مدیریت انرژی بهینه و بلادرنگ یک سیستم ترکیبی بادی-میکروتوربین مستقل از شبکه

در سال های اخیر مزایای بسیار واحدهای تولید پراکنده از قبیل مزایای اقتصادی و نگرانی های زیست محیطی موجب گسترش چنین واحدهایی در سیستم های قدرت شده است. یکی از مهم ترین زمینه های گسترش واحدهای تولید پراکنده امکان استفاده آسان از منابع تجدیدپذیر مثل انرژی باد برای تأمین انرژی الکتریکی می باشد. دسترسی آسان و رایگان به انرژی باد سبب شده است تا بارهای مصرفی نسبتاً بزرگ یا شبکه های دوردست که استفاده از انرژی الکتریکی شبکه مرکزی برای آن ها بسیار پرهزینه و مشکل است، خود با توجه به پتانسیل های منطقه ای انرژی باد، با نصب و راه اندازی نیروگاه بادی انرژی مورد نیاز شبکه خود را تأمین نمایند و با توجه به رایگان بودن منبع انرژی بادی، طرح هایی از این قبیل اغلب دارای توجیه اقتصادی می باشند. منابع انرژی تجدید پذیر از قبیل باد، انرژی خورشیدی و ادوات تولید توان با تلفات کم یا صفر از قبیل میکروتوربین و ذخیره سازهای انرژی (مانند پیل های سوختی و باتری ها) می توانند برای غلبه بر طبیعت متغیر منابع انرژی تجدیدپذیر مکمل یکدیگر باشند و با هم با ذخیره سازی انرژی، قابلیت اطمینان و پایداری انرژی را تا حدی که ممکن است بهبود بخشند. این سیستم ها می توانند به تنهایی به عنوان ریزشبکه های مستقل برای برق دار کردن نواحی دور از شبکه به کار روند. برای آنکه بهره برداری بهینه و پایداری انرژی تا حداکثر ممکن تضمین شود، اعمال مدیریت انرژی موثر بر سیستم ترکیبی لازم است. از سوی دیگر، طبیعت متغیر منابع انرژی تجدیدپذیر و مقاصد چندگانه ی بعضاً متناقض ، که نیاز به برآورده شدن دارند (که بعضی از این مقاصد با هم در تضاد هستند)، باعث پیچیده شدن سیستم مدیریت انرژی شده است. به دلیل همین پیچیدگی، این قبیل سیستم های مدیریت انرژی نیاز به پیدا کردن سریع و پیوسته جواب، مثلاً هر یک دقیقه یا هر چند دقیقه یک بار ، دارند. در این پایان نامه از یک سیستم ترکیبی مبتنی بر تولیدات پراکنده و انرژی های تجدیدپذیر جهت تأمین تقاضای بار مستقل از شبکه استفاده شده است. ابتدا به وسیله نرم افزار homer اندازه یابی بهینه اجزاء سیستم ترکیبی انجام شده است. سپس کاربرد الگوریتم pso ، برای پیدا کردن جواب های مدیریت انرژی بلادرنگ برای یک سیستم ترکیبی مستقل بادی-میکروتوربین-باتری ارائه شده است؛ درحالی که بسیاری از هدف ها از قبیل حداقل کردن هزینه برای تولید توان و ماکزیمم کردن بازده عملیاتی میکروتوربین با هم در نظر گرفته شده اند، مسئله بهینه سازی حل شده است، ضمن اینکه قیدهای مربوط به توربین بادی، میکروتوربین و باتری نیز رعایت می شوند. لازم به ذکر است که برای مطالعات شبیه سازی ، داده های واقعی باد استفاده شده است.