مقاله پاسخ دیماند دینامیکی مسکونی و مدیریت تولیدات پراکنده در ریز شبکه هوشمند با عامل وراثتی

پاسخ دیماند دینامیکی مسکونی و مدیریت تولیدات پراکنده در ریزشبکه ی هوشمند با استفاده از عامل های وراثتی

چکیده

شبکه ی هوشمند پیشرفت بسیار مهمی در سیستم قدرت بحساب می آید. در شبکه ی هوشمند، ریزشبکه ها بار شبکه های قدیمی را به اشتراک می گذارند، هزینه ی مصرف برق را کاهش می دهند و تخریب زیست محیطی را کاهش می دهند. در این مقاله، رویکرد پاسخ دیماند دینامیکی (DR) و مدیریت تولیدات پراکنده (DG) در زمینه ی ریزشبکه ی هوشمند برای یک منطقه ی مسکونی ارائه می شود. با ساز و کار روزآمدسازی دینامیکی، DR بصورت خودکار کار می کند و کار بصورت دستی را هم میسر می کند. مدیریت DG با DR هماهنگ بوده و المان های تصادفی همچون بار تصادفی و توان بادی را در نظر می گیرد. تا هزینه ی مصرف انرژی منطقه ی مسکونی را کاهش دهد. نتایج شبیه سازی و عددی کارایی سیستم را در کاهش هزینه ی مصرف انرژی بیان می کند در حالیکه رضایت مشتری را در سطح بالایی حفظ می کند.

کلمات کلیدی

شبکه ی هوشمند، ریزشبکه، پاسخ دیماند، تولیدات پراکنده، بهینه سازی اجتماع ذرات، یادگیری Q.

1. مقدمه

پایداری شرط ضروری برای بسیاری از زیرساخت ها و سیستم های جامعه ی ما با بحران انرژی و تخریب زیست محیطی شده است. شبکه های برق با حسگرهای پیشرفته، فن آوری های اطلاعات و ارتباطی به شبکه ی هوشمند تبدیل می شوند. در شبکه ی هوشمند، عبور توان بین شبکه و مشتریان با تولیدات انرژی نو دو طرفه خواهد شد، که توسط حس گرها، کنتورهای برق هوشمند، کنترل های دیجیتالی و ابزار تحلیلی تحت نظارت و کنترل خواهند بود. با ایجاد و ارائه ی محصولات مصرف کننده ی برق جدید به زندگی روزمره ما همچون خودروهای برقی (EV) و سیستم های HVAC پیشرفته، انرژی بیشتری در سطح مسکونی لازم است. افزایش دیماند (مصرف) نه تنها هزینه ی بیشتری را بر مصرف کنندگان تحمیل خواهد کرد بلکه مشکلات بسیار مهمی را هم بر دوش سیستم برق موجود خواهد گذاشت و محیط زیست را با خطراتی مواجه خواهد کرد. این مسکلات را می توان از دو جبنه بررسی کرد: پاسخ دیماند (DR) و تولیدات پراکنده (DG). DR مسکونی را می توان بصورت واکنش مصرف کنندگان در راستای تعییرات انرژی ارائه شده توسط شرکت برق تعریف شود. با DR، مصرف کنندگان می توانند بار خاصی را از ساعات پیک به ساعات غیر پیک با هزینه ی کمتر انتقال دهند. به عنوان یک مکمل انرژی کم هزینه و پاک، تولید برق تجدیدپذیر مسکونی می تواند به برآورده کردن مقدار زیاد دیماند برق کمک کند و بصورت جایگزینی برای انرژی قدیمی باشد. با این حال، هزینه ی سرمایه گذاری برای ساکنان عادی بالا است و زمان بازگشت سرمایه نیز بلند است. ریزشبکه با DG می تواند بشدت کاهش انرژی را در هزینه ی سرمایه گذاری قابل قبولی تامین کند. بسته به رابطه ی آن با شبکه های برق قدیمی، دو نوع ریزشبکه وجود دارد: ریز شبکه ی متصل به شبکه و منفصل از شبکه. ابتدا ریز شبکه ی متصل به شبکه از انرژی تجدیدپذیر استفاده می کند. زمانی که انرژی تجدیدپذیر کافی نباشد (مثلا، در ساعات پیک) انرژی باقیمانده از شبکه ی برق کشیده می شود. مد منفصل از شبکه عمدتا برای مناطق دور از دسترس و مجزا بکار می رود که در آن بهم پیوستگی شبکه ی برق دشوار یا غیر ممکن است. زیرا هزینه ی ریزشبکه توسط تمامی مشترکین تقسیم می شود، که مصرف کنندگان عادی می توانند آن را پرداخت کنند. همچنین، تغییرات توزیع بار در بین مصرف کنندگان می توان مصرف DG را افزایش داده و زمان بازگشت سرمیه نیز کاهش می یابد.

مدل DR دینامیکی

دیماندهای برق بصورت وظایف مصرف انرژی قابل زمان بندی و ثابت بیان می شوند. DR دینامیکی بر بار قابل زمان بندی تمرکز دارد. وظایف قابل زمان بندی دارای توزیع های نرح راحتی خودشان هستند که رضایتی را نشان می دهند که مصرف کنندگان می توانند در زمان های اجرای مختلف داشته باشند. زمان تصمیم در هر ساعت با زمان بندی خودکار یا هرگاه مصرف کننده وظایف را اجرا کند و یا زمان بندی را مختل کند بر می آید.

مدل DR دینامیکی در شکل 2 نشان داده شده است. آرایش وظیفه ی دینامیکی، اطلاعات بیرونی و کارکرد نرخ راحتی وظیفه ورودی ها هستند. عامل های توزیعی زمان بندی وظیفه را بصورت خروجی ایجاد می کنند. بعد از زمان بندی، تنها وظایف زمان بندی شده در دوره ی تصمیم کنونی اجرا می شوند. وظایف دیگر در دوره ی تصمیم بعدی با اطلاعات خارجی بروز شده زمان بندی خواهند شد...