A study of technical, economical and environmental viability of a microgrid

Other Title(s)

دراسة فنية و اقتصادية و بيئية لفاعلية الشبكات الصغيرة

Dissertant

Farraj, Wadi

Thesis advisor

Awad, Abd al-Karim

University

Birzeit University

Faculty

Faculty of Engineering and Technology

University Country

Palestine (West Bank)

Degree

Master

Degree Date

2019

Arabic Abstract

ينتقل العالم تدريجيا من توليد الطاقة المركزي بمورد واحد إلى توليد الطاقة بأقسام بموارد مختلفة "المولدات الموزعة" بسبب الأوضاع الإقتصادية و البيئية الحالية "المايكروغريد" عبارة عن مجموعة من موارد الطاقة و الأحمال و التخزين الموزعة، و التي يمكن التحكم بها و لها حدود كهربائية محددة.

تمتلك "المايكرو غريد القدرة على توفير جودة أفضل للطاقة، وتزيد من قدرة الاعتماد على الطاقة، بالإضافة للتحسين من جودة الجهد الكهربائي، والعمل على توفير بديل أفضل عند انقطاع الطاقة.

و بهذا الخصوص فإن هذه الأطروحة تهدف إلى تصميم " المياكرو غريد " و الاستفادة المثلى من حجمه و عمله إن من شأن "المايكرو غريد" أن يتمكن من استغلال الموارد المتاحة مثل الطاقة الشمسية، و طاقة الرياح، وأنواع أخرى من مصادر الطاقة المتجددة.

و للتنويه سوف يتم الأخذ بعين الاعتبار القيود و المعيقات الاقتصادية و التقنية، حيث سوف نقوم بإضافة مولدات كهربائية وبطاريات للتخزين، و طبيعة و شكل الأحمال" إلى "مايكروغريد" نموذجي.

سوف نلجأ لاستخدام برنامج "GAMS" من أجل إيجاد الحجم الأمثل للمكونات المختلفة و من ثم الإستراتيجية التي تلي ذلك بهذه الطريقة سيتم البحث في سيناريوهات مختلفة، هذه السيناريوهات ستحفز و ستعمل على قياس الكميات الكهربائية على غرار الأحمال و خصائص المصادر الكهربائية.

يهدف هذا البحث إلى إيجاد إطار عمل من شأنه أن يصل إلى التصميم الأفضل ل "مايكرو غريد"، لقد استخدمنا الإشعاع الشمسي و ماتمح الرياح من محطة الطقس في جامعة بيرزيت.

لذلك تمثل هذه البيانات ملفات تعريف نموذجية في فلسطين، مع ذلك يمكن استخدام الإطار الدراسة بناء "المايكروغريد" في أي مكان في العالم.

يستغل هذا النهج موارد الطاقة المتجددة المتاحة وبالتالي يوفر حلا صديقا للبيئة، بالإضافة إلى ذلك يأخذ القيود التقنية والاقتصادية بعين الاعتبار.

لقد أظهرت النتائج أن مزيجا من موارد الطاقة يوفر حلا تقنيا و اقتصاديا جيدا.

English Abstract

Due to environmental and economic reasons, the world is moving from bulk generation towards distributed generation.

Microgrids are group of distributed energy resources, loads, and storage units that are controllable within clearly defined electrical boundaries.

Microgrids have the potential to provide better power quality, reliability, voltage profile, and outage management.

The thesis aims at modeling and optimizing the size and operation of a microgrid.

The microgrid must be able to exploit available resources such as solar, wind and other renewable energy sources.

Technical and economic constraints will be taken into consideration.

Distributed generation, storage units, and load profiles were added to a typical microgrid.

A mixed integer linear programming model is used to find the optimal size of the different components then GAMS modeling language was used to find the optimal size of the different components, and the optimal strategy to be followed.

This will enable the exploring of different scenarios.

These scenarios are based on different parameters such as load and supply profiles.In addition, this thesis aims to provide a framework that can be used to optimize the size and operation of a micorgrid.

Solar irradiance and wind profiles have been used from the weather station at Birzeit University.

Therefore, the data represents typical profiles in Palestine.

Yet, the framework can be used to study building a microgrid in any location in the world.

This approach exploits the available renewable energy resources and hence it provides an environmentally friendly solution.

Additionally, the approach takes the technical and economical constraints into consideration.

The results show that a mix of energy resources provides a good technical and economical solution.

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

No. of Pages

103

Table of Contents

Table of contents.

Abstract.

Abstract in Arabic.

Chapter One : Introduction.

Chapter Two : Microgrids theory components.

Chapter Three : Literature review.

Chapter Four : Optimal sizing of PV / WT MG using numerical algorithm.

Chapter Five : Simulation results and evaluation.

Chapter Six : Conclusion and recommendation for future work.

References.

American Psychological Association (APA)

Farraj, Wadi. (2019). A study of technical, economical and environmental viability of a microgrid. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-977561

Modern Language Association (MLA)

Farraj, Wadi. A study of technical, economical and environmental viability of a microgrid. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University. (2019).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-977561

American Medical Association (AMA)

Farraj, Wadi. (2019). A study of technical, economical and environmental viability of a microgrid. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-977561

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-977561