طراحي بهينه ريزشبكه‌هاي مسكوني با در نظر گرفتن وقوع خطا و احتمال خاموشي

Optimal Design of Residential Microgrids with Regard to Fault Occurrence and Possibility of Power Outage

يكي از مباحث قابل توجه شبكه قدرت در سال‌هاي اخير پيدايش ريزشبكه‌ها مي‌باشد. طراحي بهينه يك ريزشبكه شامل انتخاب بهترين تركيب از گزينه‌هاي موجود (واحدهاي توليد پراكنده، سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي و برنامه‌هاي پاسخ‌گويي بار) براي تامين بار مصرفي به منظور حذاقل‌سازي هزينه‌هاي ريزشبكه مي‌باشد. در اين مقاله مدلسازي جامعي براي مسئله طراحي بهينه ريزشبكه‌هاي مسكوني با لحاظ كردن واحدهاي توليد پراكنده تجديدپذير، سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي و بارهاي قابل كنترل انجام شده است. اين مدل رفتار تصادفي ذاتي منابع انرژي تجديدپذير و عدم قطعيت در پيش‌بيني بار الكتريكي را در نظر گرفته و مدل‌هاي تصادفي مناسبي براي آنها انتخاب شده است. همچنين وقوع خطا و احتمال وقوع خاموشي در طراحي بهينه ريزشبكه‌هاي مسكوني جهت افزايش قابليت اطمينان و كارايي آنها و توسعه مدل‌هاي پيشين در نظر گرفته شده و به تابع هدف مساله اضافه شده است. براي يافتن پاسخ بهينه، مسئله طراحي ريزشبكه‌ها به صورت يك مسئله بهينه‌سازي با هدف حداقل‌سازي مجموع هزينه‌هاي طرح توسعه ريزشبكه مدلسازي و پاسخ بهينه با الگوريتم بهينه‌سازي كلوني مورچگان تعيين مي‌شود.

One of the issues which has attracted a lot of attention in the power grid in recent years is the emergence of microgrids. An optimized microgrid design includes choosing the best combination of the available options (distributed generation units, energy storage systems, and load response programs) to supply the microgrid so that the total costs of the microgrid development plan is minimized. In this article, a comprehensive modeling has been conducted for the problem of optimal design of residential microgrids considering the renewable distributed generation units, energy storage systems and controllable loads. This model takes into account the intrinsic stochastic behavior of renewable energy and the uncertainty involving electric load prediction, and thus proper stochastic models for them has been chosen. In order to find the optimal solution, the problem of microgrid design is modeled as an optimization problem with the goal of minimizing the total costs of the microgrid development plan and the optimal response is determined via ant colony optimization algorithm.