طراحی اقتصادی نیروگاه هیبرید بادی- خورشیدی مبتنی بر سیستم ذخیره ساز انرژی با در نظر گرفتن ضریب قطع معادل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسنده

گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران

10.48301/kssa.2023.398615.2564

چکیده

یکی از راهکارها جهت افزایش بازدهی اقتصادی نیروگاه های تجدیدپذیر استفاده از طرح های هیبرید می باشد. خورشید و باد دو منبع عمده انرژی های تجدیدپذیر می باشند که در آینده بخش بزرگی از تولید انرژی را به خود اختصاص می دهند. انرژی تامین شده از این منابع غیر قابل پیش بینی بوده و در نتیجه برای بالا بردن قابلیت اطمینان و دسترسی بار، باید ظرفیت این نیروگاه ها و سیستم ذخیره ساز آنها بسیار بیشتر از مقدار تقاضای بار در نظر گرفته شود. در این مقاله یک سیستم هیبرید شامل توربین های بادی، آرایه های خورشیدی و پیل سوختی برای دو سناریو (الگو بار تابستانی و زمستانی) به گو نه ای طراحی شده است که ضمن کمینه کردن هزینه های 20 ساله سیستم(هزینه های سرمایه گذاری اولیه، بهره برداری و نگهداری و همچنین هزینه از دست رفتن بار)، قید ضریب قطع معادل سیستم در کنار سایر قیود سیستم تامین شود. از این رو داده های تابش خورشید و سرعت وزش باد مربوط به منطقه ای از کشور ایران(استان کرمان) در کنار الگوی بار درنظر گرفته شده و همچنین احتمال خروج اضطراری سه جز عمده سیستم یعنی توربین های بادی، آرایه های خورشیدی و مبدل AC/DC در نظر گرفته شده است. برای بهینه سازی و اعتبار سنجی از الگوریتم جستجوی کلاغ و الگوریتم PSO استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند اندازه یابی بهینه سیستم های تولید انرژی مبتنی بر منابع تجدیدپذیر، در کنار بهبود فنآوری تولید، اصلی ترین راهکار کاهش هزینه های این نوع سیستم ها می باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Economic design of a hybrid wind-solar power plant based on the energy storage system with consideration of the equivalent loss factor

نویسنده [English]

  • mehdi shafiee
Department of Electrical Engineering, Technical and Vocational University(TVU), Tehran, Iran
چکیده [English]

hybrid plan is one of the solutions to increase the economic efficiency of renewable power plants. Photovoltaic and wind energy are the two major sources of renewable energy that will account for a large part of energy production in the future. The energy supplied from these sources is unpredictable, and as a result, to increase the reliability and availability of the load, the capacity of these power plants and their storage system should be considered much higher than demand. In this article, a hybrid system including, wind turbines, solar arrays, and fuel cell for two scenarios e.g., summer and winter load patterns has been designed. This proposed system minimizes the 20-year costs including, initial investment, operation, and maintenance, as well as the cost of load losses. The equivalent loss factor of the system should be provided along with other constraints. Therefore, the solar radiation and wind speed data related to a region of Iran (kerman province) have been considered along with the load pattern. The possibility of an emergency exit of three main components of the system e.g., wind turbines, solar arrays, and AC/DC converter has also been considered, and the Crow search algorithm and PSO algorithm have been used for optimization and validation. The results show that the optimal sizing of energy production systems based on renewable resources, along with the improvement of production technology, are the main solutions for reducing the costs of these systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind turbine
  • solar array
  • fuel cell
  • equivalent loss factor

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 13 شهریور 1402
  • تاریخ دریافت: 06 خرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 24 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش: 08 شهریور 1402