Skip to main content
SUPERVISOR
محمد صادق قاضی زاده (استاد مشاور) محمداسماعیل همدانی گلشن (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed yaser Derakhshandeh
سیدیاسر درخشنده قهفرخی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

Short Term Generation Scheduling in Industrial Microgrids
Generation scheduling in industrial microgrids (IMGs) is an important issue which has not received much attention in the literature. IMGs consist of many factories with distributed energy resources (DERs) and electric loads that heavily rely on combined heat and power (CHP) systems. This thesis illustrates that UC in an IMG is not solely a profit based UC (PBUC) or a security constrained UC (SCUC) problem. Therefore, a new profit based security constrained UC (PB-SCUC) formulation is proposed for IMGs that includes both microgrid security and factories constraints while utilizing the generators waste heat to fulfill thermal requirements. The microgrid controller (MGC) will solve the PB-SCUC problem to minimize the final production cost through maximization of the profit by selling electricity to the upstream network. As each DER and boiler may have an individual owner, an approach based on the game theory is also implemented to fairly allocate the cost saving among factories participating in the generation process. The new generations of IMGs are expected to also include renewable DERs and plug-in electric vehicles (PEVs) with different power ratings and charging characteristics. This thesis also proposes a profit based security constrained unit commitment (PB-SCUC) formulation for IMGs with PEV charging and renewable DERs that includes microgrid security and factories constraints as well as the PEV charging requirements. Also in this thesis a method based on dynamic optimal power flow (DOPF) over a 24-hour period presented which includes security-constrained optimal power flow (SCOPF), IMG’s factories constraints, PV storage constraints and PEVs dynamic charging constraints. Finally a novel approach for stochastic generation scheduling in an IMG is presented. This method is based on scenario-based method and linearization of the nonlinear formulations. To demonstrate the effectiveness of proposed methods, detailed simulation results are presented and analyzed for an IMG consisting of 12 factories and 6 types of PEVs without/with photovoltaic generations (PVGs) operating in grid-connected and stand-alone modes. Key Words Industrial microgrid, unit commitment, allocation of cost saving, combined heat and power, optimal power flow, stochastic programming
رشد روز افزون منابع تولید پراکنده موجب پدید آمدن مفهوم جدیدی به نام ریزشبکه (میکروگرید) شده است. پیش‌بینی می‌شود مزایای متعدد مترتب بر تشکیل ریزشبکه باعث رشد و گسترش این ساختار در بخش‌ها و مناطق مختلف از جمله مناطق صنعتی خواهد شد. حوزه‌های تحقیقاتی متعددی در رابطه با ریزشبکه‌ها توسعه یافته است و لیکن تاکنون توجه زیادی به موضوع ریزشبکه‌های صنعتی نشده است. با توجه به اهمیت تشکیل ریزشبکه در مناطق صنعتی از منظر مدیریت اقتصادی و افزایش قابلیت اطمینان، این رساله به موضوع مهم به مدار آوردن تولیدات پراکنده در یک ریزشبکة صنعتی به منظور حداقل کردن هزینة تامین انرژی الکتریکی و انرژی حرارتی توجه دارد. در این راستا واقعیت‌های مهمی همچون وجود بارهای تاثیرگذار مثل خودروهای برقی، وجود تولید تجدیدپذیر همچون سلول‌های خورشیدی که در شبکه‌های صنعتی در حال گسترش هستند و همچنین موضوع نامعینی تولید و بار در فرمول‌بندی به مدار آوردن تولیدات در نظر گرفته شده است. بنابر این در این رساله، از طریق بررسی ساختار یک ریزشبکة صنعتی، مزایای تشکیل ریزشبکه در مناطق و شهرکهای صنعتی تبیین می‌شود و یک راهبرد مناسب جهت ترغیب کارخانجات مختلف واقع در یک منطقة صنعتی جهت حضور و مشارکت در ساختار ریزشبکه ارائه می‌شود. پس از آن با توجه به ساختار ریزشبکه در مناطق صنعتی فرمول‌بندی مناسبی جهت حل مسئلة به مدار آوردن واحدها ارائه می‌شود. فرمول‌بندی پیشنهادی به گونه‌ای است که علاوه بر قیود مرتبط با سیستم و امنیت آن، قیود مربوط به کارخانجات و تجهیزات آنها نیز بطور کامل لحاظ شده‌اند. ظهور و حضور خودروهای برقی سنگین در مناطق صنعتی و نیز نصب سلول‌های خورشیدی می‌تواند بر برنامه‌ریزی تولید اثرات مهمی داشته باشد که به این جهت این عناصر در فرمول‌بندی پیشنهادی اضافه می‌شود. یک قدم در تکمیل مسئلة سادة به مدار آوردن واحدها، پخش بار بهینه است که این مسئله برای ریزشبکه‌های صنعتی فرمول‌بندی می‌شود. نشان داده می‌شود که در ریزشبکه‌های صنعتی شامل خودروهای برقی بواسطة وجود قیود مبتنی بر زمان و انرژی، مسئله تبدیل به پخش بار بهینة دینامیکی خواهد شد. در ادامه با توجه به نامعینی موجود در میزان مصرف الکتریکی و میزان تولید سلول‌های خورشیدی، فرمول‌بندی احتمالاتی به مدار آوردن واحدها در یک ریزشبکة صنعتی ارائه می‌شود. در روش پیشنهادی، پس از خطی‌سازی معادلات غیرخطی، مسئلة برنامه‌ریزی احتمالاتی با استفاده از روش مبتنی بر سناریو تحلیل شده است. کلیدواژه : ریزشبکة صنعتی، به مدار آوردن واحدها، پخش بار بهینه، برنامه‌ریزی احتمالاتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی