مديريت بهينه بارهاي خانگي در يك هاب انرژي با استفاده از روش شاخه و برش

به صورت متداول در سيستم‌هاي سنتي بارهاي الكتريكي و حرارتي خانگي به ترتيب از طريق شبكه‌هاي برق و گاز تأمين مي‌شد. در سال‌هاي اخير تكنولوژي‌هاي جديدي (منبع توليد همزمان برق و حرارت، ذخيره‌ساز و كنترل هوشمند مصارف) براي تأمين بارهاي خانگي پيشنهاد شده است كه مي‌تواند منجر به كاهش هزينه بهره‌‌‌برداري خانه‌ها شود. از سوي ديگر با معرفي خودروي برقي و لزوم شارژ آن‌ها در خانه‌ها، امكان زمان‌بندي نمودن شارژ و در نتيجه شارژ هوشمند آن‌ها نيز به وجود آمده است. تمامي اين تغييرات با عنوان هاب انرژي مورد توجه قرار گرفته است. در اين مقاله هدف تأمين بارهاي خانگي با مصارف الكتريكي و حرارتي و يك خودروي برقي با استفاده از مفهوم هاب انرژي مي‌باشد. مبدل‌هاي موجود در اين خانه، منبع توليد همزمان به منظور توليد برق و حرارت، فتوولتائيك (PV) و بويلر براي توليد حرارت مركزي مي‌باشد. علاوه براين باتري به عنوان ذخيره‌ساز برق در نظر گرفته شده است. امكان شارژ هوشمند خودروي برقي و كنترل بارهاي الكتريكي و حرارتي نيز لحاظ شده است. شبيه‌سازي با استفاده از الگوريتم بهينه‌سازي رياضي شاخه و برش در سولور CPLEX در قالب نرم‌افزار GAMS انجام شد. نتايج شبيه‌سازي نشان‌دهنده كاهش قابل توجه هزينه بهره‌برداري با استفاده از هاب انرژي مي‌باشد. علاوه بر اين به منظور بررسي تأثير هر يك از تكنولوژي‌هاي مختلف، شبيه‌سازي‌هاي متفاوتي صورت گرفت. به ترتيب شارژ هوشمند خودروي برقي، باتري، منبع توليد همزمان و در نهايت كنترل بارهاي خانگي بيشترين تأثير را بر كاهش هزينه داشتند. دليل اين امر به صورت كلي كاهش خريد برق از شبكه در ساعات پرباري مي‌باشد.