زمان‌بندی تعمیرات واحدهای تولید انرژی در سیستم‌های چندحاملی انرژی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 گروه پژوهشی پست‌های فشارقوی - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در برنامه‌ریزی میان‌مدت سیستم‌های چندحاملی انرژی، بهره‌بردار نیازمند برنامه‌ی خروج واحدها برای تعمیرات می‌باشد. چالش اساسی این برنامه‌ریزی، وجود منابع تولید هم‌زمان است. این منابع به‌سبب تولید چندحامل انرژی، نقشی کلیدی در برنامه‌ی تولید شبکه‌های انرژی ایفا می‌کنند. در این مقاله، مدلی به‌منظور زمان‌بندی تعمیرات منابع تولید در سیستم‌های چندحاملی انرژی با هدف حداقل‌سازی هزینه‌های میان‌مدت و تأمین قابلیت اطمینان ارائه می‌شود. مدل پیشنهادی شامل یک مدل برنامه‌ریزی دوسطحی است که در سطح بالا، هدف حداقل‌سازی هزینه‌های بهره‌برداری در میان‌مدت و در سطح پایین، هدف بیشینه‌سازی شاخص قابلیت اطمینان به همراه قیود مربوطه می‌باشد. مدل پیشنهادی بر روی یک سیستم چندحاملی بومی (منطقه ویژه اقتصادی عسلویه) مورد آزمون قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که پنجره‌ی زمانی خروج هماهنگ واحدهای تولید، دارای قابلیت اطمینان بهتری نسبت به برنامه‌های مستقل بوده و چالش‌های برنامه‌ریزی مستقل شبکه‌ها را مرتفع می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Generation Units Maintenance Scheduling in Multi-Carrier Energy System

نویسندگان [English]

  • S. N. Hosseini 1
  • A. R. Sheikholeslami 1
  • T. Barforoushi 2
  • M. A. Latify 3
1 Faculty of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 HV substations research group, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Department of Electrical and Computer Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In medium-term planning of mult-carrier energy systems, the operator is required to schedule the outage of units for maintenance. The Main challenging is that there are concurrent resources in the system. These concurrent resources play key role in energy generation networks. In this paper, the scheduled maintenance is done in order to minimize the costs in the medium term while the reliability of multi-carrier systems and supply reliability is preserved. The proposed framework includes a bi-level programming model. The objective of the proposed model in the higher level is to minimize operating costs in the medium term and at the lower level, the objective is to maximize the reliability indices with corresponding constraints. The proposed model is tested on a local Multi-carrier System (Special Economic Zone in Assaluyeh), and the simulation results indicate that coordinated outage window unit, is more reliable than the separated scheduling models and therefore highlights the need to fix the models conventionally utilized by independent programming networks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi-carrier energy system (MCES)
  • CCHP & CHP
  • maintenance scheduling
  • reliability index

مراجع

[1] M. Salimi, H. Ghasemi and M. Adelpour, "Optimal planning of energy hubs in interconnected energy systems: a case study for natural gas and electricity," IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 9, pp. 695-707, 2015.
[2] R. Evins, K. Orehounig and J. Carmeliet "New formulations of the ‘energy hub’model to address operational constraints," Energy, vol. 73, pp. 387-398, 2014.
[3] A. Shahmohammadi, M. Moradi-Dalvand, H. Ghasemi, "Optimal design of multicarrier energy systems considering reliability constraints," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, pp. 878-886, 2015.
[4] H. Barot and K. Bhattacharya, "Security coordinated maintenance scheduling in deregulation based on genco contribution to unserved energy," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 23, pp. 1871-1882, 2008.
[5] T. Krause, G. Andersson and K. Frohlich, "Multiple-energy carriers: modeling of production, delivery, and consumption," Proceedings of the IEEE, vol. 99, pp. 15-27, 2011.
[6] داود روشن‌دوست؛ رحمت‌الله هوشمند؛ اسکندر قلی‌پور؛ مصطفی نصرت‌آبادی، « طراحی یک سیستم مدیریت انرژی برای یک ریزشبکه صنعتی مبتنی بر منابع CHP از طریق برنامه‌ریزی تولید و پاسخ تقاضا»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 46، شماره 3، صفحه 197-209، 1395.
[7] L. M. Ramirez-Elizondo and G. C. Paap, "Unit commitment in multiple energy carrier systems," In  Proc. North American Power Symposium (NAPS), Starkville, MS, USA, pp. 1-6, 2009.
[8] M. Geidl and G. Andersson, "Optimal power dispatch and conversion in systems with multiple energy carriers, "In proc. 15TH Power systems computation conf, Liège, Belgium, 2005.
[9] M. Moeini-Aghtaie, A. Abbaspour, M. Fotuhi-Firuzabad, and E. Hajipour, "Multiagent genetic algorithm: an online probabilistic view on economic dispatch of energy hubs constrained by wind availability," IEEE Trans. Sustain. Energy, vol.5, pp. 699-708, 2014.
[10] M. Geidl and G. Andersson, "Optimal power flow of multiple energy carriers," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 22, pp. 145-155, 2007.
[11] W. GU, W. Zhi and B. Rui, "Modeling, planning and optimal energy management of combined cooling, heating and power microgrid: A review," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 54, pp. 26-37, 2014.
[12] A. Froger, M.Gendreau, J.Mendoza and E.Pinson, "Maintenance scheduling in the electricity industry: A literature review," European Journal of Operational Research, vol. 251, pp. 695-706, 2016.
[13] A. J. Conejo, R.García-Bertrand and M. Díaz-Salazar, "Generation maintenance scheduling in restructured power systems," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, pp. 984-992, 2005.
[14] A. Badri and A. N. Niazi, "Preventive generation maintenance scheduling considering system reliability and energy purchase in restructured power systems," International Journal of Basic and Applied Scientific Research, vol. 12, pp. 12773-12786, 2012.
[15] M. El-Sharkh and A. El-Keib, "Maintenance scheduling of generation and transmission systems using fuzzy evolutionary programming," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, pp. 862-866, 2003.
[16] J. Yellen, T. Al-Khamis, S. Vemuri and L. Lemonidis, “A decomposition approach to unit maintenance scheduling,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 7, no. 2, pp. 726–733, May 1992.
[17] M. A. Latify, H. Seifi and H. R. Mashhadi, "An integrated model for generation maintenance coordination in a restructured power system involving gas network constraints and uncertainties," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 46, pp. 425-440, 2013.
[18] M. Marwali and S. Shahidehpour, "Integrated generation and transmission maintenance scheduling with network constraints," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 13, pp. 1063-1068, 1998.
[19] E. Da Silva, M. TH. Schilling and MC. Rafael, "Generation maintenance scheduling considering transmission constraints," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, pp. 838-843, 2000
[20] L. Garver, “Adjusting maintenance schedules to levelize risk,” IEEE Trans. Power App. Syst., vol. PAS-91, no. 5, pp. 2057–2063, 1972.
[21] عباس مارینی، محمدامین لطیفی، محمدصادق قاضی‌زاده، « زمان‌بندی توأم تعمیرات واحدهای تولیدی و منابع ذخیره‌ساز انرژی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 46، شماره 4، صفحه 285-297، 1395.
[22] W. GU, W. Zhi and B. Rui, "Modeling, planning and optimal energy management of combined cooling, heating and power microgrid: A review," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 54, pp. 26-37, 2014.
[23] S. A. Gabriel, A. J. Conejo and J. D. Fuller, Complementarity modeling in energy markets vol. 180: Springer Science & Business Media, 2012.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار