در این مقاله مدیریت هوشمند توان در سیستم تولید توان ترکیبی بادی/ پیل سوختی و ذخیره ساز انرژی توسط کنترل کننده هوشمند صورت می گیرد. توربین بادی مورد استفاده در این سیستم دارای ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم می باشد. سیستم مورد نظر به صورت تولید پراکنده و جدا از شبکه در نظر گرفته شده است. در این سیستم توربین بادی به عنوان منبع تولید اصلی و پیل سوختی به همراه ذخیره ساز انرژی به عنوان منابع پشتیبان می باشند. مهمترین اهداف کنترلی مورد نظر در این مقاله تامین بار توسط منابع تولید توان به طور کامل و عدم تداخل در عملکرد منابع پشتیبان و همچنین بهره برداری بهینه از سیستم می باشد. منظور از عدم تداخل عملکرد بین منابع پشتیبان، عملکرد آنها به صورت مکمل یکدیگر می باشد. یعنی تولید توان پیل سوختی و استفاده از ذخیره ساز انرژی به گونه ای باشد که در هر لحظه بهره برداری بهینه از این سیستم صورت گیرد و پیل سوختی بیش از اندازه مورد نیاز توان تولید نکند. کنترل کننده مورد استفاده در این سیستم کنترل کننده فازی می باشد. شبیه سازی در محیط نرم افزار MATLAB/SIMULINK صورت گرفته و سیستم در حالت های مختلف عملکردی مورد بررسی قرار می گیرد.

مدیریت انرژی میان منابع انرژی تجدیدپذیر و ذخیره سازها تحت حالت های عملیاتی مختلف در ریزشبکه DC مستقل از شبکه، یک کار چالش برانگیز است. دراین مقاله یک روش جدید سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر قانون و منطق فازی برای یک ریزشبکه DC مستقل از شبکه با سیستم ذخیره ساز انرژی ترکیبی (HESS) متشکل از باتری و ابرخازن (SC) پیشنهاد شده‎ است. طراحی سیستم پیشنهادی ساده بوده و نیازی به دانش مدل ریاضی سیستم ندارد. مزایای اصلی سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر قانون و منطق فازی عبارتند از: سرعت بالا در بازیابی ولتاژ لینکDC در حضور اختلالات توان تولیدی و توان بار مصرفی، حفظ سطح شارژ باتری و ابرخازن در محدوده مجاز، جلوگیری از شارژ و تخلیه بیش ازحد باتری و ابرخازن و کنترل نرخ شارژ وتخلیه باتری. همچنین استراتژی مذکور، با استفاده از ویژگی تعداد بالای چرخه های شارژ و تخلیه ابرخازن و تامین قسمت عمده جریان خروجی از طریق ابرخازن، باعث افزایش طول عمر باتری و کاهش تنش جریان در باتری نیز می شود. درنهایت، استراتژی پیشنهادی درنرم افزار متلب شبیه سازی شده و نتایج بیانگر برتری استراتژی پیشنهادی نسبت به روشهای متعارف از نقطه نظر مزایای ذکرشده می باشد.

در این مقاله یک روش جدید مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه سازی برای ذخیره ساز ترکیبی باتری/ابرخازن، در کابرد ریزشبکه DC ارائه می گردد. در سیستم پیشنهادی باتری توسط یک مبدل دو جهته و ابرخازن به صورت مستقیم به باس DC متصل شده اند (ساختار نیمه فعال). باتوجه به اتصال مستقیم ابرخازن به باس DC و این موضوع که هدف اصلی ذخیره ساز در ریزشبکه حفظ ولتاژ باس DC در مقدار مطلوب است، مسئله کنترل ابرخازن اهمیت بیشتری می یابد. اما در ساختار نیمه فعال کنترلی روی ابرخازن وجود ندارد. در این مقاله، با در نظر گرفتن جریان ابرخازن به عنوان یک هدف کنترلی در تعیین جریان مرجع باتری، این چالش برطرف شده است. همچنین در حالت مازاد توان در شبکه که باتری شارژ خواهد شد نیز تابع هدف کنترلی جدیدی در نظر گرفته شده تا باتری به صورت جریان ثابت شارژ شود تا زمان شارژ کاهش و طول عمر آن افزایش یابد. هدف کنترلی دیگر، افزایش طول عمر باتری با کشیدن جریان نرم از باتری و پاسخگویی ابرخازن به تغییرات لحظه ای می باشد. جهت تعیین نقطه کار بهینه بصورت برخط، این مسئله چند هدفی به مسئله تک هدف تبدیل و با استفاده از شرایط KKT حل شده است. در نتیجه مزیت اصلی روش پیشنهادی، قابلیت به کارگیری آن در سیستم بلادرنگ می باشد. با استفاده از شبیه سازی در سه سناریوی مختلف در بازه زمانی 24 ثانیه، عملکرد روش پیشنهادی با روش های مبتنی بر فیلتر با فرکانس قطع تطبیقی و روش منطق فازی از جهت تنظیم ولتاژ باس DC، پیک جریان و سطح شارژ باتری مقایسه شده است.

در سال های اخیر بهره برداری از سیستم های ذخیره ساز انرژی موردتوجه بسیاری از محققین در صنعت برق قرارگرفته است. به دلیل هزینه نسبتا بالای ذخیره سازها، معمولا سرمایه گذاران زیادی در راستای نصب و بهره گیری از آن ها در سیستم قدرت پیش قدم نمی شوند. در این مقاله تاثیر شاخص نوع بهره برداری از سیستم ذخیره ساز انرژی (کل سال یا بخشی از سال) بر سود حاصل از آربیتراژ (جابجایی) انرژی در بازار برق، توسط یک ذخیره ساز انرژی الکتریکی موردبررسی قرارگرفته است. برای ارزیابی تاثیر خطای پیش بینی قیمت بر درآمد آربیتراژ انرژی از دو نوع قیمت (قیمت واقعی، قیمت پیش بینی 3 ساعت آینده) استفاده شده است. به دلیل تشویق سرمایه گذاران خصوصی، برای هزینه سرمایه گذاری اولیه استفاده از وام پیشنهاد شده است تا طرح ارائه شده برای سرمایه گذار ازنظر اقتصادی توجیه پذیر باشد. به دلیل هزینه های بالای سرمایه گذاری و افزایش طول عمر سیستم ذخیره ساز انرژی، تعداد شارژ و دشارژ انرژی در روز یک بار است که، زمان شارژ در پایین ترین قیمت انرژی و زمان دشارژ در بالاترین قیمت انرژی برای افزایش درآمد آربیتراژ انرژی در نظر گرفته شده است.

افزایش تقاضای انرژی و ایجاد توازن بین تولید و مصرف از چالش های مهم اپراتورهای شبکه برق است. از طرفی محدودیت های زیست محیطی و اقتصادی مانع از حل این مشکلات از روش های متداول مانند مصرف سوخت های فسیلی و احداث نیروگاه جدید متناسب با رشد مصرف انرژی می شود. سیستم ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و هیدروالکتریکی تلمبه ذخیره ای به علت مزایایی از قبیل عدم نیاز به سوخت فسیلی و مقیاس پذیری این قابلیت را دارد تا با ذخیره سازی انرژی مازاد تولید، مانع از هدررفت آن شود. از دیگر فاکتورهای مهم برای استفاده از این سیستم، کنترل تولید توان است. به دلیل نوین بودن سیستم ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و هیدروالکتریکی تلمبه ذخیره ای پژوهش های اندکی به بررسی عملکرد آن همراه با سیستم های تولید انرژی پرداخته اند. در مقاله حاضر عملکرد این سیستم ذخیره سازی انرژی ترکیبی در حالت تجمیع شده با نیروگاه بادی و شبکه برق مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. بدین منظور اطلاعات بادی ایستگاه منتخب استخراج و مدل سازی نرم افزاری شد، سپس سیستم جامع مدل سازی نرم افزاری شد و کارایی آن با پارامترهای منتخب برای یک چرخه مورد تحلیل قرار گرفت. در انتها رفتار سیستم در کاربرد با شبکه برق و نیروگاه بادی تحت سناریوهای مختلف برای مدت یک هفته شبیه سازی نرم افزاری شد. بنابر نتایج پژوهش، بازدهی رفت و برگشتی سیستم حدود 49 درصد و این مقدار در اولین چرخه حدود 7 درصد کم تر از چرخه های بعدی است. همچنین مشخص شد این سیستم پتانسیل مناسبی جهت یکپارچه سازی با نیروگاه بادی و شبکه برق دارد و با طراحی مناسب می تواند توان مصرفی مورد نیاز را به طور بی وقفه تامین کند.

1امروزه با افزایش روزافزون مصرف انرژی الکتریکی و مشکلات زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، تمایل به استفاده از منابع تجدیدپذیر افزایش یافته است. همچنین با توجه به تجدید ساختار شبکه های قدرت از ساختار سنتی به ساختار مبتنی بر بازار، بازارهای مختلف انرژی و خدمات جانبی طراحی شده است. از سوی دیگر با توجه به عدم قطعیت در تولید منابع تجدیدپذیر، واحدهای ذخیره ساز انرژی مورد توجه قرار گرفته است که می توانند در کنار منابع تجدیدپذیر و یا به تنهایی، در بازارهای مختلف انرژی و خدمات جانبی شرکت کنند. با توجه به سرعت بالای ورود و خروج واحدهای ذخیره ساز مبتنی بر باتری به شبکه، استفاده از این منابع در بازارهای خدمات جانبی فرکانس همچون بازار ذخیره خودکار بازیابی فرکانس مناسب می باشد. یکی از مسائلی که در برنامه ریزی این واحدها مطرح است، چگونگی شرکت در بازارهای انرژی و یا بازارهای خدمات جانبی برای بیشینه کردن سود حاصل از شرکت در بازار می باشد. در این مقاله، یک استراتژی بهینه برای شرکت همزمان واحد ذخیره ساز انرژی در بازار انرژی و بازار ذخیره خودکار بازیابی فرکانس ارائه شده است. نتایج شبیه سازی کارآمدی روش پیشنهادی برای شرکت همزمان واحد ذخیره ساز انرژی و بیشینه کردن سود حاصل از شرکت در بازارهای مذکور را نشان می دهد.

در این مقاله، هماهنگی حفاظتی بهینه مقید به پایداری سیستم به صورت مسیله تصادفی در ریزشبکه با مدهای عملکردی اتصال به شبکه و جزیره ای متشکل از منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم های ذخیره ساز انرژی بیان می شود. این مسیله برای تنظیم بهینه رله های اضافه جریان تنظیم دوگانی و انتخاب اندازه راکتانس محدودکننده جریان خطا، کمینه سازی زمان عملکرد کل رله ها در مدهای حفاظتی اولیه و پشتیبان را بر عهده دارد. همچنین مقید به محدودیت های فاصله زمانی هماهنگی، پارامترهای تنظیم رله ها، اندازه محدودکننده جریان خطا و پایداری ریزشبکه در شرایط خطا می باشد. ریزشبکه ها عموما دارای منابع تجدیدپذیر و ذخیره ساز انرژی هستند، پس طرح حفاظتی پیشنهادی نیاز به بهره برداری روزانه ریزشبکه با مدل تصادفی به منظور محاسبه متغیرهای شبکه قبل از رخداد خطا دارد. لذا مسیله مذکور، کمینه سازی هزینه های بهره برداری و ریزش بار ریزشبکه مقید به معادلات پخش توان بهینه آن در حضور منابع مختلف با فرض عدم قطعیت های بار و تولید را بر عهده دارد. بنابراین، اعمال طرح پیشنهادی بر روی ریزشبکه های 9 و 32 باس، حل آن با الگوریتم جست وجوی کلاغ و با انتخاب اندازه بهینه برای منابع تجدیدپذیر و ذخیره ساز انرژی متناسب با شاخص های بهره برداری و هماهنگی حفاظتی، می توان راه حل حفاظتی سریع مقید به پایداری سیستم در شرایط خطا را به دست آورد.

1بارهای غیر خطی یکی از عوامل اصلی ایجاد هارمونیک در شبکه برق هستند. هارمونیک ها شکل موج سینوسی جریان و ولتاژ را تخریب کرده و موجب آسیب به اجزای شبکه برق می شوند. در این مقاله هدف تأمین و کنترل توان های اکتیو و راکتیو همراه با  کاهش جریان های هارمونیکی شبکه و ایجاد شده توسط بارهای غیر خطی  است. بنابراین، روش پیشنهادی با استفاده از یک سیستم ذخیره ساز انرژی باتری و ارائه یک شیوه کنترلی برای آن علاوه بر کنترل و تامین مقدار توان اکتیو و راکتیو بار غیرخطی به طور مستقل از هم، کاهش هارمونیک های جریان شبکه نیز صورت می گیرد. سیستم کنترلی پیشنهادی به دو بخش کلی کنترل توان و کاهش هارمونیک تقسیم بندی می شود. برای کنترل توان از کنترل کننده های کلاسیک PI که ضرایب آن با روش زیگلر-نیکولز بدست آمده اند انجام می گردد و برای کاهش هارمونیک از کنترل کننده PI-Fuzzy استفاده می گردد. ورودی این کنترل کننده سیگنال هارمونیکی جریان است درحالیکه مولفه ی اصلی (50هرتز) از آن جدا شده است . نتایج شبیه سازی در سه سناریوی مختلف نشان می دهند که سیستم پیشنهادی توانایی کنترل توان های اکتیو و راکتیو  بار غیر خطی در شرایط متفاوت شارژ و دشارژ و کاهش هارمونیک های جریان تا هارمونیک 31 را داراست.

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.