Simultaneous optimal integration of photovoltaic distributed generation and battery energy storage system in active distribution network using chaotic grey wolf optimization
Вантажиться...
Дата
2021
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2074-272X.2021.3.09
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
The integration of photovoltaic distributed generations in the active distribution network has raised quickly due to their importance in delivering clean energy, hence, participating in solving various problems as climate change and pollution. Addingthe battery energy storage systems would be considered as one of the best choices ingiving solutions to the mentioned issues due to its characteristics of quick charging and discharging, managing the quality of power, and fulfilling the peak of energy demand. The novelty of the proposed work is the development of new multi-objective functions based on the sum of the three technical parameters of total active power loss, total voltage deviation, and total operation time of the overcurrent protection relay. Purpose. This paper is dedicated for solving the allocation problem of hybrid photovoltaic distributed generation and battery energy storage systems integration in the standard IEEE 33-bus and IEEE 69-bus active distribution networks. Methodology. The optimal integration of the hybrid systems is formulated as minimizing the proposed multi-objective functions by applying a newly developed metaheuristic technique based on various chaotic grey wolf optimization algorithms. The applied optimization algorithms are becoming increasingly popular due to their simplicity, lack of gradient information needed, ability to bypass local optima, and versatility in power system applications. Results. The simulation results of both test systems confirm the robustness and efficiency of the chaotic logistic grey wolf optimization algorithm compared to the rest of the algorithms in terms of convergence to the global optimal solution and in terms of providing the best and minimum multi-objective functions-basedpower losses, voltage deviation and relay operation time values. Practical significance. Recommendations have been developed for the use of optimal allocation of hybrid systems for practical industrial distribution power systems with the renewable energy sources presence.
Інтеграція фотоелектричної розподіленої генерації в активну розподільчу мережу швидко зросла завдяки її важливості для доставки чистої енергії, отже, участі у вирішенні різних проблем, таких як зміна клімату та забруднення. Додавання акумуляторних систем накопичення енергії може бути розглянуто як один з найкращих варіантів вирішення зазначених питань завдяки своїм характеристикам швидкої зарядки та розрядки, управління якістю енергії та задоволення піку енергетичних потреб. Новизна запропонованої роботи полягає у розробці нових багатоцільових функцій на основі суми трьох технічних параметрів сумарних втрат активної потужності, загальних відхилень напруги та загального часу спрацьовування реле захисту від перевантаження по струму. Мета. Стаття присвячена вирішенню проблеми розподілу гібридних фотоелектричних розподілених систем генерації та інтеграції систем накопичення енергії в стандартні активні розподільчі мережі з 33-шинами IEEE та 69-шинами IEEE. Методологія. Оптимальна інтеграція гібридних систем сформульована як мінімізація запропонованих багатоцільових функцій шляхом застосування нещодавно розробленої метаевристичної методики, заснованої на різних хаотичних алгоритмах оптимізації сірого вовка. Застосовані алгоритми оптимізації стають дедалі популярнішими завдяки своїй простоті, відсутності необхідної інформації щодо градієнту, можливості обходу локальних оптимумів та універсальності в застосуваннях щодо енергосистеми. Результати. Результати моделювання обох тестових систем підтверджують надійність та ефективність хаотичного логістичного алгоритму оптимізації сірого вовка в порівнянні з іншими алгоритмами з точки зору збіжності до глобального оптимального розв‘язання та з точки зору забезпечення найкращих і мінімальних багатоцільових функцій на основі втрат потужності, відхилення напруги та значень часу спрацювання реле. Практичне значення. Розроблено рекомендації щодо використання оптимального розподілу гібридних систем для реальних промислових розподільчих енергосистем із наявністю відновлюваних джерел енергії.
Інтеграція фотоелектричної розподіленої генерації в активну розподільчу мережу швидко зросла завдяки її важливості для доставки чистої енергії, отже, участі у вирішенні різних проблем, таких як зміна клімату та забруднення. Додавання акумуляторних систем накопичення енергії може бути розглянуто як один з найкращих варіантів вирішення зазначених питань завдяки своїм характеристикам швидкої зарядки та розрядки, управління якістю енергії та задоволення піку енергетичних потреб. Новизна запропонованої роботи полягає у розробці нових багатоцільових функцій на основі суми трьох технічних параметрів сумарних втрат активної потужності, загальних відхилень напруги та загального часу спрацьовування реле захисту від перевантаження по струму. Мета. Стаття присвячена вирішенню проблеми розподілу гібридних фотоелектричних розподілених систем генерації та інтеграції систем накопичення енергії в стандартні активні розподільчі мережі з 33-шинами IEEE та 69-шинами IEEE. Методологія. Оптимальна інтеграція гібридних систем сформульована як мінімізація запропонованих багатоцільових функцій шляхом застосування нещодавно розробленої метаевристичної методики, заснованої на різних хаотичних алгоритмах оптимізації сірого вовка. Застосовані алгоритми оптимізації стають дедалі популярнішими завдяки своїй простоті, відсутності необхідної інформації щодо градієнту, можливості обходу локальних оптимумів та універсальності в застосуваннях щодо енергосистеми. Результати. Результати моделювання обох тестових систем підтверджують надійність та ефективність хаотичного логістичного алгоритму оптимізації сірого вовка в порівнянні з іншими алгоритмами з точки зору збіжності до глобального оптимального розв‘язання та з точки зору забезпечення найкращих і мінімальних багатоцільових функцій на основі втрат потужності, відхилення напруги та значень часу спрацювання реле. Практичне значення. Розроблено рекомендації щодо використання оптимального розподілу гібридних систем для реальних промислових розподільчих енергосистем із наявністю відновлюваних джерел енергії.
Опис
Ключові слова
multi-objective functions, багатоцільові функції
Бібліографічний опис
Simultaneous optimal integration of photovoltaic distributed generation and battery energy storage system in active distribution network using chaotic grey wolf optimization / N. Belbachir [et al.] // Електротехніка і Електромеханіка = Electrical engineering & Electromechanics. – 2021. – № 3. – С. 52-61.