New algorithm for energy dispatch scheduling of grid-connected solar photovoltaic system with battery storage system

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.1.05

Ключові слова:

фотоелектричний генератор та трекер точки максимальної потужності, інвертор, акумулятор, стратегії управління та контролю, впорскування енергії

Анотація

Мета. В останнє десятиліття проблемі системи енергоменеджменту (СЕМ) для електричної мережі приділялася особлива увага з боку науковців та електроенергетичних компаній. У цій роботі пропонується новий алгоритм для СЕМ фотоелектричної (ФЕ) системи, підключеної до мережі, об'єднаної з системою накопичення енергії для зменшення характеру переривчастості потужності ФЕ системи, що впливає на стабільність електричної мережі. У розрахунковій моделі ФЕ система та система накопичення енергії підключені до однієї і тієї ж шини постійного струму, тоді як СЕМ керує потоком потужності від ФЕ генератора до мережі на основі заздалегідь визначеного рівня потужності ФЕ. У тому випадку, коли потужність ФЕ менше заздалегідь визначеного порогу, енергія накопичується в батареях акумуляторів, що буде використано в часи пікового попиту на енергію. В іншому випадку ФЕ продовжує живити основну мережу. Новизна запропонованої роботи полягає в новому алгоритмі (розумному алгоритмі), здатному визначити найбільш підходящі (оптимальні) години для перемикання між акумулятором, сонячними ФЕ та основною мережею на основі даних про історію споживання, а також визначити оптимальну величину енергії накопичення, що вводиться під час пікового попиту. Методи. Розв‘язання задачі було реалізовано на платформі Matlab R2010a, а моделювання проведено на ноутбуці з процесором 2,5 ГГц та 4 ГБ оперативної пам'яті. Результати. Результати моделювання показують, що запропонована модель найоптимальніше планує час увімкнення/вимкнення вимикача, що призводить до абсолютного контролю потужності шляху електроенергії, тобто точної адаптації на піку без шкоди для комфорту споживачів. Крім того, з розробленої схеми можна безпосередньо отримати інші корисні результати. Таким чином, результати підтверджують перевагу запропонованої стратегії порівняно з іншими вдосконаленими методами.

Біографії авторів

F. Slama , Ferhat Abbas University of Setif 1, Algeria

Ph.D. Student,
Department of Electrical Engineering,
El Bez Campus, Setif 19000, Algeria

H. Radjeai, Ferhat Abbas University of Setif 1, Algeria

Professor,
Department of Electrical Engineering,
El Bez Campus, Setif 19000, Algeria

S. Mouassa , University of Jaén, Spain

Doctor of Engineering,
Department of Electrical Engineering,
23700 EPS Linares, Jaén, Spain

A. Chouder , Mohamed Boudiaf University of M’Sila, Algeria

Professor,
Department of Electrical Engineering,
PB 166 M'sila 28000, Algeria

Посилання

Polzin F., Egli F., Steffen B., Schmidt T.S. How do policies mobilize private finance for renewable energy? – A systematic review with an investor perspective. Applied Energy, 2019, vol. 236, pp. 1249-1268. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.098.

Ivanova D., Barrett J., Wiedenhofer D., Macura B., Callaghan M., Creutzig F. Quantifying the potential for climate change mitigation of consumption options. Environmental Research Letters, 2020, vol. 15, no. 9, p. 093001. doi: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab8589.

Kenneth A.P., Folly K. Voltage rise issue with high penetration of grid connected PV. Conference Paper of 19th World Congress, International Federation of Automatic Control (IFAC, 2014), Cape Town, South Africa. August 24-29, 2014, vol. 19, no. 3. doi: 10.13140/2.1.2274.2406.

Ascencio-Vásquez J., Brecl K., Topič M. Methodology of Köppen-Geiger-Photovoltaic climate classification and implications to worldwide mapping of PV system performance. Solar Energy, 2019, vol. 191, pp. 672-685. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.08.072.

Sampath Kumar D., Gandhi O., Rodríguez-Gallegos C.D., Srinivasan D. Review of power system impacts at high PV penetration Part II: Potential solutions and the way forward. Solar Energy, 2020, vol. 210, pp. 202-221. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.08.047.

Gielen D., Boshell F., Saygin D., Bazilian M.D., Wagner N., Gorini R. The role of renewable energy in the global energy transformation. Energy Strategy Reviews, 2019, vol. 24, pp. 38-50. doi: https://doi.org/10.1016/j.esr.2019.01.006.

Benabdallah I., Oun A., Cherif A. Grid Connected PV Plant based on Smart Grid Control and Monitoring. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2017, vol. 8, no. 6, pp. 299-306. doi: https://doi.org/10.14569/ijacsa.2017.080639.

Guidara I., Souissi A., Chaabene M. Novel configuration and optimum energy flow management of a grid-connected photovoltaic battery installation. Computers & Electrical Engineering, 2020, vol. 85, p. 106677. doi: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2020.106677.

Ariyaratna P., Muttaqi K.M., Sutanto D. A novel control strategy to mitigate slow and fast fluctuations of the voltage profile at common coupling Point of rooftop solar PV unit with an integrated hybrid energy storage system. Journal of Energy Storage, 2018, vol. 20, pp. 409-417. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2018.10.016.

Bagalini V., Zhao B.Y., Wang R.Z., Desideri U. Solar PV-Battery-Electric Grid-Based Energy System for Residential Applications: System Configuration and Viability. Research, 2019, vol. 2019, pp. 1-17. doi: https://doi.org/10.34133/2019/3838603.

Ru Y., Kleissl J., Martinez S. Exact sizing of battery capacity for photovoltaic systems. European Journal of Control, 2014, vol. 20, no. 1, pp. 24-37. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2013.08.002.

Vinod, Kumar R., Singh S.K. Solar photovoltaic modeling and simulation: As a renewable energy solution. Energy Reports, 2018, vol. 4, pp. 701-712. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2018.09.008.

Slama F., Chouder A., Radjeai H. Simulation of Photovoltaic generator Connected To a Grid. Mediterranean Journal of Modeling and Simulation, 2014, no. 1, pp. 25-33. Available at: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01293445/document (accessed on 22 June 2020).

Medjroubi W., Müller U.P., Scharf M., Matke C., Kleinhans D. Open Data in Power Grid Modelling: New Approaches Towards Transparent Grid Models. Energy Reports, 2017, vol. 3, pp. 14-21. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2016.12.001.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-23

Як цитувати

Slama , F., Radjeai, H., Mouassa , S., & Chouder , A. . (2021). New algorithm for energy dispatch scheduling of grid-connected solar photovoltaic system with battery storage system. Електротехніка і Електромеханіка, (1), 27–34. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.1.05

Номер

Розділ

Силова електроніка