طراحی بهینه و مدیریت توان دو سطحی یک سیستم هیبرید انرژی مبتنی‌بر تولید همزمان برق و گرما

نویسندگان

1 - گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

doi
10.30486/TEEGES.2025.1127081
چکیده

امروزه حضور گسترده منابع تولید تجدیدپذیر در کنار منابع تولید تجدید ناپذیر به همراه ذخیره سازهای انرژی بعنوان یک سیستم هیبرید انرژی بسیاری از مشکلات واحد تولید و ذخیره سازی انرژی را در سیستم­های قدرت حل نموده است. مدیریت بهینه توان جهت افزایش قابلیت اطمینان و تأمین پیوسته بار یکی از چالش­های اساسی این سیستم­ها می­باشد. لذا با توجه به وجود سیستم­های اصلی و پشتیبان، استفاده از یک استراتژی مدیریت توان بهینه و متناسب با ساختار سیستم ضروری می­باشد. در این مقاله علاوه بر طراحی و بهینه سازی ابعاد سیستم، یک استراتژی مدیریت توان متناسب با ساختار سیستم هیبرید انرژی پیشنهادی با اهداف مختلفی از جمله تأمین بار الکتریکی و حرارتی، بهینه­سازی ابعاد سیستم، کاهش هزینه­های ساخت، تولید و بهره­برداری و افزایش ضریب نفوذ منابع تجدیدپذیر به منظور کاهش آلایندگی­های زیست محیطی ارائه شده است. بدین منظور مدل ریاضی اجزای سیستم و فرمولبندی توان الکتریکی و حرارتی انجام شده و تابع هزینه چند هدفه با قیود متعدد فنی و اقتصادی به کمک روش­ بهینه­سازی هوشمند ازدحام ذرات کمینه شده است. کارایی استراتژی مدیریت انرژی طراحی شده با استفاده از اطلاعات آب و هوایی شهر شیراز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و عملکرد مناسب سیستم را در تأمین پیوسته بار الکتریکی و حرارتی در سناریوهای مختلف نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود مقدار هزینه‌ها برای سیستم حرارتی و پیل سوختی به ۱۲۰۰۰۰۰ دلار کاهش یافته است.