milp based optimal design of hybrid microgrid by considering statistical wind estimation and demand response

Recently due to technical, economical, and environmental reasons, penetration of renewable energy resources has increased in the power systems. on the other hand, the utilization of these resources in remote areas and capable regions as isolated microgrids has several advantages. in this paper, a hybrid microgrid, which includes photovoltaic (pv)/wind/energy storage, is investigated. it has been located in iran-khalkhal. the purposes of this study are optimal energy management and sizing of the microgrid. since the magnitude of the harvested renewable energy deals severely and complexly with season and climate issues, planning of the system based on their specific values is an oversimplification. therefore, in addition to conventional constraints such as environmental and operational ones, estimation of the wind speed at the site is considered. the monte carlo method is employed to model and estimate wind behavior. also, for regulating production and demand in the microgrid the demand response (dr) program is conducted to improve the contribution of the renewable energy resources. the planning is constructed as an optimization problem. it is formulated as a mixed integer linear programming (milp). by solving it, the size and production magnitude of energy sources, as well as storage conditions, are determined. finally, the proposed method is simulated by gams for all seasons of two scenarios. the results show desirable energy management and cost reduction in the studied grid.

طراحی بهینه ریزشبکه ترکیبی براساس بهینه سازی خطی آمیخته با عدد صحیح با در نظر گرفتن تخمین باد آماری و پاسخ سمت تقاضا

امروزه بنا به دلایل فنی، اقتصادی و زیست محیطی میران تولید از انرژی­های تجدیدپذیر در سیستم­های قدرت در حال افزایش است. از طرف دیگر، استفاده از این منابع فواید متعددی در صورت استفاده به شکل ریزشبکه مجزا در نواحی دورافتاده و مستعد دارند. در این مقاله، یک ریز شبکه ترکیبی شامل فتوولتائیک/بادی/ذخیره­ساز بررسی می­شود. این ریزشبکه برای منطقه خلخال در ایران طراحی می­شود. هدف این مطالعه طراحی و مدیریت انرژی بهینه این ریزشبکه است. از آنجایی که میزان انرژی تجدیدپذیر استحصالی به شدت و به صورت پیچیده با فصل و شرایط آب و هوایی در ارتباط است، برنامه­ریزی برای این ریزشبکه با در نظرگرفتن مقادیر قطعی برای این متغیرهای  بسیار ساده­انگارانه است. بنابراین، تخمین آماری سرعت باد در سایت علاوه بر قیود بهره­برداری و محیطی مورد توجه قرار گرفته است. روش مونت کارلو برای مدل کردن و تخمین رفتار باد استفاده می­شود. برای مشارکت هرچه بیشتر منابع تجدیدپذیر، برنامه پاسخ تقاضا برای تنظیم تولید و مصرف در ریزشبکه  اجرا می­شود. طراحی این ریزشبکه به عنوان یک مساله بهینه­سازی در قالب برنامه­ریزی خطی آمیخته با عدد صحیح تشکیل می­شود. با حل کردن این مساله بهینه­سازی، اندازه و میزان تولید هر کدام از منابع انرژی و نیز وضعیت ذخیره­ساز تعیین می­شود. در نهایت روش پیشنهادی برای تمامی فصول در دو سناریو توسط نرم­افزار GAMS  شبیه­سازی می­شود. نتایج نشان دهنده مدیریت انرژی  مطلوب و کاهش هزینه­های ریزشبکه مورد مطالعه است.