مقاله مقایسه روش های احتمالی بر پایه زمان برای محاسبه مقدار ذخیره انرژی لازم برای مصرف کننده منفصل از شبکه (شبکه قدرت سراسری)

مقایسه روش­های احتمالی بر پایه زمان برای محاسبه مقدار ذخیره انرژی لازم برای مصرف کننده منفصل از شبکه (شبکه قدرت سراسری)

چکیده

استفاده از ذخیره کردن انرژی بهمراه منابع انرژی های تجدید پذیر مانند باد و خورشید برای کاستن اثر متغیر بودن ذاتی این منابع انرژی توجه ویژه ای دارد. در این مقاله یک مصرف کننده جدا از شبکه با منبع انرژی بادی و با ذخیره انرژی مورد مطالعه قرار می گیرد. از دو روش متفاوت برای تخمین ساعاتی که بار نمی تواند تامین گردد استفاده می شود. هر دو روش شامل شبیه سازی های مونت کارلو می باشند که یکی از زنجیره مرتبه اول مارکوف هم استفاده می کند. نتایج نشان خواهد داد که نتایج  حاصل از این دو روش برای تخمین ساعاتی که بار تامین نمی گردد کاملا با هم متفاوت می باشند.

1. پیشگفتار

از آنجاییکه قیمت سوختهای فسیلی در حال افزایش می باشد و اثر آنها در گرم شدن کره زمین مشهود می باشد جستجو برای یک شکل از انرژی جایگزین بسیار مهم شده است. در طی چند سال گذشته ،یک افزایش چشمگیری در استفاده از منابع انرژی های تجدید پذیر مانند باد و خورشید رخ داده است این منابع انرژی در تولید گازهای گلخانه ای شرکت نمی کنند و از لحاظ هزینه در حال رقابت با دیگر منابع انرژی مبتنی بر سوخت های فسیلی می باشند. یک ناحیه خاص از رشد در زمینه انرژیهای تجدید پذیر کاربردهای خود تامین (خود مختار) می باشد که یک مصرف کننده به شبکه قدرت متصل نشده و توان مصرفی اش را فقط از انرژی های تجدید پذیر می گیرد.

یک عیب این تکنولوژی ها ذات متغیر(غیر ثابت) بودن  منبع می باشد.هر دو منبع انرژی باد و خورشید متکی به شرایط مطلوب آب و هوایی برای تولید ماکزیمم انرژی می باشند.گرچه تابش خورشیدی در بازه زمانی بلند مدت می تواند در یک مکان خاصی پیش بینی گردد و انرژی بادی با توجه به داده های قبلی پیش بینی می گردد تولید قدرت آنها بسته به شرایط جوی متغیر و تصادفی می باشد.

راه حل این موضوع استفاده از ذخیره کردن انرژی می باشد. تنوع وسیعی از روش های ذخیره انرژی وجود دارد.

زمانیکه در مورد ذخیره انرژی صحبت می کنیم تمایل داریم که احتمال تامین توان بار مصرف کننده (جدا از شبکه) را با کم کردن هم هزینه تولیدی منبع و هم تجهیزات ذخیره انرژی ، افزایش دهیم. البته تامین توان بار یک تابعی از زمان و انرژی می باشد. تجهیزات ذخیره انرژی و الکترونیک قدرت همراه آن علاوه بر اینکه بایستی قادر به ذخیره انرژی کافی برای ارضای مطالبات بار باشند همچنین بایستی آنقدر سریع عمل نمایند که تامین توان بار بصورت مداوم انجام پذیرد .

در این مقاله دو روش تخمین مبتنی بر زمان باری تعیین کردن مقدار انرژی لازم برای یک مصرف کننده جدا زا شبکه که فقط با انرژی باد تامین می گردد بررسی می شود.

هر دو روش از تابع چگالی احتمال (PDF) داده های انرژی باد که در فواصل 15 دقیقه در یک دوره 12 ماه جمع آوری می گردد استفاده می کنند.