الجدولة المشتركة والتهيئة المثلى لسعات أنظمة تخزين الطاقة وبطاريات المركبات الكهربائية في الشبكات المصغّرة المتصلة بالشبكة والمعزولة عنها
DOI:
https://doi.org/10.65405/3gkt3816الكلمات المفتاحية:
Microgrid; Electric vehicle; Energy storage unit; Capacity optimizationالملخص
الملخص :
تشهد الشبكات المصغّرة ارتفاعاً متزايداً في الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة، وهو ما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في القدرة المولّدة ويستدعي حلولاً فعّالة لتعزيز المرونة التشغيلية. تُعدّ أنظمة تخزين الطاقة التقليدية (ESS) الوسيلة الأساسية لمعالجة هذه التقلبات، إلا أنّ تكلفتها الاستثمارية المرتفعة تحدّ من إمكانية نشرها على نطاق واسع. في هذا البحث، يُقترح نموذج أمثل لتحديد السعة المثلى لبطاريات التخزين في الشبكات المصغّرة بنمطَي التشغيل المرتبط بالشبكة والمعزول عنها، مع الأخذ في الاعتبار مشاركة المركبات الكهربائية في عملية الجدولة. يعتمد النموذج على تحسين تكاملي لكل من سعة منظومة التخزين، وتشغيل التوربينات الصغيرة، واستغلال مصادر الطاقة المتجددة، واستراتيجيات شحن وتفريغ بطاريات المركبات. ولتحقيق أفضل أداء اقتصادي، تم توظيف خوارزمية برمجة محسّنة (Improved MIP) ومقارنتها بخوارزمية (PSO) أظهرت نتائج المحاكاة أنّ إشراك المركبات الكهربائية في الجدولة يسهم في تقليل السعة المطلوبة لمنظومات التخزين الثابتة بنسبة تصل إلى 33%، مع خفض التكلفة التشغيلية اليومية، مما يؤكد جدوى المركبات الكهربائية كمصادر تخزين مرنة تدعم الجدولة الاقتصادية للشبكات المصغّرة.
التنزيلات
المراجع
1. Lasseter, R. H. (2002). Microgrids. IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, Vol. 1, 305–308.
2. Hatziargyriou, N., et al. (2007). Microgrids: Large scale integration of microgeneration. IEEE Power and Energy Magazine, 5(4), 78–94.
3. Chen, C., Duan, S., Cai, T., Liu, B., & Hu, G. (2011). Smart energy management system for optimal microgrid economic operation. IEEE Transactions on Smart Grid, 3(4), 1755–1766.
4. Kroposki, B., et al. (2008). Making microgrids work. IEEE Power and Energy Magazine, 6(3), 40–53.
5. Lopes, J. A. P., Almeida, P. M. R., & Moreira, C. L. (2006). Electric vehicles integration into the electric power system. Proceedings of the IEEE, 99(1), 168–183.
6. Chan, C. C. (2007). The state of the art of electric, hybrid, and fuel cell vehicles. Proceedings of the IEEE, 95(4), 704–718.
7. Sundström, O., Binding, C. (2012). Flexible Charging Optimization for Electric Vehicles Considering Distribution Grid Constraints. IEEE Transactions on Smart Grid, 3(1), 26–37.
8. Lund, H. (2007). Renewable energy strategies for sustainable development. Energy, 32(6), 912–919.
9. Khan, M. & Venkatesh, B. (2013). Allocating ESS in a microgrid using V2G. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 4(4), 1223–1232.
10. Baran, M. & Wu, F. (2005). Optimal capacitor placement on radial distribution systems. IEEE Transactions on Power Delivery, 4(1), 725–734.
11. Nejabatkhah, F., et al. (2015). Microgrid energy management in islanding and grid-connected modes. IEEE Transactions on Power Electronics, 30(8), 4477–4490.
12. Chen, D., & Hu, S. (2018). Optimal ESS sizing under TOU pricing. Applied Energy, 210, 1180–1191.
13. Xiang, C., et al. (2016). ESS capacity optimization using life-cycle and cost-based metrics. IEEE Transactions on Smart Grid, 7(2), 898–909.
14. Bertsimas, D., & Tsitsiklis, J. (1997). Introduction to Linear Optimization. Athena Scientific.
15. Lopez, M., et al. (2019). Coordination of EV charging and battery storage to reduce ESS investments. Energy, 186, 115791.
16. Su, W., & Wang, J. (2012). Energy management for microgrids using tabu search. IEEE Transactions on Smart Grid, 4(1), 669–678.
17. Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes (4th ed.). Wiley.
18. Justus, C. G. (1976). Winds and Wind System Performance. Franklin Institute Press.
19. Manwell, J. F., McGowan, J. G., & Rogers, A. L. (2010). Wind Energy Explained: Theory, Design and Application. Wiley.
20. Yang, Y., et al. (2018). Modelling energy storage lifetime under charge/discharge constraints. Journal of Energy Storage, 18, 210–223.
21. Kempton, W. & Tomić, J. (2005). Vehicle-to-grid power fundamentals. Journal of Power Sources, 144(1), 268–279.
22. Mohsenian-Rad, H., & Leon-Garcia, A. (2010). Optimal residential load control with price prediction. IEEE Transactions on Smart Grid, 1(2), 120–133.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 مجلة العلوم الشاملة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
