پیش بینی و برنامه ریزی بار یک ساختمان با ارائه مدل منبع تغذیه سوئیچینگ و حضور منابع تولید پراکنده به صورت جزیره‌ای و متصل به شبکه برق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی و پرواز

2 گروه مهندسی بالگرد، دانشکده مهندسی و پرواز، تهران، ایران

چکیده
ساختمان‌های انرژی صفر یکی از موضوعات به‌روز در حوزه‌ی سیستم‌های انرژی هستند. این ساختمان‌ها از منظر تأمین توان مورد نیاز به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در این مقاله، یک ساختمان که قادر است انرژی خود را بدون اتصال به شبکه تأمین کند.با توجه به امر مهم پدافند غیر عامل برنامه ریزی و استفاده از ساختمان های انرژی صفر می تواند نقش بسزایی در رعایت اصول پدافند غیر عامل داشته باشد از این ساختمان ها می توان در سازمان ها و ارگان‌های مهم سیاسی کشور و در ستاد های فرماندهی نیروهای مسلح کشور در زمان بحران استفاده نمود. محاسبات به گونه‌ای انجام شده است که قابلیت تبادل توان با شبکه را نیز داشته باشد. به جهت تنوع بخشی و افزایش قابلیت اطمینان، از طیفی از انرژی‌های تجدیدپذیر و ناپذیر استفاده شده است. به جهت انجام یک برنامه‌ریزی دقیق در خصوص تأمین انرژی بارهای در نظر گرفته شده، عدم قطعیت در خصوص باد، بار و انرژی خورشیدی در نظر گرفته شده است. عدم قطعیت بار با استفاده از الگوریتم مونت کارلو، عدم قطعیت باد با استفاده از تابع ویبل و عدم قطعیت خورشید با استفاده از تابع بتا لحاظ شده است. در نهایت، با استفاده از روش قید اپسیلون تقویت شده، قیود و توابع هدف در نظر گرفته می‌شوند و جواب‌های جبهه‌ی پارتو ارائه خواهند شد. توابع هدف نیز شامل کمینه‌کردن هزینه‌ی تأمین انرژی و تولید آلاینده‌هاست. در نتایج شبیه‌سازی نیز چهار سناریو ارائه شده است که نشان می‌دهند که منابع قابلیت خوبی برای تأمین بار در شرایط مختلف دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Forecasting and planning the load of a building by providing a switching power supply model and the presence of island-based distributed generation resources connected to the power grid

نویسندگان English

reza sepah vand 1
Ali Mehrabi 2
1 Assistant Professor, Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering and Flight
2 Department of Helicopter Engineering, Faculty of Aviation and Engineering, Tehran, Iran
چکیده English

Load forecasting and energy management in self-sufficient buildings have become increasingly important due to the growing demand for sustainable, reliable, and resilient energy systems. This paper presents a comprehensive framework for forecasting and optimal energy scheduling of a building equipped with distributed generation resources capable of supplying its energy demand independently from the utility grid while maintaining the capability of power exchange with the upstream network when required. To improve system reliability and operational flexibility, a combination of renewable and non-renewable energy resources, including photovoltaic systems, wind turbines, microturbines, combined heat and power (CHP) units, boilers, and electrical and thermal energy storage systems, is considered.To achieve more accurate energy planning, uncertainties associated with electrical load demand, wind speed, and solar irradiance are modeled using Monte Carlo simulation, Weibull probability distribution, and Beta probability distribution, respectively. The energy management problem is formulated as a multi-objective optimization model with the simultaneous objectives of minimizing operating costs and environmental emissions while satisfying technical and operational constraints.The main contribution of this study is the development of an integrated framework that simultaneously considers renewable generation uncertainties, grid-connected and islanded operating modes, and the implementation of a high step-up switching power converter based on an enhanced SEPIC topology. The proposed converter offers high voltage gain, reduced component count, lower current stress on switches and diodes, improved efficiency, and enhanced reliability, thereby supporting passive defense requirements and increasing the resilience of the building energy system.

کلیدواژه‌ها English

Distributed generation
scheduling
switching
multi-objective optimization
uncertainty
دوره 4، شماره 4
زمستان 1404

  • تاریخ دریافت 03 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری 19 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 19 خرداد 1405