Optimal active and reactive power dispatch in smart grid (Nature-inspired optimization algorithms based approach)
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde elektrik güç sektörü, artan enerji talebi, yüksek düzeyde yenilenebilir enerji, dağıtık güç sistemleri ve elektrikli araç kullanımı gibi sistemsel problemler ile karşımıza çıkmaktadır. Diğer yandan, yüksek güç kayıpları ve ekonomik yük dağıtımı, endüstri için kritik zorluklar oluşturmaktadır. Bu zorluklar, akıllı şebeke adı verilen yeni güç sistemi teknolojisinin geliştirilmesine yol açmakta, yeni sistem, elektrik üretimi, iletimi ve dağıtımı talebinin güvenilirlik ve en iyi kaliteyle en uygun maliyetle sağlanmasında verimlilik ve sürdürülebilirliği sağlamaktır. Bununla birlikte, güç şebekesinde akıllı şebekenin geliştirilmesiyle ilişkili karmaşıklık, hızlı yanıt, dağıtık enerji kaynaklarının ve elektrikli taşıtların bulunması ve müşteri katılımı gibi akıllı şebekenin özel karakteristikleri nedeniyle optimal güç dağıtım problemi daha zor hale gelmiştir. Güç dağıtım problemlerini çözmek için çeşitli matematiksel ve optimizasyon yöntemleri geliştirilmiştir. Mevcut güç şebekesinde, belirli güç limiti kısıtlamaları dahilinde bir miktar güç üretirken minimum maliyete ulaşmak için geleneksel ve merkezi metotları uygulamak pahalıdır ve güvenilir değildir. Bu çalışmada, güç dağıtım problemini çözmek için ilk olarak esinlenen optimizasyon algoritmaları ve hibrit algoritma ile güvenlik değerlendirmesi ve planlaması için akıllı bir şebeke öngörülmüştür. İkincisi, aşırı şarj nedeniyle yük talebinin yüksek olasılıklı doğasından dolayı ve dağıtık yenilenebilir enerji kaynaklarının payına sahip olan düşük dağıtım şebekesinde elektrikli araçların deşarj edilmesi, güvenli ve istikrarlı şebeke operasyonları için yüke katkıda bulunur. Bu nedenle, tasarım çerçevesini araştıracak mekanizmalar ve elektrikli taşıtların şarj hizmetlerinin sorunsuz bir şekilde sağlanabilmesini sağlayan ayarlama, böylece daha yüksek yenilenebilir enerji entegrasyonunun kolaylaştırılması ve elektrikli araçların azaltılmış bir maliyetle şarj edilmesinin sağlanması önerilmektedir. Son olarak, elektrikli araç şarjı için esnek fiyat ve reaktif güç enjeksiyon kontrolüne dayanan yeni bir algoritma seti önerilmiştir, algoritmalar mevcut şebeke altyapısını desteklemek ve şebekeye yükünü azaltmaya katkıda bulunmak için tasarlanmıştır. Yeni yaklaşım, elektrikli taşıtların ve yüklerin şebekeyle güç alışverişinin ötesine geçmesine izin verecek, aynı zamanda mevcut şebeke kapasitesinin etkin bir şekilde kullanılmasına olanak sağlayacaktır. Önerilen algoritmaların etkinliğini göstermek için farklı durumların simülasyon sonuçları Matlab yazılımı kullanılarak elde edilmiştir.
Over the past few years electricity sector is confronted with growing energy demand, high level of renewable energy and Electric vehicle penetration, couple with total deregulation of power sector as commodity enterprises. On another hand, high aggregated power losses and Economic Dispatch constitutes critical challenges to the industry. These challenges lead to the development of new power system technology called smart grid, the new system is to ensured efficiency and sustainability in the delivery of electricity generation, transmission and distribution demand with reliability and best of quality at optimal cost. However, the complexity associated with the development of smart grid in power system is optimal power dispatch problems challenging due to special characteristics of the smart grid, such as fast response, accommodation of intermittent distributed energy resources and electric vehicles, and customer participation. Various mathematical and optimization methods have been developed to solve power dispatch problems. In current power grid, it is expensive and unreliable apply conventional centralized methods to achieve a minimum cost when generating an amount of power within certain power limit constraints. In this work, first nature-inspired optimization algorithms and hybrid algorithm to solve power dispatch problem and it is forecasting in a smart grid for security assessment and planning is proposed. Secondly due to high probabilistic nature of load demand due to excessive charging and discharging of electric vehicles at low distribution grid having a share of distributed renewable energy resources, contribute burden for the secure and stable grid operations. Hence mechanisms that will investigate design framework, and adjustment capable of the smooth provision of charging services of electric vehicles, thus facilitating higher renewable energy integration and penetration of electric vehicles charging at a reduced cost is proposed. Finally, a new set of algorithms based on flexible price and reactive power injection control for electric vehicle charging is proposed, the algorithms designed to support the existing grid infrastructure and contribute in reducing charging burden to the grid. The new approach will enable electric vehicles and loads to goes beyond exchanging power with the grid, but also allow efficient exploitation of the current grid capacity. Simulation results of different cases are provided to show the effectiveness of the proposed algorithm in Matlab software.
Over the past few years electricity sector is confronted with growing energy demand, high level of renewable energy and Electric vehicle penetration, couple with total deregulation of power sector as commodity enterprises. On another hand, high aggregated power losses and Economic Dispatch constitutes critical challenges to the industry. These challenges lead to the development of new power system technology called smart grid, the new system is to ensured efficiency and sustainability in the delivery of electricity generation, transmission and distribution demand with reliability and best of quality at optimal cost. However, the complexity associated with the development of smart grid in power system is optimal power dispatch problems challenging due to special characteristics of the smart grid, such as fast response, accommodation of intermittent distributed energy resources and electric vehicles, and customer participation. Various mathematical and optimization methods have been developed to solve power dispatch problems. In current power grid, it is expensive and unreliable apply conventional centralized methods to achieve a minimum cost when generating an amount of power within certain power limit constraints. In this work, first nature-inspired optimization algorithms and hybrid algorithm to solve power dispatch problem and it is forecasting in a smart grid for security assessment and planning is proposed. Secondly due to high probabilistic nature of load demand due to excessive charging and discharging of electric vehicles at low distribution grid having a share of distributed renewable energy resources, contribute burden for the secure and stable grid operations. Hence mechanisms that will investigate design framework, and adjustment capable of the smooth provision of charging services of electric vehicles, thus facilitating higher renewable energy integration and penetration of electric vehicles charging at a reduced cost is proposed. Finally, a new set of algorithms based on flexible price and reactive power injection control for electric vehicle charging is proposed, the algorithms designed to support the existing grid infrastructure and contribute in reducing charging burden to the grid. The new approach will enable electric vehicles and loads to goes beyond exchanging power with the grid, but also allow efficient exploitation of the current grid capacity. Simulation results of different cases are provided to show the effectiveness of the proposed algorithm in Matlab software.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Akıllı dağıtım şebekesi, Doğadan esinlenen optimizasyon, Elektrikli araç, Esnek fiyat, Güç dağıtımı, İleri besleme yapay sinir ağı, Reaktif güç kontrolü, Yük akış tahmini, Electric vehicle, Flexible price, Load flow forecasting, Feedforward neural network, Nature inspired optimization, Power dispatch, Smart distribution grid, Reactive power control
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Shehu, G. S. (2018). Optimal active and reactive power dispatch in smart grid (Nature-inspired optimization algorithms based approach). Selçuk Üniversitesi, Yayımlanmış doktora tezi, Konya.
