Microgrid Energy Management with Flexibility Constraints: A Data-Driven Solution Method
Esneklik Sınırlamaları Altında Mikroşebeke Enerji Yönetimi: Veri Odaklı Bir Çözüm Yaklaşımı
- Tez No: 1011145
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AMİN KARGARİAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Louısıana State Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Güç Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroşebeke enerji yönetimi, modern elektrik güç sistemlerinde hem zorlu hem de kritik bir problemdir. Mikroşebeke enerji yönetimi problemine yönelik olarak literatürde çeşitli deterministik ve stokastik modeller önerilmiştir. Ancak, yenilenebilir enerji ve yük belirsizlikleri dikkate alındığında, mikroşebekelerin esnekliğini artırmak için daha hassas modellere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez, akıllı binalar (veya küçük ölçekli mikroşebekeler) için enerji yönetimi problemini çözmeye yönelik temel katkılar sunmaktadır. Üçüncü bölümde, sistemin esneklik gereksinimlerini dikkate alan deterministik bir enerji yönetim modeli önerilmektedir. Şebeke esnekliğini ve rampa yeteneğini artırmak amacıyla enerji depolama sistemleri kullanılmaktadır. Kurulan optimizasyon modelinin amaç fonksiyonu, işletme maliyetini en aza indirmektir. Elektrik ve ısı enerjisini birbirine entegre eden kombine ısı-güç (CHP) üniteleri modellenmiştir. Böylece, elektriksel ve termal üretim ile yük sınırlamaları formüle edilmiştir. Dördüncü bölümde ise, yük ve yenilenebilir enerji kaynaklarının (ör. güneş enerjisi üretimi) belirsizliklerini hesaba katmak üzere stokastik bir enerji yönetim modeli geliştirilmiştir. Bu bağlamda, veri odaklı şansa kısıtlı (chance-constrained) bir optimizasyon yaklaşımı sunulmaktadır. Önerilen model parametrik olmayan bir yapıya sahiptir; yani rassal değişkenlerin (yük ve yenilenebilir üretim) olasılık dağılım fonksiyonları (PDF) hakkında herhangi bir varsayım getirmemektedir. Her bir rassal değişken için parametrik olmayan PDF tahmininde uyarlamalı çekirdek yoğunluk tahmini (adaptive kernel density estimation) kullanılmıştır. Şansa kısıtların güven seviyeleri (risk seviyeleri), tahmin hatalarına göre uyarlanmıştır. Deterministik ve stokastik optimizasyon modellerini analiz etmek amacıyla çeşitli senaryolar simüle edilmiştir. Simülasyon sonuçları, esneklik sınırlamalarıyla birlikte önerilen veri odaklı şansa kısıtlı optimizasyonun, mikroşebeke enerji sistemlerinin güvenilirliğini, dayanıklılığını ve ekonomik verimliliğini artırdığını göstermektedir. Ayrıca, bu esneklik sınırlamaları sayesinde güneş enerjisi ve yük dalgalanmalarının dağıtım besleyicisine (distribution feeder) yansıması engellenmektedir. Böylelikle akıllı bina (mikroşebeke), dalgalanmaları yerel düzeyde karşılayabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Microgrid energy management is a challenging and important problem in modern power systems. Several deterministic and stochastic models have been proposed in the literature for the microgrid energy management problem. However, more accurate models are required to enhance flexibility of the microgrids when accounting for renewable energy and load uncertainties. This thesis proposes key contributions to solve the energy management problem for smart building (or small-scale microgrid). In Chapter 3, a deterministic energy management model is presented taking into account system flexibility requirements. Energy storage systems are deployed to enhance the grid flexibility and ramping capability. The objective function of the formulated optimization is to minimize the operation cost. Combined heat and power (CHP) units, which interconnect heat and electricity, are modeled. Thus, electricity and thermal generation and load constraints are formulated. To account for uncertainties of load and renewable energy resources (e.g., solar generation), a stochastic energy management model is proposed in Chapter 4. A datadriven chance-constrained optimization is based method is formulated. The proposed model is nonparametric that imposes no assumption on probability distribution functions (PDFs) of the random variables (i.e., load and renewable generation). Adaptive kernel density estimation is deployed to estimate a nonparametric PDF for each random variable. Confidence levels (risk levels) of the chance constraints are modified according to estimation errors. Several cases are simulated to analyze the deterministic and stochastic optimization models. The simulation results show that the proposed data-driven chance-constrained optimization with the flexibility constraints enhance reliability, resiliency, and economics of the microgrid energy systems. Note that these flexibility constraints avoid propagating solar and load fluctuations to the distribution feeder. That is smart building (microgrid) is capable of capturing fluctuations locally.
Benzer Tezler
- Koyunların kanında çinko seviyeleri ile karbonik anhidraz aktiviteleri arasındaki ilişkilerin araştırılması
The investigations of the relationship between zinc levels and carbonic anhydrase activity in sheep blood
MÜBECCEL ANTAPLI
- Ovariektomize edilen sıçanlarda pterin -6- karboksilik asit ve LH-RH'un pinealositler ile hipofizde gonadotrop ve mammatrop hücrelerin ultrastrüktürüne etkileri
Effects of pterin -6- carboxylic acid (PGCA) and luteinizing hormon releasing hormon on ultrastructure of pinealocytes and gonadotrop and mammotrop cells of hypophsis in oariectomized rats
FEHMİ ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
MorfolojiUludağ ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞAHİN SIRMALI
- Endüstriyel güç sistemlerinde kararlılık otomatik kontrol ve yük atma
Başlık çevirisi yok
ERSİN ARAS
Doktora
Türkçe
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET GERÇEKLER
- Kronik böbrek yetersizliği olan hastalarda oral clonidine stimülasyon testi ile büyüme hormonu salgısının araştırılması
Başlık çevirisi yok
ENRİCA RİDOLFİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1989
Çocuk Sağlığı ve Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK TANMAN
- Hava kirliliği yönünden İstanbul'da 1987-1988 yılları kükürtdioksit ve aslı partiküler madde kirliliğinin izlenmesi
Başlık çevirisi yok
FAHRİ ASLANTÜRK