1مصرف همزمان انرژی­های الکتریکی و حرارتی در مناطق مصرف، و وجود مزیت­های اقتصادی و فنی در صورت تغذیه مصرف­ کننده­گان توسط تولیدکننده­گان در نقطه مصرف منجرب شده است که برنامه­ ریزی سیستم چند حاملی انرژی از اهمیت ویژه­ای برخوردار باشد. بنابراین در این مقاله برنامه ­ریزی یک سیستم ترکیبی جزیره­ای دارای منابع تجدیدپذیر، سیستم ترکیبی برق و حرارت، بویلر، ذخیره­ ساز الکتریکی و حرارتی جهت تأمین انرژی پاک برای مصرف­ کننده­ های الکتریکی و حرارتی ارائه می­شود. طرح مذکور کمینه­ سازی مجموع وزن دار هزینه بهره ­برداری سالیانه و سطح آلایندگی این سیستم را بر عهده دارد. آن نیز مقید به مدل برنامه­ ریزی-بهره­ برداری منابع و ذخیره ­سازهای یاد شده است. این مسأله در قالب برنامه ­ریزی غیرخطی عدد صحیح است، که در ادامه جهت دسترسی به راه ­حل بهینه با انحراف معیار پایین در پاسخ­ دهی نهایی از حل­ کننده بهینه­ ساز گرگ خاکستری استفاده می ­شود. نوآوری­ های این طرح شامل استخراج سیستم جزیره­ای دارای منابع / ذخیره ­سازهای الکتریکی و حرارتی، و تأمین انرژی پاک برای مصرف­کننده­ گان الکتریکی و حرارتی می­باشد. در نهایت با اجرای طرح پیشنهادی برروی داده­ های شهر رفسنجان در ایران و استخراج نتایج عددی، قابلیت طرح مذکور در استخراج ساختار بهینه ترکیبی منابع و ذخیره­ سازها جهت تغذیه مصرف­کننده­ های الکتریکی و حرارتی از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی مورد تأیید است.

تجدید ساختار سیستم قدرت بر بخشهای مختلف صنعت برق اثر گذاشته و سیستم قدرت را از یک ساختار یکنواخت به بخشهای جدا از هم تبدیل می کند. هر بخش تحت مالکیت خود بوده به طور مستقل عمل کرده و با دیگر بخشها نیز ارتباط دارد یکی از مهمترین پیامدهای این حرکت استفاده عادلانه تمامی متقاضیان از شبکه یعنی دسترسی آزاد است دسترسی آزاد به شبکه متضمن تحقق رقابتی سالم در تبادل است اما به دلیل امکان ایجاد تراکم در شبکه ممکن است خود به مشکل اصلی در دستگاههای جدید تبدیل شود لذا یکی از مهمترین و حساسترین وظایف بهره بردار، شبکه مدیریت گرفتگی هنگام وقوع تراکم در برنامه ریزی بهره برداری دستگاه های قدرت است. روشهای مختلفی برای مدیریت تراکم و رفع آن ارائه و مورد اجرا گذاشته شده است. در این تحقیق با استفاده از قابلیت پاسخگویی بار و قیمت تراکم روشی جهت مدیریت تراکم در شبکه های توزیع ارائه می. شود. روش پیشنهادی بر روی یک شبکه توزیع شعاعی 22 شین اعمال می. شود نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی در بهبود تراکم در شبکه های توزیع کارآمد هست.

در این مقاله، تخصیص بهینه باتری ذخیره ساز انرژی در شبکه توزیع با هدف کاهش اوج بار و سودآوری حداکثری انجام شده است. برای این منظور، شاخص هایی با استفاده از اطلاعات بار ساعتی، هزینه ارتقای فیدر و قیمت فروش برق به تعرفه های مختلف، معرفی شده است. در ادامه با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی، شاخص ها وزن دهی شده و فیدر مناسب برای نصب ذخیره ساز مشخص شده است. سپس به منظور دستیابی به میزان حداکثر ممکن کاهش اوج بار و تأمین سود حداکثری، یک تابع هدف اقتصادی با هدف یافتن اندازه و نحوه شارژ و دشارژ بهینه ذخیره ساز تعریف شده است. تابع هدف شامل هزینه های نصب و بهره برداری ذخیره ساز، سود خرید و فروش انرژی، سود به تعویق افتادن توسعه شبکه، سود ناشی از مسایل زیست محیطی و سود ناشی از کاهش هزینه های دسترسی به شبکه بالادست است. با توجه به کاهش اوج بار، محدوده توان و ظرفیت باتری و همچنین تعادل در میزان شارژ و دشارژ باتری، قیود مناسبی در نظر گرفته شده است. با توجه به غیر خطی بودن تابع هدف، در ابتدا مؤلفه هایی که در غیر خطی شدن تابع هدف نقش داشته اند با توجه به الگوریتم های ابتکاری (ژنتیک، دسته ذرات، مورچگان و جستجوی ممنوع) تعیین شده و سپس تابع هدف توسط روش خطی نقطه داخلی حل شده است. نتایج ضمن تأمین اهداف مد نظر، مناسب ترین باتری و روش بهینه سازی را از بین باتری ها و روش های معرفی شده ارائه می دهد.

با توجه به محدود بودن منابع سوختی و لزوم صرفه جویی در مصرف انرژی، استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک راهکار استراتژیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. لذا در این مقاله به کمک استفاده از سیستم ذخیره خورشیدی برای گرمایش ساختمان آزمایشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان سعی در استفاده از انرژی خورشیدی بصورت بهینه شده است در این سیستم ابتدا انرژی مورد نیاز ساختمان مذکور با استفاده از نرم افزار «Carrier» در طول روز محاسبه شده و سپس انرژی موجود (انرژی خورشیدی) با استفاده از روابط ریاضی محاسبه گردیده است و برنامه ای با زبان برنامه نویسی «MATLAB» برای بهینه سازی مصرف انرژی خورشیدی تهیه شده که میزان بار حرارتی سیستم ذخیره و میزان بار حرارتی سیستم کمکی (بویلر) را در طول روز محاسبه می نماید و نتایج حاصل از برنامه بصورت منحنی هایی که سطح مقطع کلکتور مورد نیاز رادرحالات مختلف برحسب بار حرارتی مورد نیاز نمایش می دهد، ارائه گردیده است.

استفاده از فناوری های ذخیره ساز انرژی با کنترل دقیق و کارآمد می تواند انعطاف پذیری و عملکرد سیستم های قدرت را بهبود بخشد؛ با این حال، هیچ یک از انواع سیستم­های ذخیره­سازی موجود نمی­توانند تحت هر شرایطی پاسخی بهینه را ارائه دهند. در حقیقت، کارایی یک سیستم ذخیره­سازی مستقل با توجه به میزان چگالی انرژی و توان، سرعت پاسخ گویی، طول عمر و هزینۀ آن محدود می­شود. برعکس، سیستم های ذخیره سازی انرژی هیبریدی از دو یا چند نوع سیستم ذخیره ساز تشکیل شده اند که معمولاً دارای ویژگی های مکمل برای دست یابی به عملکردی بسیار بهتر در شرایط عملیاتی مختلف هستند. سیستم های ذخیره ساز انرژی مغناطیسی ابررسانا (SMES) با چگالی توان زیاد می­توانند در سیستم های ذخیره سازی با چگالی انرژی زیاد مانند باتری های لیتیومی (LB) برای ایجاد سیستم های ذخیره ساز انرژی ترکیبی (HESS) در خودروهای برقی استفاده شوند. به منظور افزایش کنترل­پذیری این سیستم ذخیره­ساز انرژی، کنترل مد لغزشی فراپیچشی مقاوم بهینه (ORST-SMC) پیشنهاد می شود. با وجود تخمین سریع اغتشاشات از طریق روئیت گر اغتشاش بهره زیاد، کنترل­کنندۀ پیشنهادی می­تواند عدم قطعیت ها و موارد غیرخطی مربوط به مدل سازی سیستم های ذخیرۀ انرژی ترکیبی را به عنوان ورودی اضافی جبران کند. با توجه به ماهیت چندهدفه­بودن مسألۀ کنترل غیرخطی خودروی برقی، از الگوریتم چندهدفۀ جست وجوی فراکتال تصادفی (MOSFSA) برای استخراج پارامترهای سیستم کنترل پیشنهادی استفاده می­شود. مدل­سازی سیستم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار MATLAB-Simulink انجام شده است. نتایج این شبیه­سازی­ها نشان می­دهد کنترل­کنندۀ پیشنهادی ORST-SMC به طرزی جالب توجه پاسخ­های گذرای سیستم را بهبود می­دهد؛ در حالی که عملکرد ردیابی دقیق و سریعی را نیز ارائه می­دهد.

مصرف انرژی یکی از معیارهای مناسب برای تعیین سطح پیشرفت و کیفیت زندگی در یک کشور است. تداوم عرضه انرژی و امکان دسترسی بلندمدت به منابع، نیازمند یک برنامه ریزی جامع انرژی و به همین دلیل برنامه ریزی انرژی از ضرورت های غیر قابل انکار اقتصادی، ملی و استراتژیک محسوب می شود. هدف اصلی این تحقیق تهیه مدل برنامه ریزی انرژی، با در نظر گرفتن منابع انرژی تجدیدناپذیر و تجدیدپذیر و محدودیت های زیست محیطی در کشور ایران است.به منظور دست یابی به هدف، مدل سازی ماتریسی سیستم انرژی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از ترازنامه انرژی ایران در سال مرجع برنامه ریزی مدل سیستم انرژی کشور تدوین شده است. تشکیل سیستم انرژی بستری را فراهم کرده است که به کمک آن می توان سناریوهای مختلف در زمینه های تغییر شکل الگوی مصرف، اعمال برنامه های بهبود بازدهی انرژی، جایگزینی استفاده از حامل های مختلف انرژی، تغییر ترکیب تکنولوژی های واسطه ای، کاهش تلفات انتقال و توزیع انرژی و میزان واردات و صادرات حامل ها را شبیه سازی کرد. در ادامه، برنامه ریزی انرژی الکتریکی و یکپارچه کردن گزینه ها در سمت عرضه و تقاضا و چگونگی ترکیب تولید و توسعه شبکه برق مورد بررسی قرارگرفته است. مدل تهیه شده با کسب اطلاعات مورد نیاز از شکل مصرف نهایی، میزان انرژی الکتریکی مورد نیاز کشور، ترکیب سوخت ورودی به نیروگاه ها و موارد دیگر، ترکیب بهینه تولید و چگونگی توسعه شبکه را با حداقل هزینه و با در نظر گرفتن محدودیت های انتشار آلاینده ها و ارضای تقاضا، محاسبه می کند. تابع هدف تعریف شده در برگیرنده هزینه کل تبدیل انرژی اولیه به انرژی الکتریکی در طول دوره مورد مطالعه است، که شامل هزینه سرمایه گذاری نیروگاه های جدید نصب شده، هزینه های ثابت و متغیر نیروگاه-های موجود و نیروگاه های جدید، هزینه های اضافی (خارجی) ناشی از عملکرد و بهره برداری از نیروگاه ها و هزینه های اعمال برنامه های مدیریت مصرف است. قیود یا محدودیت های اعمال شده برای این بهینه سازی، در برگیرنده محدودیت زمان لازم برای ساخت هر نیروگاه، ارضای تقاضای الکتریکی، محدودیت های عملکردی نیروگاه ها، محدودیت پتانسیل منابع تجدید پذیر و اعمال برنامه های مدیریت مصرف، محدودیت مصرف حامل های انرژی و محدودیت های زیست محیطی هستند. برای حل مسأله بهینه سازی فوق از روش  برنامه ریزی خطی استفاده شده است.

با توجه به نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر و تاثیر مستقیم بر روی توان شبکه، مسئله مدیریت انرژی بیش از پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است. سیستم تبدیل توان به گاز سبب می شود که برق مازاد تولید شده از منابع انرژی تجدیدپذیر موجود در شبکه به گاز تبدیل و به شبکه گاز فروخته شود، در همین راستا نیز منابع تولیدپراکنده گازسوز و سیستم های توان به گاز سبب تعامل دو شبکه برق و گاز خواهد شد، بنابراین مدیریت انرژی و کسب سود با در نظر گرفتن این دو شبکه به عنوان بهینه سازی مشترک سیستم های انرژی یکپارچه، موضوعی است که از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) تصادفی مبتنی بر سناریو به منظور بهینه سازی سیستم یکپارچه برق و گاز طبیعی با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده گازسوز، سیستم های توان به گاز، سیستم های ذخیره سازی انرژی و خودروهای برقی با هدف کاهش هزینه خرید انرژی و قطع توان منابع انرژی تجدیدپذیر ارائه شده است. شبکه توزیع برق 33 شینه و شبکه گاز طبیعی 7 گرهی برای تحلیل مدل پیشنهادی در نظر گرفته شده و مدل پیشنهادی با استفاده از حل کننده قدرتمند گروبی با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف حل شده است. نتایج سناریوهای مختلف کارایی مدل پیشنهادی را نشان می دهد.