Microgrid Reliability Modeling and Optimal Planning of Battery Energy Storage Systems. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (MS Thesis - Microgrid Reliability Modeling and Optimal Planning of Battery Energy Storage Systems)
MS_Thesis_-_Mohammed_Atta_Abdulgalil.pdf - Published Version Download (1MB) | Preview |
Arabic Abstract
يتم تطوير العديد من التقنيات لتقليل تكاليف توليد الطاقة والانبعاثات. واحدة من تلك التقنيات هي نظام تخزين الطاقة. إن نظام تخزين الطاقة هو جهاز يمكنه تخزين الطاقة ثم توصيلها في وقت لاحق للاستخدام. يتميز نظام تخزين الطاقة بالعديد من الميزات بما في ذلك خفض تكاليف التوليد والتشغيل والصيانة، مع الحفاظ على نظافة البيئة وتعزيز اعتمادية الشبكة الكهربائية. تحظى أنظمة تخزين الطاقة باهتمام كبير نظرًا للزيادة السريعة في دمج مصادر الطاقة المتجددة. تناقش هذه الرسالة أنظمة تخزين الطاقة في مختلف المجالات في مجال أنظمة الطاقة. وتشمل هذه المجالات تخطيط نظام الطاقة والتشغيل والاعتمادية. لدمج نظام تخزين الطاقة مع شبكة كهربائية صغيرة، يجب أن يكون بحجمه المثالي. تقترح هذه الأطروحة تقنية لتحديد حجم نظام تخزين الطاقة بشكل مثالي في الشبكة الكهربائية الصغيرة سواء تم دمجها مع مصادر الطاقة المتجددة أم لا. أيضا، يتم استخدام طريقتين للتحسين في حجم نظام تخزين الطاقة وهما النهج الحتمي والنهج الاحتمالي. يستخدم النهج الاحتمالي عندما تكون الأمور غير مؤكدة. بعد تحديد الحجم المثالي لنظام تخزين الطاقة، يجب توزيع قدرته على النحو المثالي بين نقاط التوزيع في الشبكة الكهربائية. اقترحت هذه الأطروحة تقنية لتوزيع قدرة نظام تخزين الطاقة على نحو مثالي باستخدام طريقة تدفق الطاقة المثالي. وعلاوة على ذلك، يتم صياغة ودراسة التدفق المثالي لوحدات توليد الشبكة الكهربائية ودراستها للتحقق من آثار دمج نظام تخزين الطاقة مع الشبكة. وأخيرًا، يتم تقييم اعتمادية الشبكة الكهربائية في حالات مختلفة لمراقبة كيف تم تحسين اعتمادية الشبكة الكهربائية من ناحية التوفر والتكلفة بعد توصيلها بنظام تخزين الطاقة ذو الحجم المثالي.
English Abstract
Many technologies are being developed to reduce power generation costs and emissions. One of those technologies is an energy storage system (ESS). An ESS is a device that can capture the energy and then deliver it a later time for use. ESSs have many features including reducing generation, operation and maintenance costs, keeping the environment green and enhancing the reliability of the microgrid. ESSs are getting more attention due to the rapid increase in integrating renewable energy sources. This thesis discusses the ESSs in different fields in the field of power systems. Those fields include power system planning, operation, and reliability. To integrate an ESS with a microgrid, it must be optimally sized. This thesis proposes a technique to optimally size an ESS in a microgrid whether it is integrated with renewable energy sources or not. Also, two optimization approaches are used to size the ESS which is the deterministic and probabilistic approaches. The probabilistic approach is used when uncertainty matters. After sizing the ESS, its capacity must be allocated and distributed optimally among the microgrid buses. This thesis proposed a technique to optimally allocate the ESS capacity using the DC optimal power flow method. Moreover, the optimal dispatch and power flow of microgrid generation units are formulated and studied to investigate the effects of integrating an ESS to a microgrid. Finally, the microgrid reliability is assessed in different cases to observe how an optimally sized ESS enhances its reliability regarding availability and cost.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Systems Engineering Research > Engineering Electrical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Electrical Engineering |
| Committee Advisor: | Khalid, Muhammad |
| Committee Members: | El-Amin, Ibrahim and Al-Ismail, Fahad |
| Depositing User: | MOHAMMED ABDULGALIL (g201193410) |
| Date Deposited: | 18 Mar 2019 04:30 |
| Last Modified: | 31 Dec 2020 08:03 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140861 |