سیستم های فازی و کاربردها

سیستم های فازی و کاربردها

مدیریت توان در سیستم های تولید توان ترکیبی برپایه نیروگاه های خورشیدی-بادی و دیزل ژنراتور در شبکه های توزیع با استفاده از توابع فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشکده فنی و مهندسی، گروه برق، دانشگاه آیت الله بروجردی ، بروجرد، ایران
10.22034/jfsa.2024.456723.1205
چکیده
تقاضای رو به رشد برای برق قابل اطمینان و پایدار منجر به افزایش علاقه به سیستم های هیبریدی فتوولتائیک-بادی-دیزلی برپایه منابع تولید پرآکنده شده است. این سیستم‌ها منابع انرژی تجدیدپذیر را با منابع تولید پرآکنده ترکیب می‌کنند تا برق، به ویژه در مناطق دورافتاده یا ریزشبکه‌ها را تامین کنند. با این حال، بهینه سازی عملکرد چنین سیستم هایی برای به حداکثر رساندن مزایای آنها و دستیابی به تعادل بین هزینه، قابلیت اطمینان و اثرات زیست محیطی بسیار مهم است. از این رو در این مقاله یک روش بهینه سازی چند هدفه برای کاهش هزینه های تولید انرژی، بهبود سطح ولتاژ شبکه با توچه به تغییرات توان نیروگاه های تجدیدپذیر و در نهایت افزایش قایلیت اطمینان شبکه با هدف کاهش میزان قطعی بارهای شبکه مدل سازی شده است. هم چنین با توجه به ساختار متفاوت توابع هدف، از روش فازی جهت فازی کردن توابع هدف استفاده شده است و روش بهینه سازی استفاده شده برپایه یک الگوریتم بهینه سازی فرا ابتکاری به نام بهینه سازی چند وجهی است که از رفتار به وجود آمدن ستاره های جدید الهام گرفته شده است. در نهایت نتایج بر روی شبکه تست 33 باس در حالت جزیره ای استاندارد IEEE پیاده سازی می شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] L. Ge, J. Liu, T. Du, C. Zhao, R. Pian and W. Liu, "Size Optimization ofWind-PY-Diesel-Hydrogen­ Ice System for Island Microgrid," IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM), Den­ ver, CO, USA, vol. 12, no. 14, pp. 1458-1466, 2022.
[2]    A. M. Shaheen and R. A. El-Sehiemy, "A Multiobjective Salp Optimization Algorithm for Techno­ Economic-Based Performance Enhancement of Distribution Networks," in IEEE Systems Journal, vol. 15, no. 1, pp. 1458-1466, 2021.
[3]    R.J. Rathish, K. Mahadevan, S.K. Selvaraj, "Multi-objective evolutionary optimization with genetic algorithm for the design of off-grid PY-wind-battery-diesel system," Soft Com put, vol. 25, no. 4, pp. 3175-3194, 2021.
[4]    R. Dufo-Lopez, J.L. Bernal-Agustin, J.M. Yusta-Loyo, J.A. Dominguez-Navarro, I.J. Ramirez­ Rosado, J. Lujano, "Multi-objective optimization minimizing cost and life cycle emissions of stand­ alone PYewindediesel systems with batteries storage," Appl Energy, vol. 88, no. 11, pp. 435--454, 2011.
[5]    T. Ma, H. Yang, L. Lu, J. Peng, "Optimal design ofan autonomous solarewind pumped storage power supply system," Appl Energy, vol. 160, no. 72, pp. 125-226, 2015.
[6]    A. Askarzadeh, L. Coelho, "A novel framework for optimization of a grid independent hybrid re­ newable energy system: a case study oflran," Sol Energy vol. 112, no. 5, pp. 383-396, 2015.
[7]    Y. Sawle, S. Gupta, A.K. Bohre, "Optimal sizing of standalone PY/Wind/Biomass hybrid energy system using GA and PSO optimization technique," Energy, vol. 117, no. 54, pp. 690-698, 2017.
[8]    M. Ismail, M. Moghavvemi, and T. Mahlia, "Techno-economic analysis ofan optimized photovoltaic and diesel generator hybrid power system for remote houses in a tropical climate," Energy Conver­ sion and Management, vol. 69, no. 5, pp. 163-173, 2013.
[9]    B.K. Das, "A techno-economic feasibility ofa stand-alone hybrid power generation for remote area application in Bangladesh," Energy, vol. 134, no. 72, pp. 775-788, 2017.
[10]    H.M.H. Farh, A.A. Al-Shamrna, A.M. Al-shaalan, A. Alkuhayli, "Technical and Economic Evalua­ tion for Off-Grid Hybrid Renewable Energy System Using Novel Bonobo Optimizer," Sustainability, vol. 14, no. 5, pp. 1533-1542, 2022.
[11] H. Borhanazad, S. Mekhilef, G. Ganapathy, V. Modiri-Delshad, M. Mirtaheri, "Optimization of micro-grid system using MOPSO," Renew. Energy, vol. 71, no. 12, pp. 295-306, 2014.
 
[12]    M. Madziga, A. Rahil, R. Mansoor, "Comparison between three off-grid hybrid systems (solar pho­ to voltaic, diesel generator and battery storage system) for electrification for Gwakwani village, South Africa," Environments, vol. 57, no. 5, pp. 245-252, 2018.
[13]    L.M. Halabi, S. Mekhilef, L. Olatomiwa, J. Hazelton, "Performance analysis of hybrid PY/diesel/battery system using HOMER: A case study Sabah, Malaysia," Energy Convers. Manag, vol. 144, no. 14, pp. 322-339, 2017.
[14]        M. Ansong, L.D. Mensah, "Adaramola, M.S. Techno-economic analysis ofa hybrid system to power a mine in an off-grid area in Ghana. Sustain. Energy Technol," Assess, vol. 23, no.4, pp. 48-56, 2017.
[15]    S.G. Sigarchian, R. Paleta, A. Malmquist, A. Pina, "Feasibility study of using a biogas engine as backup in a decentralized hybrid (PY/wind/battery) power generation system--Case study Kenya," Energy vol. 90, no.4, pp. 1830--1841, 2015.
[16]    SG. Gabra, J. Miles, SA. Scott, "Techno-economic analysis of stand-alone wind micro-grids, com­ pared with PY and diesel in Africa," Renew Energy vol. 143, no.19, pp. 1928-1938, 2019.
[17]        M. Ding, "Configuration optimization of capacity of standalone PY-wind-diesel-battery hybrid mi­ crogrid." Power System Technology, vol. 37, no.3, pp. 575-581, 2013.
[18] J. Kaldellis, D. Zafirakis, K. Kavadias, and E. Kondili, "Optimum PY-diesel hybrid systems for remote consumers of the Greek territory," Applied Energy, vol. 97, pp. 61-67, 2012.
[19]    HA. Kazem, HAS. AI-Badi, AS. Al Busaidi, MT. Chaichan, "Optimum design and evaluation of hybrid solar/wind/diesel power system for Masirah Island," Environ Dev Sustain, vol. 19, no. 5, pp. 1761-1778, 2017.
[20]    S. Sonandkar, R. Selvaraj and T. R. Chelliah, "PY Powered Improved Quasi-Z-Source Inverter Fed Five Phase PMSM for Marine Propulsion Systems," in IEEE Transactions on Transportation Elec­ trification.
[21]        A. Maleki, A. Askarzadeh, "Artificial bee swarm optimization for optimum sizing of a stand-alone PY/WT/FC hybrid system considering LPSP concept," Sol Energy, vol. 107, no. 12, pp. 227-235, 2014.
[22]    H. Dagdougui, N. Mary, A. Beraud-Sudreau and L. Dessaint, "Power management strategy for siz­ ing battery system for peak load limiting in a university campus," 2016 IEEE Smart Energy Grid Engineering (SEGE), Oshawa, ON, Canada,pp. 308-312, 2016.
[23]    C. Zhu, F. Liu, S. Hu and S. Liu, "Research on capacity optimization of PY-wind-diesel-battery hy­ brid generation system," 2018 International Power Electronics Conference, Niigata, Japan,pp. 3052- 3057,2018.
 
[24]    M. Zarei and A. Zangeneh, "Multi-objective optimization model for distribution network recon­ fguration in the presence of distributed generations", Int Trans Electr Energy Syst, vol. 27, no. 12, pp.l-18,2017.
[25]    R. Billinton and P. Wang, "A generalized method for distribution system reliability evaluation," IEEE WESCANEX 95. Communications, Power, and Computing. Conference Proceedings, Win­ nipeg, MB, Canada,pp.201-218, 1995.
[26]    M. Gitizadeh, A.A. Vahed and J. Aghaei, "Multistage "distribution system expansion planning con­ sidering distributed generation using hybrid evolutionary algorithms", Appl. Energy, vol. 101, no.9, pp. 655 666,2013.
[27]    S. Mirjalili, S.M. Mirjalili, A. Hatamlou, "Multi-Verse Optimizer: a nature-inspired algorithm for global optimization," Neural Com put & Applic, vol. 27, no. I1, pp. 495-513, 2016.
دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 14
بیانیه دسترسی آزاد
تیر 1403
صفحه 53-77

  • تاریخ دریافت 21 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری 19 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش 26 مرداد 1403