مدیریت مالی بازار برق و نقش ریز شبکه هوشمند در توسعه پایدار با کاهش هزینه های اقتصادی در یک هاب انرژی

محورهای موضوعی : حکمرانی

احسان قاسمی ¹ (دانشکده مهندسی برق، واحد گناباد، دانشگاه آزاد اسلامی، گناباد، ایران)
امین رنجبران ² (دانشکده مهندسی کامپیوتر و برق، دانشگاه گناباد، گناباد، ایران)
جواد پورحسین ³ (گروه اموزشی برق قدرت، دانشکده برق، دانشگاه ازاد گناباد، ایران)

تاریخ دریافت : 1402/12/18 تاریخ پذیرش : 1403/06/18 تاریخ انتشار : 1403/06/20

کلید واژه: مدیریت مالی, هاب انرژی, ریزشبکه, مدیریت بار و انرژی, توسعه پایدار.,

چکیده مقاله :

حکمرانی و توسعه پایدار با مدیریت هاب انرژی و بهینه‌سازی انرژی از طریق احداث ریزشبکه‌های هوشمند و مدیریت اجرایی می‌تواند به بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها بپردازد. همچنین مدیریت بازاریابی و ریسک در بازار برق از اهمیت بالایی برخوردار بوده و شامل چندین رویکرد و ابزار می‌شود که به بهبود کارایی و کاهش ریسک‌ کمک می‌کنند. ریزشبکه مجموعه‌ای از منابع تولید پراکنده، سیستم ذخیره انرژی و بارها می‌باشد که می‌تواند به صورت اتصال به شبکه و عملکرد جزیره‌ای مورد بهره‌برداری قرار گیرد. در این مقاله، ریزشبکه به عنوان یک هاب انرژی به منظور ترکیب حامل‌های انرژی مختلف و انجام تبدیل در آنها برای تأمین بارهای الکتریکی و حرارتی بهینه مورد نیاز مصرف کننده مدل‌سازی شده است. علاوه بر مدیریت واحدهای تولیدی، به منظور بهبود عملکرد ریزشبکه و کمک به اپراتور ریزشبکه، استراتژی مدیریت بار پاسخگو و شارژ و دشارژ خودروهای الکتریکی پیشنهاد شده که باعث کاهش هزینه کلی هاب انرژی شده است.

چکیده انگلیسی:

Governance and sustainable development with energy hub management and energy optimization through the construction of smart microgrids and executive management can improve productivity and reduce costs. Also, marketing and risk management in the electricity market are of great importance and include several approaches and tools that help improve efficiency and reduce risk. A microgrid is a set of distributed generation resources, energy storage systems, and loads that can be used as grid connection and island operations. In this article, the microgrid is modeled as an energy hub to combine different energy carriers and perform conversion in them to provide optimal electrical and thermal loads required by the consumer. In addition to managing the production units, to improve the performance of the microgrid and help the microgrid operator, a responsive load management strategy and charging and discharging of electric vehicles have been proposed, which has reduced the overall cost of the energy hub.

منابع و مأخذ:

Clairand, J.-M., Arriaga, M., Cañizares, C. A., & Álvarez-Bel, C. (2018). Power generation planning of Galapagos’ microgrid considering electric vehicles and induction stoves. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 10(4), 1916-1926.
Diaf, G. N. S., Belhamel, M., Haddadi, M., & Louche, A. (2008). Design and techno-economical optimization for hybrid PV/wind system under various metrological conditions. Journal of Applied energy, 85, 968-987.
El Hafdaoui, H., Jelti, F., Khallaayoun, A., Jamil, A., & Ouazzani, K. (2024). Energy and environmental evaluation of alternative fuel vehicles in Maghreb countries. Innovation and Green Development, 3(1), 100092.
Elkazaz, M., Sumner, M., & Thomas, D. (2020). Energy management system for hybrid PV-wind-battery microgrid using convex programming, model predictive and rolling horizon predictive control with experimental validation. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 115, 105483.
Gao, H., Xu, S., Liu, Y., Wang, L., Xiang, Y., & Liu, J. (2020). Decentralized optimal operation model for cooperative microgrids considering renewable energy uncertainties. Applied energy, 262, 114579.
Ghahramani, M., Nazari-Heris, M., Zare, K., & Mohammadi-ivatloo, B. (2019). Robust short-term scheduling of smart distribution systems considering renewable sources and demand response programs. Robust optimal planning and operation of electrical energy systems, 253-270.
Ghasemi, A., Banejad, M., Rahimiyan, M., & Zarif, M. (2021). Investigation of the micro energy grid operation under energy price uncertainty with inclusion of electric vehicles. Sustainable Operations and Computers, 2, 12-19.
Ghasemi, E., Ranjbaran, A., & Pourhossein, J. (2023). Designing multi-objective electric and thermal energy management system of microgrid in the presence of controllable loads and electric vehicles. Electrical Engineering, 1-14.
Hoogvliet, T., Litjens, G., & Van Sark, W. (2017). Provision of regulating-and reserve power by electric vehicle owners in the Dutch market. Applied energy, 190, 1008-1019.
Nazari-Heris, M., Mohammadi-Ivatloo, B., Gharehpetian, G. B., & Shahidehpour, M. (2018). Robust short-term scheduling of integrated heat and power microgrids. IEEE Systems Journal, 13(3), 3295-3303.
O’Malley, M. J., Anwar, M. B., Heinen, S., Kober, T., McCalley, J., McPherson, M., Muratori, M., Orths, A., Ruth, M., Schmidt, T. J., & Tuohy, A. (2020). Multicarrier energy systems: shaping our energy future. Proceedings of the IEEE, 108(9), 1437-1456.
Rodrigues, Y. R., de Souza, A. Z., & Ribeiro, P. F. (2018). An inclusive methodology for Plug-in electrical vehicle operation with G2V and V2G in smart microgrid environments. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 102, 312-323.
Salam, A., Mohamed, A., & Hannan, M. (2008). Technical challenges on microgrids. ARPN Journal of engineering and applied sciences, 3(6), 64-69.
Shayeghi, H., Aryanpour, H., Alilou, M., & Jalili, A. (2021). Microgrid stability definition, analysis, and examples.Microgrids: Advances in Operation, Control, and Protection.Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59750-4_13
Tian, M. W., & Talebizadehsardari, P. (2021). Energy cost and efficiency analysis of building resilience against power outage by shared parking station for electric vehicles and demand response program. Energy, 215, 119058.
Vahedipour‐Dahraie, M., Rashidizadeh‐Kermani, H., Najafi, H. R., Anvari‐Moghaddam, A., & Guerrero, J. M. (2017). Stochastic security and risk‐constrained scheduling for an autonomous microgrid with demand response and renewable energy resources. IET Renewable Power Generation, 11(14), 1812-1821.
Wang, Z., Jochem, P., & Fichtner, W. (2020). A scenario-based stochastic optimization model for charging scheduling of electric vehicles under uncertainties of vehicle availability and charging demand. Journal of Cleaner Production, 254, 119886.
Yan, L., Deng, X., & Li, J. (2024). Integrated energy hub optimization in microgrids: Uncertainty-aware modeling and efficient operation. Energy, 130391.
Yu, D., Zhang, T., He, G., Nojavan, S., Jermsittiparsert, K., & Ghadimi, N. (2020). Energy management of wind-PV-storage-grid based large electricity consumer using robust optimization technique. Journal of Energy Storage, 27, 101054.
Zhou, X., Mansouri, S. A., Jordehi, A. R., Tostado-Véliz, M., & Jurado, F. (2023). A three-stage mechanism for flexibility-oriented energy management of renewable-based community microgrids with high penetration of smart homes and electric vehicles. Sustainable cities and society, 99, 104946.