عنوان

برنامه‌ریزی کوتاه‌مدت غیرمتمرکز نظیر به نظیر تبادل انرژی در ریزشبکه صنعتی با حضور ذخیره‌ساز انرژی اشتراکی مرکزی

Number

پ۲۸۶۳۰

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

برنامه‌ریزی کوتاه‌مدت غیرمتمرکز نظیر به نظیر تبادل انرژی در ریزشبکه صنعتی با حضور ذخیره‌ساز انرژی اشتراکی مرکزی

First Statement of Responsibility

علی امین‌لو

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۱۵ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی برق قدرت گرایش سیستم¬های قدرت

Date of degree

۱۴۰۱/۱۰/۳۰

Text of Note

افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع انرژی الکتریکی باعث بوجود آمدن چالش‌هایی برای مدیریت این شبکه شده است. منابع تولید پراکنده متشکل از واحدهای تولید انرژی تجدیدپذیر و واحدهای دیزلی عمدتاً مستقل از شبکه و توسط مدیریت واحد اداره می‌شوند. این واحدهای تولید انرژی برخی اوقات در کنار واحدهای صنعتی احداث می‌شوند که خود این واحدها دارای مصرف انرژی الکتریکی هستند. بنابراین می‌توانند کمبود توان خود را از شبکه بالادستی دریافت کنند و یا اضافه تولید خود را به شبکه بالادستی بفروشند. بدیهی است که در شبکه‌هایی که یارانه دولتی ندارند قیمت خرید انرژی توسط شبکه پایین‌تر از قیمت فروش آن است. بنابراین واحدهایی که اضافه تولید انرژی دارند به این فکر می‌افتند که مازاد انرژی تولیدی خود را با قیمتی بالاتر در اختیار مصرف‌کنندگان مجاور قرار دهند. درعین‌حال این مصرف‌کنندگان هم مشتاق هستند انرژی را به قیمت پایین‌تر از شبکه تهیه کنند. در نهایت این همکاری منجر به ایجاد یک بازار نظیر به نظیر در سطح شبکه توزیع می‌شود. در این بازار مشترکین می‌توانند هم با شبکه بالادستی و هم با همدیگر تبادل انرژی داشته باشند و این موضوع هم به سود تولیدکننده و هم به سود مصرف کننده خواهد بود. یکی از نکات برجسته در بررسی این نوع بازارها، نحوه تبادل انرژی مشترکین با هم دیگر است. به عنوان مثال یکی از این رویکردها که در بسیاری از منابع به آن پرداخته شده است رویکرد متمرکز است. در رویکرد متمرکز وجود یک شخص سوم به عنوان اپراتور شبکه ضروری است. این اپراتور وظیفه مدیریت انرژی تک‌تک مشترکین را برعهده دارد و باید به تمام اطلاعات مربوط به حوزه انرژی مشترکین دسترسی داشته باشد. در این رویکرد اپراتور شبکه با استفاده از این اطلاعات الگوی مصرف انرژی تک تک مشترکین را تعریف می‌کند و همه مشترکین باید از این دستورات تبعیت کنند. یکی از مشکلات این رویکرد عدم علاقه مشترکین به پیروی از دستورات اپراتور شبکه و در اختیار گذاشتن اطلاعات خود است. بنابراین یک رویکرد جدید تحت عنوان رویکرد غیرمتمرکز ارائه شده است. در این رویکرد، هر یک از مشترکین مستقل از شخص سوم، می‌تواند با سایر مشترکین تبادل انرژی داشته باشد و مستقلاً وارد معامله با آنها شود. در این رویکرد استقلال مشترکین حفظ می‌شود و فقط مقدار جزئی از اطلاعات بین آنها تبادل خواهد شد. این رساله از الگوریتم ADMM برای حل مسئله غیرمتمرکز بازار نظیر به نظیر استفاده می‌کند. در این مدل، یک شهرک صنعتی متشکل از شش واحد صنعتی نمونه با استفاده از یک بستر ارتباطی امن به یکدیگر متصل می‌شوند. این واحدها در قالب یک ریزشبکه می‌توانند با همدیگر تبادل انرژی داشته باشند و برای کاهش هزینه خود تلاش کنند. در این رساله یک واحد ذخیره‌ساز مرکزی هم مورد بررسی قرار گرفته است واحدهای ذخیره‌ساز متداول بیشتر به‌صورت باتری‌های متمرکز هستند که در محل هر یک از واحدها نصب می‌شوند. مشکلات این نوع باتری‌ها اشغال فضا برای محل نصب، تعمیر، نگه‌داری دوره‌ای و ایجاد نویز محیطی است. برای بهبود این وضعیت و کاهش اثرات نامطلوب این باتری‌ها پیشنهاد شده است که همه باتری‌ها در یک مکان مشخص در شهرک صنعتی جمع شوند و یک واحد ذخیره‌ساز مرکزی احداث شود. این واحد ذخیره‌ساز مرکزی می‌تواند به‌صورت روزانه قسمت‌هایی از ظرفیت خود را در اختیار مشترکین قرار دهد که آنها بتوانند با ارسال دستورات شارژ و دشارژ، فضای مجازی ذخیره‌سازی خود را مدیریت کنند. در نهایت شبیه سازی‌ها حاکی از آن است که این رویکرد می‌تواند هزینه کل را تا 29 درصد کاهش دهد. در ادامه بررسی بازار نظیر به نظیر یک مدل جدید بر پایه انعطاف پذیری سمت تقاضا در دو مرحله ارائه می‌شود. در این مدل سازی ابتدا مسئله بدون حضور انعطاف پذیری، حل می‌شود. سپس جدول نیازمندی‌های شبکه به مشترکین ابلاغ می‌شود. در مرحله دوم برنامه تشویقی بر اساس الگوریتم ADMM برای شرکت دادن مشترکین در این بازار طراحی می‌شود و مشترکین در ازای دریافت مبلغی، انرژی مصرفی خود را به اندازه ای که از آنها خواسته شده، کاهش می‌دهند و آن را به ساعاتی غیر از ساعات پیک منتقل می‌کنند. نتایج عددی نشان دهنده پیروی 9/99 درصدی مشترکین از اپراتور شبکه در انتقال بار مصرفی است

Text of Note

The increasing penetration of renewable energy sources in the distribution network caused challenges for the network operator. These energy production units are built next to industrial units, which they have their own energy consumption. Therefore, they can receive their power shortage from the upstream network or sell their excess production to the upstream network. It is evident that in networks that do not have government subsidies, the price of buying energy by the network is lower than its selling price. Therefore, the units with excess energy production try to sell their excess energy production at a higher price to nearby consumers. At the same time, these consumers are eager to get energy from other customers instead of the grid for a lower price. Finally, this cooperation leads to the creation of a peer-to-peer market at the distribution network. In this market, customers can exchange energy with the upstream network and with each other, which will benefit both. One of the approaches for solving this problem which discussed in many sources, is the centralized approach. In the centralized approach, the presence of a third party as a network operator is necessary. This operator is responsible for managing the energy of each subscriber and must have access to all the information related to the energy field of the customers. In this approach, the network operator uses this information to define the energy consumption pattern of each subscriber, and all subscribers must follow these instructions.One of the problems of this approach is the subscribers' lack of interest in following the network operator's instructions and sharing their information. Therefore, a new approach is presented in that customers can independently exchange energy with each other. In this approach, the independence of peers is maintained, and only a tiny amount of information will be exchanged between them. This thesis uses the ADMM algorithm to solve the decentralized peer-to-peer market problem. In this model, an industrial town consisting of six sample industrial units is connected to each other using a secure communication platform. These units, in the form of a microgrid, can exchange energy with each other and try to reduce their cost.In this thesis, a central storage unit has also been examined. Standard storage units are primarily consist of batteries that are installed at the location of each unit. The problems with these batteries are occupying space for installation, maintenance, and environmental noise. To improve this situation and reduce the adverse effects of these batteries, it is suggested that all batteries be gathered in a particular place in the industrial town and a central storage unit be built. This central storage unit can provide parts of its capacity to subscribers so they can manage their virtual storage space by sending charge and discharge commands. Finally, the simulations indicate that this approach can reduce the total cost by 29%. In the continuation of peer-to-peer market analysis, a new model based on demand-side flexibility is presented in two stages. In this modeling, first, the problem is solved without the presence of flexibility. Then the table of network requirements is shared with the peers. In the second stage, an incentive program based on the ADMM algorithm is designed to encourage consumers to reduce their energy consumption as much as they are asked and transfer it to non-peak hours. Numerical results show that 99.9% of consumers follow the network operator in the transmission of consumption load.

Variant Title

Short term scheduling of decentralized Peer-to-Peer energy trading in an industrial microgrid considering the central shared energy storage

Entry Element

‏امین‌لو،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏‏علی

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏محمدی ایواتلو،

Entry Element

‏ زارع،

Entry Element

‏رزاقی،

Entry Element

‏ انوری مقدم،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏‏بهنام

Part of Name Other than Entry Element

‏کاظم

Part of Name Other than Entry Element

‏رضا

Part of Name Other than Entry Element

امجد

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز