ارائه يك مدل رياضي تامين انرژي الكتريكي پايدار در ريزشبكه متصل به شبكه

A Mathematical Model of Sustainable Electricity Energy Supply in a Grid-connected Microgrid

امروزه توسعه ريزشبكه ­ها به عنوان مولفه­ هاي اساسي شبكه­ هاي هوشمند، يكي از اهداف اصلي پژوهش­ها در صنعت برق به شمار مي آيد. ريزشبكه­ ها با افزايش سهم نفوذ منابع انرژي تجديدپذير و امكان تجارت انتشار كربن، مسير دست‌يابي به عرضه انرژي پايدار را هموار مي ­سازند. اين مقاله، بهبود و ارتقاي مديريت عمليات يك ريزشبكه متصل به شبكه را در منطقه بفراجرد از توابع استان اردبيل دنبال مي­كند. بدين منظور، عمليات زمان­بندي در يك ريزشبكه، شامل انواع مختلفي از منابع توان، اعم از تجديدپذير و تجديدناپذير به همراه ذخير ه ­ساز انرژي در قالب يك مساله رياضي چندهدفه مدل­سازي مي­گردد. اين مدل رياضي، به صورت همزمان بيشينه­ سازي درآمد ريزشبكه، كمينه ­سازي انتشار آلاينده­ها و كمينه ­سازي هزينه­ هاي آن را با توجه به ملاحظات پيمان كيوتو و با هدف تامين باري پايدار دنبال مي­كند. براي حل اين مساله، از روش تركيبي بهينه­ سازي لكسيكوگراف و اپسيلون محدوديت تكامل يافته به منظور دستيابي به جواب­هاي كارا و تشكيل جبهه پارتو استفاده مي­شود. انتخاب جواب مرجح­ از بين جواب­هاي بهينه پارتو با استفاده از روش تصميم‌گيري فازي خواهد بود. سپس مدل پيشنهادي مورد ارزيابي قرار مي­گيرد و نتايج تحليل حساسيت نشان مي­دهد مدل رياضي پيشنهادي با استفاده از روش حل بكارگرفته شده، با نگاهي جامع بر ابعاد اقتصادي/ زيست محيطي بهره‌برداري از واحد­هاي توليد مختلف يك ريزشبكه، در افق زماني 24 ساعته، رويكردي كارا و مؤثر جهت توسعه، بهبود و كاربردي نمودن مدل­هاي زمان‌بندي عمليات ريزشبكه­ ها فراهم مي ­آورد.

Microgrids not only increase the share of the renewable resources, but also contribute to the realization of sustainable energy development objectives. In the present study, the microgrid is composed of various kinds of power sources, including renewable and nonrenewable resources, along with energy storage system. We modeled a multi-objective mathematical problem to maximize the microgrid’s revenue and at the same time minimize the emission and totat costs while providing a sustainable load. A combination of lexicographic optimization and augmented ε-constraint methods was used to find efficient solutions and to form the Pareto fronties. The best solution among the Pareto optimal solutions was identified using fuzzy decision-making method. The model was implemented at four different days (with different conditions of accessibility to the renewable resources) in Bafrajerd region of Ardebil Province. Finally, the indicate that the proposed model with a comprehensive view on various economic-environmental dimensions of exploiting different production units of the microgrid in a 24-hour time perspective, is an effective and efficient approach for developing, improving, and operation scheduling of the microgrids.