مدلسازي مصرف انرژي در فرآيندهاي توليد واحدهاي صنعتي بر مبناي روش تقريب خطي تكه‌اي با هدف اجراي برنامههاي پاسخگويي بار و مشاركت در بازار انرژي و خدمات جانبي

Energy Consumption Modeling of Manufacturing Processes in Industrial Units Based on Linear Piece-Wise Approximation Method with the aim of Implementing Demand Response Programs and Participating in Energy and Ancillary Service Market

در اين مقاله، يك مدلسازي دقيق از مصرف انرژي در فرآيندهاي توليد واحدهاي صنعتي آلومينيوم و سيمان مطابق روش تقريب خطي تكهاي (LPWA ) ارائه شده است. سپس مدل ارائه شده در برنامهريزي مديريت انرژي روز بعد يك ريزشبكه شامل اين واحدهاي صنعتي به كار گرفته شده است. به منظور افزايش بهرهوري واحدهاي صنعتي مذكور، برنامههاي پاسخگويي بار اجرا شده و بنابراين اين واحدها قادر به مشاركت در بازار انرژي و خدمات جانبي ميباشند. برنامهريزي مديريت انرژي پيشنهادي در اين مقاله ضمن در نظرگرفتن مدل دقيق و كليهي قيود مربوط به واحدهاي صنعتي و ريزشبكه، به بيشينهسازي سود ريزشبكه و اين واحدها ميپردازد. كارايي مدل و برنامهريزي پيشنهادي از طريق انجام دو نمونه مطالعاتي، با و بدون اجراي برنامههاي پاسخگويي بار ارزيابي شده است. علاوه بر اين، تاثير تغيير سود حاصل از فروش محصول هر واحد صنعتي و قيمتهاي فروش انرژي ريزشبكه به بازار برق بر سود نهايي واحدها و ريزشبكه با استفاده از تحليل حساسيت بررسي شده است. نتايج ضمن تأييد اعتبار مدل پيشنهادي نشان مي‌دهند كه اجراي برنامه‌هاي پاسخ‌گويي بار و مشاركت واحدهاي صنعتي در بازار انرژي و خدمات جانبي ميتواند ضمن اصلاح منحني تقاضا، سود ريزشبكه و واحدها را افزايش دهد.

In this paper, a detailed modeling of energy consumption in the processes of producing aluminum and cement industrial units based on the linear piece-wise approximation (LPWA) method is presented. The presented model has been implemented in the day-ahead energy management planning of a microgrid including these industrial units. In order to increase the profit of the mentioned industrial units, the demand response programs are implemented and therefore these units are able to participate in the energy and ancillary services market. The energy management planning proposed in this paper, considers the exact model and all constraints of the industrial units and microgrid in order to maximize the profit of the microgrid and these units. The performance of the model and the proposed planning has been evaluated through two case studies, with and without implementation of demand response programs. In addition, the effect of the changes in the profit obtained by selling the product of each industrial unit and the prices of sold energy by microgrid to the electricity market, on the profit of the units and the microgrid, have been examined using the sensitivity analysis. The obtained results, besides validating the proposed model, show that the implementation of demand response programs and the participation of industrial units in the energy and ancillary services market, not only modifying the demand curve but also increase the profit of the microgrid and units.