, this challenge has been solved. Also, in the case of microgrid excess power mode, a new cost function has been considered to charge the battery with a constant current to reduce the charging time and improve its lifespan. Another objective is to increase battery life by responding the supercapacitor to the sudden power changes and drawing a smooth current from the battery. In order to online determination of the optimal global solution, this multi-objective problem has been converted into a single-objective problem by use of the weighted method and then solved using KKT conditions. Therefore, real-time implementation is the main advantage of the proposed method. Finally, using simulation, the performance of the proposed method is compared with an adaptive cutoff frequency filter-based method and fuzzy logic method, in three 24 seconds different scenarios, in terms of the DC bus voltage regulation, the battery peak current, and the battery state of charge (SoC).Keywords: Supercapacitor, Battery, Optimization, DC microgrid, Hybrid energy storage. Energy Management
-
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال دوم شماره 1 (پیاپی 5، بهار 1402)، صص 96 -116انرژی خورشیدی منحصربه فردترین و مقرون به صرفه منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و می تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد. لذا در این مقاله قرار است تا به صورت کلان و در چشم انداز دراز مدت به امکان سنجی فنی و اقتصادی نصب یک واحد نیروگاه خورشیدی از نوع منفصل از شبکه با پشتیبانی باتری برای تامین بخشی از برق شهر بغداد در کشور عراق پرداخته شود. تابع هدف این مسیله شامل هزینه نصب و تعمیر و نگهداری صفحات خورشیدی، باتری ها و اینورتر است که با نرخ بهره مشخص در چشم انداز 20 ساله با استفاده از روش های فرا ابتکاری IPSO و ALPSOبرای حل شده است، همچنین فاکتور میزان بار از دست رفته، حد مجاز شارژ و دشار باتری ها از جمله قیود اصلی مسیله هستند. یکی از ویژگی هایی که این مقاله را از سایر مقالات متمایز می کند اجرای آن برای مورد عملی شهر بغداد است، همچنین بررسی سود احتمالی حاصل از فروش برق به شبکه بالادست و استفاده از الگوریتم جدید ALPSOهم از دیگر ویژگی ها و نوآوری های این مقاله به شمار می روند. این الگوریتم از یک فرآیند جستجوی تطبیقی سه مرحله ای استفاده می کند و باعث می شود تا قیود مسیله به خوبی رعایت شوند. نتایج نشان می دهند که روش های پیشنهادی باعث کاهش قابل توجه بار از دست رفته (به خصوص در روش ALPSO)، کاهش هزینه تعمیر نگهداری و نصب می شوند و در کل باعث بهبود عملکرد سیستم می شوند.کلید واژگان: فتوولتائیک، بهینه سازی، الگوریتم فرا ابتکاری، اینورتر، باتری، انرژی خورشیدیJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:2 Issue: 1, 2023, PP 96 -116Solar energy is the world's most unique and affordable renewable energy source and can be converted into many other forms. In this article, it will be discussed in a long-term perspective the technical and economic feasibility of installing stand-alone solar power plant units with battery support to supply part of Baghdad's electricity. The objective function of this problem includes the cost of installation and maintenance of solar panels, batteries and inverter, which is solved with a certain interest rate in a 20-year perspective using IPSO and ALPSO methods. Furthermore, the load loss supplied and the charging/discharging limit are among the constraints. This article is unique in that it is implemented in the context of Baghdad city, and it also investigates the possible profit from selling power to main grid. Other features and innovations include the implementation of the new ALPSO algorithm. In this algorithm, the constraints of the problem are respected through a three-step adaptive search process. The results show that the proposed methods significantly reduce the lost load (especially in the ALPSO method), reduce the cost of maintenance and installation, and generally improve the performance of the system.Keywords: photovoltaic, Optimization, Meta-heuristic Algorithm, Inverter, Battery, Solar Energy
-
با توجه به نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر و تاثیر مستقیم بر روی توان شبکه، مسیله مدیریت انرژی بیش از پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است. سیستم تبدیل توان به گاز سبب می شود که برق مازاد تولید شده از منابع انرژی تجدیدپذیر موجود در شبکه به گاز تبدیل و به شبکه گاز فروخته شود، در همین راستا نیز منابع تولیدپراکنده گازسوز و سیستم های توان به گاز سبب تعامل دو شبکه برق و گاز خواهد شد، بنابراین مدیریت انرژی و کسب سود با در نظر گرفتن این دو شبکه به عنوان بهینه سازی مشترک سیستم های انرژی یکپارچه، موضوعی است که از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) تصادفی مبتنی بر سناریو به منظور بهینه سازی سیستم یکپارچه برق و گاز طبیعی با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده گازسوز، سیستم های توان به گاز، سیستم های ذخیره سازی انرژی و خودروهای برقی با هدف کاهش هزینه خرید انرژی و قطع توان منابع انرژی تجدیدپذیر ارایه شده است. شبکه توزیع برق 33 شینه و شبکه گاز طبیعی 7 گرهی برای تحلیل مدل پیشنهادی در نظر گرفته شده و مدل پیشنهادی با استفاده از حل کننده قدرتمند گروبی با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف حل شده است. نتایج سناریوهای مختلف کارایی مدل پیشنهادی را نشان می دهد.
کلید واژگان: باتری، بهینه سازی، سیستم توان به گاز، سیستم های یکپارچه انرژی، مدل خطی باینریDue to the high penetration of renewable energy resources and the direct impact on the power system, the issue of energy management has received more attention than researchers. Power-to-gas (P2G) system causes the surplus electricity generated from renewable energy resources in the network to be converted to gas and sold to the gas network, so energy management and profitability are a matter of particular importance, considering the two grids as a joint optimization of integrated energy systems. This paper presents a scenario-based stochastic mixed-integer linear programming (MILP) model to optimize integrated gas and electricity integrated systems considering natural gas distributed generation resources, P2G systems, energy storage systems, and electric vehicles. It aims to reduce the cost of purchasing energy and cut off the power of renewable energy resources. The 33-bus power distribution network and the 7-node natural gas network are considered for the analysis of the proposed model, and the proposed model is solved using the powerful Gurobi solver, considering various cases. The results of different cases show the performance of the proposed model.
Keywords: battery i, ntegrated energy systems, mixed integer linear model, optimization, power-to-gas system -
امروزه به دلیل افزایش مصرف انرژی و لزوم جلوگیری از آسیب های یست محیطی، بکارگیری سیستم های تجدیدپذیر (مانند پیل سوختی، بادی یا خورشیدی) به منظور تامین انرژی، توجه ت روزافزون محققان را به خود جلب نموده است. سیستم های تولید توان فتوولتاییک PV از مهمترین راه های با هزینه کم در بین انرژی های نو است. در این مقاله از سیستم فتوولتاییک PV به عنوان ژنراتور اصلی توان، و همچنین از PEMFC به عنوان تجهیز ذخیره سازی انرژی استفاده شده است. از مزایای سیستم پیشنهادی می توان به سازگاری زیست محیطی کاهش نویز سیستم و پایین بودن هزینه، اشاره کرد. همچنین استراتژی کنترلی پیشنهادی پایداری سیستم را در حالات مختلف اتصال منابع تولید پراکنده، نظیر سیستم فتوولتاییک به شبکه و بار غیرخطی که حالت عملکرد جزیره ای را به همراه دارد، تضمین می کند. به علاوه از یک باتری به همراه یک پیل سوختی برای ذخیره انرژی استفاده شده است که دارای سیستم کنترل مشابه با کنترل سیستم تولید پراکنده است و نیازی به تغییر حالت کنترلی سیستم در زمان تغییر حالت از جزیره ای را ندارد.
کلید واژگان: سیستم فتوولتاییک، پیل سوختی، PEMFC، عملکرد جزیره ای، پایداری سیستم، سیستم هیبرید، بار غیرخطی، باتریRecently, researchers are increasingly paying attention to the continuous use of renewable systems (such as fuel cells, wind, or solar) due to increased energy consumption, energy supply, and prevention of environmental damage. Photovoltaic power generation (PV) systems are one of the most important low-cost ways among new energy sources. In this paper, a photovoltaic (PV) system is used as the main power generator, and also PEMFC is used as energy storage equipment. The advantages of the proposed system include environmental compatibility, reduction of system noise, and low cost. The proposed control strategy also ensures the system stability in various situations of connection of distributed generation sources, such as photovoltaic system to the grid and non-linear load, which brings the island mode of operation. In addition, a battery with a fuel cell is used to store energy, which has a control system similar to the control of the distributed generation system and does not need to change the control mode of the system when changing the mode from an island.
Keywords: Photovoltaic System, Fuel Cell, PEMFC, Island Performance, System Stability, Hybrid System, Nonlinear Load, Battery -
تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی یک روش صرفه جویی انرژی است که در آن برق و حرارت به طور همزمان تولید می شوند. از ویژگی های مهم واحدهای حرارتی و الکتریکی، وجود یک وابستگی متقابل بین مقدار تولید برق و حرارت است که بر پیچیدگی مسئله می افزاید و می توان توسط روش های بهینه سازی قدرتمند مسئله را حل نمود. در این مقاله برنامه ریزی و بهینه سازی تولید همزمان برق و حرارت شامل تامین توان الکتریکی و حرارتی مورد نیاز شبکه انجام خواهد شد. این هدف با دو رویکرد کلی شامل اثر باز شدن دریچه های بخار و بررسی این اثر به همراه مدل نمودن پیک بار با حضور ذخیره سازهای انرژی از نوع باتری که از نوآوری های اصلی تحقیق بشمار می رود، صورت گرفته است. این مقاله استفاده از الگوریتم های جستجوی ابرکروی و بهینه سازی ازدحام ذرات به منظور بهینه سازی و حل مسئله پخش اقتصادی بارهای الکتریکی و حرارتی در واحدهای بزرگ و مقایسه و اعتبارسنجی نتایج را پیشنهاد می دهد. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که می توان از روش های پیشنهادی به عنوان یک روش مطمین برای حل مسئله پخش بار اقتصادی بارهای الکتریکی و حرارتی با لحاظ نمودن قیود مختلف استفاده نمود.
کلید واژگان: تولید همزمان برق و حرارت، اثر باز شدن دریچه های بخار، مدل سازی پیک بار، سیستم های ذخیره ساز انرژی، باتری، الگورتیم جستجوی ابرکرویThe combined heat and power (CHP) generation is an energy-saving method in which power and heat are simultaneously generated. The important features of heat and power units are the interdependence between the amount of power and heat generated, which increases the complexity of the problem and can be solved by powerful optimization methods. In this paper, planning and optimizing the combined heat and power generation, including the supply of electrical and thermal power required by the network, are performed. This goal is achieved with two main approaches, including the valve point effect and examining this effect while modeling load peak in the presence of energy storage systems of the battery type, which is the novelty of this paper. This paper offers the hyper-spherical search (HSS) algorithm and particle swarm optimization method to optimize and solve the problem of CHPED in large units and, then, compares and validates the results. The simulation results show that the proposed methods can be used as a reliable method to solve the problem of CHPED by considering different constraints.
Keywords: Combined heat, power, Effect of opening steam valves, Peak load modeling, Energy storage systems, Battery, Hyper-spherical search algorithm -
انرژی های تجدیدپذیر در سال های اخیر به دلیل محدودیت و احتمال اتمام منابع سوخت های فسیلی و مسایل زیست محیطی مرتبط به شدت توسعه یافته است. مهمترین چالش در این نوع سیستم ها، دستیابی به اندازه بهینه برای داشتن یک سیستم مقرون به صرفه بر اساس ذخیره انرژی خورشیدی و بادی است. در این مقاله بهینه سازی سیستم هیبرید بادی-خورشیدی با سیستم ذخیره باتری برای تامین یک بار مشخص ساعتی با هدف حداقل سازی هزینه های سالیانه سیستم و احتمال تلفات عرضه توان مورد توجه قرار گرفته است. هزینه های سالیانه سیستم شامل هزینه های سرمایه گذاری اولیه، هزینه نگهداری و هزینه تعویض تجهیزات می باشد. هدف بهینه سازی، تعیین بهینه تعداد پنل های خورشیدی، توربین های بادی، تعداد باتری ها، ارتفاع برج بادی و زاویه پنل خورشیدی نسبت به تابش خورشید است. به این منظور الگوریتم جدید بهینه سازی ملخ مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه، اثر تغییرات راندمان اینورتر، تغییرات تقاضای بار و اثر تغییرات ماکزیمم احتمال تلفات عرضه توان بر طراحی سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کاهش راندمان، افزایش بار و حداکثر قابلیت اطمینان در سیستم در قالب کاهش احتمال تلفات عرضه توان موجب افزایش هزینه های سالیانه انرژی سیستم می گردد. به علاوه، نتایج حاصله موید برتری روش بهینه سازی ملخ نسبت به روش اجتماع ذرات در دست یابی به تابع هدف بهتر و هزینه کمتر می باشد.کلید واژگان: احتمال عدم تامین بار، باتری، بهینه سازی، توربین بادی، الگوریتم بهینه سازی ملخRenewable energy has been developed in recent years due to the limited sources of fossil fuels, their possibility of depletion, and the related environmental issues. The main challenges of these type of systems is reaching to the optimum size in order to have an affordable system based on storing the solar and wind energy. In this paper, optimization of a solar-wind hybrid system is presented with a saving battery system for supplying a specific hourly load annually to minimize annual system expenses and the probability of Loss of Power Supply Probability (LPSP). Annual expenses of the system include initial investment, maintenance, and replacement costs. The purpose of optimization is to determine the numbers of solar panels, wind turbines, batteries, the height of the wind tower, and the angle of the solar panel toward solar radiation. For this issue, a new method named Grasshopper Optimization Algorithm (GOA) is employed. Also, the effects of changes in inverter efficiency, load demand, and of maximum probability of LPSP on system designing are evaluated. Simulation results show that the efficiency reduction, load increase, and increasing the load and maximum reliability in the system in the form of reducing of LPSP lead to an increase in annual energy costs of systems. Furthermore, the results indicate the superiority of the GOA method toward particle swarm optimization (PSO) in reaching better target function and less cost.Keywords: grasshopper optimization algorithm, Optimization, loss of power supply probability, particle swarm optimization, solar-wind hybrid system
-
یکی از پرکاربردترین اجزا و در حقیقت قلب یک خودرو هیبریدی، باتری آن می باشد که از نوع لیتیوم-یونی است. مسئله حیاتی در این باتری ها، خنک کاری کافی آن هاست؛ زیرا در این باتری ها، حرارت زیادی تولید می شود و در صورتی که مدیریت حرارتی مناسبی روی این باتری ها صورت نگیرد، عمر آن ها به طور تصاعدی کاهش می یابد. مواد با تغییر فاز به دلیل اینکه در هنگام ذوب شدن، گرمای نهان ذوب خود را جذب می کنند، خنک کاری زیادی را در مدت زمان کوتاهی فراهم می کنند. لذا در این مقاله به بررسی استفاده از ماده با تغییر فاز و اثر استفاده هم زمان از پره جهت خنک کاری این باتری ها پرداخته می شود. در واقع هدف یافتن ابعاد بهینه پره به گونه ای است که ماکزیمم دمای باتری در هنگام دشارژ حداقل شود. نتایج نشان داد که باتری با 6 پره که ارتفاع پره در آن mm67/11 می باشد، بهترین عملکرد را دارد.
کلید واژگان: باتری، ماده با تغییر فاز، پره، خنک کاری، مدیریت حرارتیOne of the most useable parts and, in fact, the heart of a Hybrid vehicle is its Lithium Bromide battery. In these batteries, a large quantity of heat is generated, and if this heat is not managed properly, the useful cycle life of the battery will be reduced progressively. Thus, the vital issue of these batteries is their cooling. Since the Phase Change Material (PCM) absorbs a great deal of energy due to its Latent heat capacity during its melting process, PCM can wonderfully be effective for quick and great heat dissipations. Hence, in this paper, it is tried to investigate the simultaneous effects of the application of PCM and fins on the cooling process of these hybrid batteries; in other words, it is tried to present the optimum fin sizes to minimize the battery temperature rise during its recharge process. The results indicate that 6-fin batteries show the highest performance when the fin length is 11.67mm.
Keywords: Battery, Phase Change Material (PCM), Fin, Cooling, Thermal management -
ریزشبکه، مجموعه ای از منابع تولیدکننده انرژی و مصرف کننده های محلی است که می تواند با هزینه کم و قابلیت اطمینان زیاد بهره برداری شود. در این مقاله، یک مدل چندهدفه مقاوم برای کاهش هزینه های بهره برداری و انتشار کربن پیشنهاد شده است که در آن، یک ریزشبکه هوشمند از یک توربین بادی و میکروتوربین برای تغذیه بارهای متصل به خود بهره می گیرد. همچنین در این ریزشبکه از یک باتری برای ذخیره انرژی الکتریکی در ساعت های کم باری و تحویل انرژی در ساعت های پرباری استفاده شده است. از طرف دیگر این ریزشبکه متصل به شبکه اصلی است و می تواند با آن تبادل انرژی کند. مصرف کننده های متصل به این ریزشبکه به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول، بارهای غیر قابل کنترل با الگوی بار ثابت و گروه دوم، بارهای قابل کنترل هستند که مصرف انرژی مشخصی دارند و زمان بهره برداری از آنها قابل کنترل است. مدل پیشنهادی، یک مسئله برنامه ریزی خطی آمیخته با عدد صحیح است و با حل کننده CPLEX در نرم افزار GAMS شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند زمانی که قیمت برق شبکه کم است، عمده بارها توسط برق شبکه تغذیه می شوند و زمانی که قیمت برق زیاد است بارها توسط میکروتوربین، باتری و توربین بادی تغذیه می شوند.
کلید واژگان: ریزشبکه هوشمند، انتشار کربن، بارهای قابل کنترل، توربین بادی، باتری، میکروتوربینThe microgrid is a set of local energy producers and consumers that can be utilized with low cost and high reliability. In this paper, a robust multi-objective model is proposed to reduce operating costs and carbon emissions in which a smart grid utilizes a wind turbine and micro-turbine to feed its connected loads. The microgrid also uses a battery to store electrical energy in off-peak hours and to deliver energy in on-peak hours. On the other hand, it is connected to the main grid and can exchange energy with it. Consumers connected to this microgrid are divided into two groups. The first group is uncontrollable loads with certain load pattern and the second group is controllable loads that have certain energy consumption but can be controlled by the operating time. The proposed model is a mixed-integer linear programming problem and is simulated with the CPLEX solver in GAMS software. The results show that when the price of electricity is low, the loads are often supplied by grid electricity, and when the price of electricity is high, they are often fed by micro-turbines, batteries, and wind turbines.
Keywords: Smart microgrid, carbon emission, controllable loads, wind turbine, battery, micro-turbine -
به دلیل کوچک بودن ولتاژ سلول های ذخیره ساز انرژی مانند باتری ها و ابرخازن ها، اغلب لازم است این سلول ها باهم سری شده و یک رشته را تشکیل دهند. این قطعات نسبت به اضافه ولتاژ حساس بوده و فرآیند شارژ و دشارژ باتری ها و ابرخازن ها به دلیل تفاوت های اجتناب ناپذیرآنها سبب اختلاف ولتاژ آن ها، استفاده غیر بهینه از ظرفیت این ذخیره ساز ها، کاهش طول عمر، و حتی انفجار می گردد. به منظور رفع این مشکلات و عملکرد ایمن و اقتصادی اغلب ذخیره ساز ها، استفاده از مبدل های یکسان ساز ولتاژ در عمل الزامی است. مدار پیشنهادی در این مقاله ضمن رفع مشکلات فوق دارای عناصر کمتری نسبت به ساختار های مرسوم بوده، ابعاد، هزینه، و پیچیدگی کمتری دارد و در یک فرکانس ثابت با کلیدزنی نرم و بدون نیاز به مدار فیدبک کار می کند و نسبت به مبدل های مرسوم اقتصادی تر است. در اینجا شبیه سازی ها و تحلیل حالت های کاری مبدل به همراه شکل موج های مدار برای چهار باتری لیتیوم-یونی سری شده ارایه شده است. جهت بررسی صحت عملکرد مدار پیشنهادی یک نمونه ی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. نتایج آزمایشگاهی حاصل، با تحلیل ها و نتایج شبیه سازی به خوبی مطابقت دارد و اختلاف ولتاژ باتری ها در شبیه سازی ها و در عمل به ترتیب کمتر از 5 و 10 میلی ولت است که نشانگر عملکرد صحیح مدار می باشد.
کلید واژگان: باتری، توازن ولتاژ، چند برابر کنندهی ولتاژ، سلولهای سری شده، مبدل تشدیدی سریDue to the energy storage cells low voltage, such as batteries and super-capacitors, it is often necessary to connect them in series to form a string. Generally, these components are sensitive to over-voltage. Also, due to the inevitable differences in these devices, their charging and discharging processes cause their voltages to be different. This problem leads to inappropriate use of capacity, short life time, and even explosion. To overcome these problems and also to achieve safe and economic operation of these storage devices, employing voltage equalizer converters is necessary, in practice. The proposed converter can overcome the above-mentioned problems and it has less components than the conventional voltage equalizers, smaller dimensions, and lower cost. It operates at a fixed switching frequency under soft switching conditions without any feedback circuit and transformer. Therefore, it is more economic than the conventional voltage equalizers. Here, simulations and analysis of the different operating modes of the converter are given for four series connected lithium-ion batteries. To verify the given analysis and simulations, its prototype has been tested under different conditions. The experimental results are in good agreement with the analysis and simulation results, as well. The batteries voltages maximum differences in simulations and in practice are less than 5 and 10 mV, respectively, which indicate proper circuit operation.
Keywords: Battery, Series cell, Series resonant converter, Voltage balancing, Voltage multiplier -
در سال های اخیر استفاده از ذخیره ساز های ترکیبی انرژی در سیستم های تجدیدپذیر به دلیل مواردی مانند افزایش طول عمر ذخیره ساز ها و بهبود قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله روش جدیدی جهت تعیین ظرفیت باتری و ابرخازن در یک ریزشبکه مستقل ارائه شده است. اختلاف توان های تولیدی و مصرفی با استفاده از تبدیل فوریه گسسته به حوزه فرکانس انتقال داده می شود و با تعیین فرکانس قطع تابع هزینه بهینه حاصل می شود به طوریکه فرکانس های سریع توان توسط ابرخازن و فرکانس های کند توسط باتری تامین می شود. در روش ارائه شده تعیین ظرفیت ذخیره سازها به گونه ای انجام شده است که ضمن پاسخ گویی مناسب به بارها طول عمر ذخیره سازها نیز حداکثر شود. استفاده از روش پیشنهادی بدلیل ترکیب ذخیره سازها دینامیک عملکردی سیستم را بهبود داده و با کاهش تعداد شارژ و دشارژ باتری هزینه ذخیره سازی را کاهش می دهد. بدلیل ضرورت و اهمیت ذخیره سازها در سیستم های مستقل، ریزشبکه در نظر گرفته شده یک ریزشبکه مستقل از شبکه بوده که شامل تولید کنندگان مختلف توان می باشد. جهت اعتبارسنجی روش، از داده های آماری واقعی استفاده شده و روش پیشنهادی بر روی یک ریزشبکه نمونه تست و نتایج حاصل موثر بودن روش را تایید می نمایند.
کلید واژگان: ریزشبکه، ذخیره ساز، باتری، ابرخازن، تبدیل فوریه گسسته، منابع تجدیدپذیرIn recent years, hybrid energy storage (HES) to increase lifetime and reliability extremely are used in renewable systems and microgrids. In this paper, a new method for determining battery and supercapacitor capacity in an isolated microgrid is presented. Difference between Generation and load power using discrete fourier transform is transferred to the frequency domain and by determining the cut-off frequency, the optimized cost function is obtained; so that high frequencies are provided by supercapacitor and low frequencies by the battery. In the presented method, determining the capacity of the storages is done in such a way that in addition to the good response to loads, the lifetime of storages is maximized. The use of the proposed method due to the hybridization of storages improve the dynamic performance of the system by reducing the number of battery charging and discharging, decreases storage cost. Due to necessity and importance of storages in the isolated microgrid, the considered microgrid is isolated from the main grid that is consisted of different distributed generations. The proposed algorithm is tested on an isolated microgrid and the results confirm method effectiveness.
Keywords: Micro Grid, Storage, Battery, Super Capacitor, Discrete Fourier Transform, Renewable Energy -
در این مطالعه امکان سنجی استفاده از منابع انرژی های تجدید پذیر در مناطق دور افتاده بصورت مستقل از شبکه توزیع برق و با هدف تامین برق با هزینه کمتر و با در نظر گرفتن تامین مطمئن بار به همراه بررسی شاخص قابلیت اطمینان سیستم صورت می گیرد. عموماهدف اصلی طراحی وتوسعه شبکه های توزیع، پاسخ به رشد مصرف برق با حداکثر کارایی اقتصادی به نحوی است که محدودیتهای حاکم برسیستم نقض نگردد. وجود المانهای زیاد درشبکه های توزیع و فوق توزیع که متغیرهای تصمیم گیری زیادی را به دنبال دارد، مساله طراحی و توسعه این شبکه ها را با مشکل روبرو کرده است. پیدایش منابع تولید پراکنده در سیستم های توزیع ضمن تغییر مراحل بهره برداری از این سیستمها، این امکان را برای این شرکت ها فراهم نموده است تا بتوانند سیستم هایی با هزینه پایین تر را طراحی نمایند. در این مطالعه هدف ، کمینه سازی هزینه های سیستم ترکیبی برق آبی، بادی، خورشیدی و باتری به همراه محاسبه شاخص LPSP سیستم توسط الگوریتم GSO اجرا شده است. مساله برای طراحی بلند مدت شبکه و در طول 20 سال طراحی و اجرا می گردد.کلید واژگان: نیروگاه بادی، سیستم فتوولتاییک، نیروگاه برق آبی کوچک، باتری، شاخص قابلیت اطمینان، الگوریتم GSOIn this study, we will investigate the possibility of using renewable energy resources in area where electrical energy is not supported. We will consider it as a micro-grid and we will try to supply its electrical energy by decreasing cost and having reliability in system. Generally, the main reason of designing and developing of distribution grid is responsible to growth of electrical consumption with maximum economic efficiency which the restriction of system is not made violation. Existing more elements in the distribution and sub-transmission networks have faced the designing and developing with problem where there are many decision variables. Advert of the distributed generation in distribution systems furthermore the changing operation of these systems provide this possibility to companies that can design systems with low cost. In this study, we aim to minimize the cost of the hybrid system of hydroelectric, wind, solar and battery and we will calculate LPSP index by GSO algorithm. It is designed and implemented for long-term network over 20-year.Keywords: Wind plant, photo voltaic, Hydro turbine, battery, reliability index, GSO Algorithm
-
نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند، سال ششم شماره 1 (پیاپی 13، بهار و تابستان 1396)، صص 18 -24
امروزه سیستم ترکیبی تولید انرژی به یکی از امید بخش ترین راه حل ها برای مرتفع کردن نیاز برق مناطق مختلف تبدیل شده است. با توجه به ناپیوسته بودن انرژی تولید شده توسط منابع تجدید پذیر،درعمل ثابت شده ترکیبی از این انرژی هایتجدید پذیر می تواند راه حل مناسبی جهت تولید انرژی الکتریسیته در شرایط مختلف جوی باشد و با ترکیب مناسب این منابع میتوان به سیستم تولیدی مقرون به صرفه ای رسید.در این پژوهش روستا سوقند که در بخش مرکزی شهرستان نیشابور موردبررسی قرار گرفته است.تقاضای توان مصرفی سوقند ازسال 1381تاکنون توسط پست 63/20 کیلوولت دیزباد تامین می گردد ؛که تغذیه بارهای پراکنده منطقه را به عهده دارد.در این پژوهش با توجه به موقعیت مناسب روستا از نظر شرایط جوی و همچنین تلاش برای بهبود شرایط اقتصادی و زیست محیطی منطقه در آینده به بررسی نقش اضافه شدن منابع تولید پراکنده به شبکه پرداختیم و به این نتیجه می رسیم که استفاده از این منابع میزان هزینه ها را تا 57 درصد و میزان تولید وآلاینده ها را تا 70 درصد کاهش می دهد. این مقاله در 2 سناریو مورد بررسی قرار گرفت ونتایج انتخاب یک سیستم بهینه شرح داده شده است.
کلید واژگان: انرژی تجدیدپذیر، فتوولتائیک، دیزل ژنراتور، باتری، هومرNowadays the combined power generation system has become one of the most promising solutions to address the power needs of different regions. Given the discontinuity of energy produced by renewable sources a proven practice of combining these renewable energies can be a good solution for generating electricity in different atmospheric conditions, and with an appropriate combination of these sources an affordable production system can be achieved. In this research the village of Souqand was surveyed in the central part of Neyshabour city. Demand for power consumption has been provided by 20.63 kWd since 1381 .Which feeds the scattered loads of the area. In this research considering the proper position of the village in terms of climate conditions and also the efforts to improve the economic and environmental conditions of the region in the future we will examine the role of the addition of distributed generation resources to the network, and we conclude that using these resources will reduce the cost to 57% and reduces the amount of pollutants to 70%. This paper was reviewed in two scenarios and the results of selecting an optimal system have been developed.
Keywords: renewable energy, photovoltaic, diesel generator, battery, Homer -
در این مقاله، یک سیستم تولید توان ترکیبی فتوولتاییک-باتری-دیزل ژنراتور برای تغذیه یک شبکه جزیره ایدور افتاده در شمال غرب کشور طراحی وبهینه سازی می شود. با توجه به عدم دسترسی آسان به شبکه مذکور، تهیه سوخت برای ژنراتور نصب شده در محل مشکل می باشد، لذا در اینجا هدف از طراحی سیستم استفاده حداقلی از ژنراتور و کاهش مصرف سوخت آن می باشد. به این منظور در ابتدا ظرفیت باتری و سیستم فتوولتاییک به منظور تامین انرژی با کمترین هزینه تولید توسط نرم افزارHOMER بهینه سازی می شود. پس از طراحی ظرفیت مناسب برای منابع، یک سیستم مدیریت توان بهینه به منظور استفاده حداقلی از ژنراتور برای منابع موجود با استفاده از نرم افزارMATLAB طراحی می شود. در این روش از نمایه بار و پیش بینی شدت تابش خورشید در روز پیش رو استفاده شده است. همان طور که نشان داده می شود، با استفاده از روش معرفی شده، ساعات کاری ژنراتور و نتیجتا مصرف سوخت آن کاهش میابد. همچنین نشان داده می شود که در روش معرفی شده، امکان استفاده از باتری با ظرفیت های پایین تر از مقادیر محاسبه شده در نرم افزار HOMER میسر می باشد که می تواند باعث کاهش هزینه نصب سیستم و نهایتا کاهش هزینه تولید انرژی گردد.همچنین، نشان داده می شود که با استفاده از روش معرفی شده، در اواسط روز که تولید توان در سیستم فتوولتاییک حداکثر بوده و مصرف بار حداقل می باشد، نیازی به استفاده از بارهای تلفاتی برای ایجاد تعادل توان وجود نخواهد داشت. به دلیل عدم نیاز به بارهای زائد در روش معرفی شده، ساعت کار سیستم به اندازه 26% در مقایسه با روش معمول که در نرم افزار HOMER استفاده می شود کاهش می یابد.کلید واژگان: فتوولتاییک، باتری، ژنراتور، شبکه جزیره ای، سیستم مدیریت انرژی، بهینه سازی ظرفیتIn this paper, a hybrid photovoltaic-battery-diesel generator system is designed and optimized for a remote islanded electric network in the northwest regions of the country. Considering the hardship of transferring fuel to the region where the system is installed, this study aims to minimize the generator fuel consumption. To evaluate the effectiveness of the proposed system economically, the HOMER software is used to find appropriate sizes for the photovoltaic and battery systems in order to minimize the fuel cost of generator. After finding the power sources optimized sizes ,a power management system for reducing the generator work hours during a day is introduced using MATLAB software. In the proposed management method, the predicted photovoltaic power production and anticipated load demand profiles are used. As it is concluded in this paper, taking advantage of the proposed method, the generator work hours and consequently the generator fuel consumption are decreased to its minimum value. Moreover, in the proposed method, the required battery capacity is much lower than one presented by the HOMER, in turn, resulting a lower system installation and fuel costs. Furthermore, it is confirmed that, in the middle of the day, when the photovoltaic power generation and load consumption are at their maximum and minimum values respectively, there is no need to waste the surplus of photovoltaic power in dump loads. As in the proposed method no dumping loads are needed, the generator average working time per day is decreased by 26% compared to the method used in HOMER software.Keywords: Photovoltaic, battery, diesel generator, islanded grid, power management system, size optimization
-
در این مقاله از سیستم هیبرید پیل سوختی با یک باتری مورد بررسی قرار گرفته است بطوریکه از یک باتری جهت پشتیبان از سیستم پیل سوختی در تامین توات مورد نیاز با و همچنین ذخیره سازی توانکلید واژگان: پیل سوختی، باتری، مبدل دوجهته، مبدل افزایشی، استراتژی کنترل
-
خودروهای الکتریکی در دهه گذشته مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته اند. سیستم ذخیره سازی انرژی در این خودروها معمولا مجموعه ای از باتری ها است که همواره با مشکلاتی از قبیل گرم شدن بیش از حد، ظرفیت ذخیره انرژی پایین و بازدهی پایین همراه است؛ به همین دلیل توسعه خودروهای الکتریکی به علت هزینه های ناشی از وقوع این مشکلات تحت تاثیر قرار گرفته است. یک راه حل مناسب و ممکن برای برطرف نمودن برخی از این مشکلات و بهبود عملکرد سیستم ذخیره سازی انرژی، نصب ابرخازن به عنوان منبع انرژی کمکی میباشد. در این مقاله با هدف کاهش حجم و تلفات سیستم ذخیره سازی انرژی و همچنین یک پارچه سازی جریان خروجی سیستم، علاوه بر بهره گیری از مبدل دوطرفه سه درگاهه به عنوان واسط بین باتری، ابرخازن و موتور الکتریکی، نحوه کنترل مستقیم توان هر دو منبع (باتری و ابرخازن) از طریق کلیدزنی این مبدل مطرح گردیده است، که این کار از طریق دو لایه کنترلی شامل کنترل کننده فازی و بلوک تنظیم کننده صورت گرفته است. برای بررسی نتایج، نمونه ای از خودروی الکتریکی به همراه سیستم ذخیره سازی انرژی پیشنهادی توسط مولفین ساخته شده است و نتایج عملی مورد بررسی قرار گرفته شده است، علاوه برآن سی ستم ذخیره سازی پیشنهادی در مقایسه با سیستم های ذخیره انرژی مرسوم در محیط سیمولینک متلب مدلسازی شده است. نتایج شبیه سازی و عملی بیانگر افزایش بازدهی استراتژی پیشنهاد شده نسبت به دیگر روش ها است.کلید واژگان: ابرخازن، باتری، سیستم ذخیره سازی انرژی، خودروی الکتریکی، مبدل دوطرفه سه درگاههMany countries have paid attention to the electric vehicles during the past decade. This kind of vehicle is equipped with an energy-saving system which is usually composed of a set of batteries. This system also suffers from several problems including excessive warming, low energy-saving capacity and low efficiency; hence, development of electric vehicles has been influenced by costs caused by such problems. A possible and proper way to solve some of these problems and to improve function of the energy- saving system is installing a supercapacitor as an accessory energy reservoir. Aiming at reducing both size and wastes of energy-saving system and also integrating the system's output current, this paper has not only used a three port bidirectional converter, as an interface among battery, supercapacitor and electric motor, but also has considered the way by which power of both reservoirs (i.e. battery and supercapacitor) are controlled directly though turning this convertor on. It has been implemented through two controlling layers including a fuzzy controller and an adjusting block. To analyze the result, an electric vehicle equipped with the suggested saving- energy system, as a sample, was manufactured by the authors and then the practical results were studied. Moreover, the suggested energy-saving system, in comparison to the common energy-saving systems, was modeled in MATLAB/SIMULINK. Modeling and practical results demonstrate that the efficiency of the suggested strategy is higher than that in other strategies.Keywords: Battery, electric vehicle, energy storage systems, supercapacitor, three port bidirectional converter
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.