THE IMPACT OF WIND SPEED MODELING ON THE RELIABILITY OF MICROGRIDS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Asad_Faraj_Bizrah-g201307390.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

طاقة الرياح هي أكثر أنواع مصادر الطاقة المتجددة شعبية في جميع أنحاء العالم المتجددة نظرا لكفاءتها وتكلفتها. ومع ذلك، فان تعقيدات دمج الموارد التقليدية والمتجددة في نظام التوزيع الشبكي نشط يمكن أن تكون مرتفعه. التخطيط الفعال لدمج طاقة الرياح يتطلب دقة في تمثيل سرعة الرياح وتحقيق هذه الدقة يمثل تحديا. واحدة من القضايا الصعبة الرئيسية في دمج مصادر طاقة الرياح هي طريقة تنبؤ سرعة الرياح على المدى الطويل ودراسة تأثيرها على موثوقية الشبكات الذكية. هدف المشروع الرئيسي هو اختبار طرق متعددة لتمثيل سرعة الرياح والطاقة المنتجة لمولد توربين الرياح. بعد ذلك سيتم دمج نموذج مولد توربين الرياح مع نموذج ماركوف لتقييم موثوقية شبكات التوزيع النشطة. في المرحلة الأولى من هذا المشروع سيتم تمثيل سرعة الرياح العشوائية عن طريق استخدام دوال الكثافة الاحتمالية واستخدام السلسلة الزمنية للانحدار الذاتي والمتوسط المتحرك واستخدام سلسلة ماركوف. بعد ذلك سيتم إنتاج الطاقة من مولد توربين الرياح باستخدام خصائص مولدات مختلفة. أداء وفعالية مختلف نماذج سرعة الرياح سيتم دراستها بعد ذلك باستخدام طرق تحليل مختلفة. في المرحلة الثانية من هذا المشروع سيتم شرح تأثير النماذج المختلفة لسرعة الرياح على دراسة موثوقية شبكات التوزيع النشطة. سيتم تمثيل بعض نماذج الأحمال لعملاء السكن والتجارة والصناعة المختلفين ونموذج ماركوف سيستخدم لتقييم مؤشرات موثوقية شبكة توزيع الطاقة. بعد ذلك سيتم دمج مولدات توربين الرياح والمولدات التقليدية في هذا النموذج لدراسة تأثيرهم على مؤشرات الموثوقية. في الأخير سيتم اقتراح مؤشرات مختلفة لتقييم تأثير النماذج المختلفة لسرعة الرياح على مؤشرات الموثوقية المحلية ومؤشرات موثوقية النظام مثل مؤشر معدل تردد الانقطاع للنظام ومؤشر معدل مدة الانقطاع للنظام.

English Abstract

Wind power is the most popular renewable resource worldwide due to its efficiency and cost. Nevertheless, the complexities of integrating conventional and renewable resources into the active networked distribution system can be prohibitive. Effective planning of wind power integration requires accurate wind speed modeling, and achieving this accuracy is challenging. One of the main challenging issues in integrating wind power sources is how to forecast the long-term wind speed and study its impact on the reliability of the microgrids. The objective of this thesis is to examine different approaches to model the wind speed and power output of the Wind Turbine Generator (WTG). Then, the WTG model will be integrated into a Markov model to assess the impact of wind speed modeling on the reliability of microgrids. In the first phase of this research, Auto-Regressive Moving Average (ARMA) time series, the Markov chains, and probability distribution functions will be used to model and forecast the stochastic behavior of wind speed. Then, the WTG’s power output will be simulated using the speed-power characteristics of a WTG model. The performance and effectiveness of the different wind speed models will be analyzed using different statistical tests. The second phase will demonstrate the effect of wind speed modeling on the reliability analysis of the microgrids. The load demand for different residential, commercial, and industrial customers will be modeled. Also, Markov modeling will be used to evaluate the reliability indices for the microgrid. Then, the WTG will be integrated into this model to reflect their impact on the reliability indices. At the end, different measures will be used to assess the impact of the wind-speed models on the local and system reliability indices, mainly System Average Interruption Frequency Index (SAIFI) and System Average Interruption Duration Index (SAIDI).

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	ALMUHAINI, MOHAMMAD
Committee Members:	Al-Hamouz, Zakariya and ElAmin, Ibrahim
Depositing User:	ASAD FARAJ BIZRAH (g201307390)
Date Deposited:	16 Jun 2015 05:24
Last Modified:	01 Nov 2019 15:45
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139547