توضیحات
ABSTRACT
Energy Hub (EH) approach streamlines interconnection of heterogeneous energy infrastructures. The insight facilitates integration of Renewable Energy Resources (RERs) to the infrastructures. Consisting of different technologies, EH satisfies the hub output demands through transferring, converting, or storing the hub input energy carriers. Overall performance of power system depends upon optimal implementation of individual EHs. In this paper, a mathematical formulation is presented for optimal planning of a developed EH considering operation constraints. Two Objective Functions (OFs) are represented for deterministic and stochastic circumstances of wind power, electricity price, and the hub electricity demand. The OFs include costs associated with the hub investment, operation, reliability, and emission. The EH is constructed by Transformer (T), Combined Heat and Power (CHP), Boiler (B), and Thermal Storage (TS). The EH is developed by Wind Turbine (WT), Energy Storage (ES), and Demand Response programs (DR). The hub input energy carriers are electricity, gas, and water. The hub output demands are electricity, heat, gas, and water. CPLEX solver of GAMS is employed to solve Mixed Integer Linear Programming (MILP) model of the developed hub. A Monte Carlo simulation is used to generate scenarios trees for the wind, price, and demand. SCENRED tool and Backward/Forward technique of GAMS reduce scenarios to best ten scenarios. Simulation results demonstrate what technology with what capacity should be installed in the EH. The results substantiate when min/max capacities of the hub technologies are required to be installed in the hub. In the meantime, the results manifest when, what technology, and how much energy carrier should be operated to minimize the costs pertained to the hub investment, operation, reliability, and emission. Effectiveness of WT, ES, and DR in the deterministic and stochastic circumstances and influence of uncertainties of the wind, price, and demand are assessed on the hub planning. Finally, effect of gas network capacity and CHP is evaluated on the hub planning.
INTRODUCTION
The most significant concerns of metropolitan regions are exponential growth of energy requirements and greenhouse gases emission. The challenges lead us toward utilization of Renewable Energy Resources (RERs) such as wind and solar powers. Integration of the RERs to electric distribution networks not only avoids expansion of transmission lines, but it also prevents establishment of new fossil fuels power plants.
چکیده
رویکرد انرژی هاب (EH) روشی را برای برقراری ارتباط از زیرساخت های ناهمگن انرژی ساده می کند. این بینش ادغام منابع انرژی قابل تجدید (RERs) را به زیرساخت ها آسان می کند. با استفاده از تکنولوژی های مختلف، EH از طریق انتقال، تبدیل و یا ذخیره سازی حامل های انرژی ورودی هاب رضایت دارد. عملکرد کلی سیستم قدرت بستگی به اجرای مطلوب EH های فردی دارد. در این مقاله، یک فرمول ریاضی برای برنامه ریزی مطلوب یک EH توسعه یافته با توجه به محدودیت های عملیاتی ارائه شده است. دو توابع هدف (OFs) برای شرایط جبرگرا و تصادفی انرژی باد، قیمت برق و تقاضای برق مرکزی نشان داده شده است. OF ها شامل هزینه های مربوط به سرمایه گذاری، عملیات، قابلیت اطمینان و انتشار در مرکز می باشد. EH توسط ترانسفورمر (T)، گرما و برق ترکیبی (CHP)، دیگ بخار (B) و ذخیره سازی حرارتی (TS) ساخته شده است. EH توسط توربین های باد (WT)، ذخیره انرژی (ES) و برنامه های واکنش تقاضا (DR) توسعه داده شده است. حامل های انرژی ورودی هاب عبارتند از: برق، گاز و آب. نیازهای خروجی هاب عبارتند از: برق، گرما، گاز و آب. حل کننده CPLEX از GAMS برای حل مدل برنامه ریزی خطی تلفیقی (MILP) از مرکز توسعه استفاده شده است. یک شبیه سازی مونت کارلو برای تولید سناریوهای درخت برای باد، قیمت و تقاضا استفاده می شود. ابزار SCENRED و تکنیک Backward / Forward GAMS سناریوها را برای بهترین ده سناریو کاهش می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد چه تکنولوژی با چه ظرفیتی باید در EH نصب شود. نتایج حاکی از آن است که ظرفیت حداقل / حداکثر فن آوری توپی در هاب نصب شود. در عین حال، نتایج نشان می دهد که چه تکنولوژی و چه مقدار حامل انرژی باید برای کاهش هزینه های مربوط به سرمایه گذاری، عملیات، قابلیت اطمینان و انتشار هاب استفاده شود. اثربخشی WT، ES، و DR در شرایط قطعی و تصادفی و تأثیر عدم قطعیت باد، قیمت و تقاضا بر روی برنامه ریزی محاسبه می شود. در نهایت، تأثیر ظرفیت شبکه گاز و CHP بر روی برنامه ریزی هاب ارزیابی می شود.
مقدمه
مهمترین نگرانی های مناطق شهری، رشد چشمگیر نیازهای انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای است. چالش ها ما را به استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر (RER) مانند انرژی باد و خورشید هدایت می کند. ادغام RER ها به شبکه های توزیع برق نه تنها از گسترش خطوط انتقال جلوگیری می کند بلکه از ایجاد نیروگاه های جدید فسیلی جلوگیری می کند.
Year: 2016
Publisher : ELSEVIER
By : Samaneh Pazouki , Mahmoud-Reza Haghifam
File Information: English Language/ 21 Page / size: 540 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1395
ناشر : ELSEVIER
کاری از : سمانه Pazouki a ، محمود رضا حقیف
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 21 صفحه / حجم : KB 540
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.