Optimal operation of a power grid with high penetration of RES and storage systems

Other Title(s)

التشغيل الأمثل لشبكة الكهرباء مع وجود تكامل أنظمة الطاقة المتجددة و أنظمة التخزين

Dissertant

Khurays, Muhammad

Thesis advisor

Awad, Abd al-Karim
Abu Khaizar, Muhammad

University

Birzeit University

Faculty

Faculty of Engineering and Technology

University Country

Palestine (West Bank)

Degree

Master

Degree Date

2019

Arabic Abstract

تتميز شبكة الطاقة المستقبلية بتغلغل كبير في مصادر الطاقة المتجددة وعناصر التخزين و الاستخدام المكيف لتكنولوجيا المعلومات و الاتصالات.

على الرغم من أن مصادر الطاقة المتجددة لها تأثير بيئي و اقتصادي إيجابي على شبكة الطاقة، إلا أن الطبيعة المتقطعة لهذه المصادر تمثل تحديات جديدة لشبكة الطاقة المستقبلية، قد تؤثر هذه التحديات الجديدة على المستخدمين و البنية التحتية لشبكة الطاقة نفسها، مثل الخسائر في خطوط النقل، ازدياد في قيمة الفولتية، الحماية و التردد.

علاوة على ذلك، فإن عناصر التخزين مثل المركبات الكهربائية تقدم حمولة إضافية في شبكة الطاقة.

و مع ذلك، يمكن استغلال السيارات الكهربائية لتخزين الطاقة عندما تكون طاقة التزويد أعلى من الطلب، و من ثم توفير الطاقة الشبكة عند الحاجة، قد يلاقي هذا الحل استحسانا لاستخدام هذه الأنواع من السيارات إذا كانت تكلفة الطاقة المباعة جذابا.

يعد محمد النظام غير المتوازن أحد مشكلات الشبكة، التي لا يمكن التحكم فيها بسهولة، نظرا لأن حجم الجهد يتأثر بالعمل.

يمكن استخدام مصادر الطاقة المتجددة و نظام التخزين للحفاظ على الجهد داخل نطاق مقبول من قبل المعايير التنظيمية المختلفة.

هذا العمل يقترح نموذج بريجة غير خطي لتشغيل نظام الطاقة على النحو الأمثل، و الذي يحتوي على مصادر الطاقة المتجددة و عناصر التخزين.

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام أدوات المحاكاة الاستكشاف و حل السيناريوهات المختلفة.

English Abstract

The future power grid is characterized by a high penetration of Renewable Energy Sources (RES), storage elements and extensive usage of information and communication technologies.

Although the RES have positive environmental and economic impact on the power grid, the intermittent nature of such sources present new challenges to the future power grid, these new challenges may affect users and power grid infrastructure itself, such as losses, over voltages, protection and frequency.

Furthermore, storage elements such as Electric Vehicles (EV) present additional load in the power grid.

Yet, the EVs can be exploited to store energy when the supply energy is higher than the demand’s, and then to provide energy to the grid when it is needed, this solution may increase willing to have this types of cars if the cost of energy selling was attractive.

Unbalanced system voltage is one of the grid problems, which is not easily controlled, since the voltage magnitude is affected by the load.

RES and storage system could be used to keep the voltage within a band accepted by various regulatory standards.

In this work, a nonlinear programming model is proposed to optimally operate a power system, which contains RES and storage elements.

Additionally, simulation tools are used to explore and solve different scenarios.

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

• Renewable energy sources
• Storage
• Electric networks

No. of Pages

84

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-957643