ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ ЄМНОСТІ АКУМУЛЯТОРА ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОГО СПОЖИВАЧА-ПРОСЬЮМЕРА

О. В. Кулапін; К. В. Махотіло

doi:10.31649/1997-9266-2024-175-4-30-36

Автор(и)

О. В. Кулапін

Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» ROR

К. В. Махотіло

Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» ROR

DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-175-4-30-36

Ключові слова

просьюмер система накопичення енергії оптимізація відновлювані джерела енергії

Анотація

З поглибленням взаємодії «джерело відновлюваної енергії — побутове навантаження — системи зберігання енергії» та розвитком технології реагування на попит, поява просьюмерів призвела до потреби в оптимізації роботи мікромереж. У статті запропоновано нову техніку оптимізації з використанням методу нелінійного програмування для вирішення проблеми оптимального планування розподілених енергетичних ресурсів, включаючи фотоелектричні системи та системи накопичення енергії. Оптимізація роботи систем накопичення енергії є складною проблемою, оскільки вона має спеціальні обмеження, такі як вимоги до глибини розряду, обмеження стану заряду, швидкості заряду та розряду тощо. Відповідно до рівня генерації та навантаження, що видається мікромережею, витратами на системи накопичення енергії у споживача, встановлюється цільова функція для оптимізації ємності таких систем. В роботі головною метою оптимізації є пошук мінімального значення ємності систем накопичення енергії, що забезпечує всі потреби навантаження споживача для заданої потужності фотоелектричної системи. Розроблено стратегію споживання електроенергії, спрямовану на максимальну автономність просьюмера. Змодельовано та подано оптимальні значення ємності акумуляторів, визначених за допомогою методу прямого пошуку. Результати ємності акумуляторів подано для одного просьюмера з різними значеннями потужності дахової фотоелектричної системи. Проведено аналіз залежності ємності акумулятора від значення встановленої потужності дахової фотоелектричної системи просьюмера. Задачу оптимізації модельовано та розв’язано за допомогою оптимізаційного інструментарію Matlab.

437 175

Як цитувати

[1]

«ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ ЄМНОСТІ АКУМУЛЯТОРА ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОГО СПОЖИВАЧА-ПРОСЬЮМЕРА», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 30–36, Сер 2024, doi: 10.31649/1997-9266-2024-175-4-30-36.

Завантажити посилання

Біографії авторів

автор О. В. Кулапін, афіліація Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

асистент кафедри електричних станцій

автор К. В. Махотіло, афіліація Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

канд. техн. наук, старший науковий співробітник, професор кафедри електричних станцій

Посилання

L. Gruber, T. Klatzer, and S. Wogrin, Developing a Framework for Multiple Participation in Energy Communities. 2023. https://doi.org/0.36227/techrxiv.23294795.v1 .

O. Kulapin, A. Ivakhnov, D. Danylchenko, S. Fedorchuk, V. Hrytsenko, and D. Stanislav, “Prospects of Using Prosumers to Analyze the Potential of Demand Management,” in 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2022, pp. 1-5. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916321 .

M. Marzband, M. Javadi, S. A. Pourmousavi, and G. Lightbody, “An advanced retail electricity market for active distribution systems and home microgrid interoperability based on game theory,” Electr. Power Syst. Res., no. 157, pp. 187-199, 2018. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2017.12.024 .

C. D. Korkas, S. Baldi, and E. B. Kosmatopoulos, “Grid-Connected Microgrids: Demand Management via Distributed Control and Human-in-the-Loop Optimization,” Advances in Renewable Energies and Power Technologies, Elsevier, 2018, pp. 315-344. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813185-5.00025-5 .

M. Guo et al., “Access Point And Capacity Optimization Planning Method Of Virtual Power Plant,” in 2021 IEEE 5th Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), 2021, pp. 1877-1881. https://doi.org/10.1109/EI252483.2021.9712891 .

M. Ruiz-Cortés et al., “Optimal Charge/Discharge Scheduling of Batteries in Microgrids of Prosumers,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 34, no.1, pp. 468-477, 2019. https://doi.org/10.1109/TEC.2018.2878351 .

B. Kumaran Nalini, Z. You, M. Zade, P. Tzscheutschler, and U. Wagner, “OpenTUMFlex: A flexibility quantification and pricing mechanism for prosumer participation in local flexibility markets,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., no. 143, pp. 108382, 2022. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2022.108382 .

C. Korkas, S. Baldi, I. Michailidis, and E. Kosmatopoulos, “Occupancy-based demand response and thermal comfort optimization in microgrids with renewable energy sources and energy storage, ” Appl. Energy, no. 163, pp. 93-104, 2016, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.10.140 .

M. Secchi, G. Barchi, D. Macii, D. Moser, and D. Petri, “Multi-objective battery sizing optimisation for renewable energy communities with distribution-level constraints: A prosumer-driven perspective,” Appl. Energy, no. 297, pp. 117-171, 2021, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.117171 .

M. Fice, and K. Dębowski, “Energy management in a semi off-grid prosumer micro system,” 2016 13th Selected Issues of Electrical Engineering and Electronics (WZEE), 2016, pp. 1-6. https://doi.org/0.1109/WZEE.2016.7800204 .

N. A. Shan, Y. Li, and H. Li, “Motivations behind P2P energy trading: a machine learning approach,” Int. J. Chin. Cult. Manag., vol. 5, no. 3, с. 189, 2022. https://doi.org/10.1504/IJCCM.2022.123645 .

A. Boumaiza, and A. Sanfilippo, “Energy Prosumer for Local Energy Marketplace,” в 2023 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), с. 1-5, 2023. https://doi.org/10.1109/ICIT58465.2023.10143096 .

U. Cali and A. Fifield, “Towards the decentralized revolution in energy systems using blockchain technology, ” Int. J. Smart Grid Clean Energy, pp. 245-256, 2019. https://doi.org/10.12720/sgce.8.3.245-256 .

О. В. Кулапін і К. В. Махотіло, «Моделювання смарт-мережі споживачів-просьюмерів з фотоелектричними системами», 2019, [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/46363 . Дата звернення: 08, Червень 2024.

H. Chen, T. Cong, W. Yang, C. Tan, Y. Li, and Y. Ding, “Progress in electrical energy storage systems: a critical review. Prog Nat Sci,” Prog. Nat. Sci., no. 19, pp. 291-312, 2009. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.07.014 .

О. Кулапін і К. Махотіло, «Моделювання графіків навантаження просьюмера на базі поведінкового підходу,» POWER Eng. Econ. Tech. Ecol., no. 1, 2024. https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2024.297584 .