Optimal Sizing and Operation Methodologies for Renewable Power Integration

Optimal Sizing and Operation Methodologies for Renewable Power Integration. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Umar-Salma Thesis-Merged.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 23 August 2021.

Download (2MB)

Arabic Abstract

Renewable energy (RE), particularly solar and wind, have attracted a lot of attention due to inherent benefits, and nations have set ambitious goals to enhance the penetration of renewable power into their electricity networks. However, the RE like photovoltaic (PV) and wind are uncertain, intermittent, and unpredictable. Therefore, there is a need to optimize their usage when they are available. Moreover, attention is given to the use of the energy storage system (ESS) to store RE when they are available and dispatch them for usage when they are not, through an efficient energy management system (EMS). However, the ESS has to be optimally sized because of its huge cost. The ESS can enhance the reliability of the power system by compensating for the gaps in RE sources and consequently reduces the cost of operation of the microgrid systems. This thesis presents an EMS to size the battery energy storage system (BESS) for the operation of microgrids. Sizing of BESS was done for a wind penetrated microgrid for 12 Calendar months under a case study of Eastern Province of Saudi Arabia and different methodologies were adopted. Furthermore, the operation of BESS was done for different microgrid configurations while considering its state of health, degradation, depth of discharge, lifetime and the best methodology was recommended for wind power. Findings from the results showed the effectiveness of the study.

English Abstract

اجتذبت الطاقة المتجددة (RE ، (وخاصة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، الكثير من الاهتمام بسبب الفوائد المتأصلة ، وقد وضعت الدول أ ً هدافا ٕ طموحة لتعزيز اختراق الطاقة المتجددة في شبكات الكهرباء الخاصة بها. ومع ذلك ، فان الطاقة الكهروضوئية مثل الرياح والرياح غير مؤكدة ومتقطعة وغير متوقعة. لذلك ، هناك حاجة لتحسين استخدامها عند توفرها. علاوة على ذلك ، يتم الانتباه إلى استخدام نظام تخزين الطاقة (ESS (لتخزين الطاقة المتجددة عندما تكون متاحة وإرسالها للاستخدام عندما لا تكون متاحة ، من خلال نظام إدارة الطاقة الفعال .(EMS (ومع ذلك ، يجب أن يكون ESS بحجم مثالي بسبب تكلفته الضخمة. يمكن لـ ESS تعزيز موثوقية نظام الطاقة عن طريق تعويض الثغرات في مصادر الطاقة المتجددة وبالتالي تقليل تكلفة تشغيل أنظمة الشبكة الصغرى. تقدم هذه الأطروحة EMS لحجم نظام تخزين طاقة البطارية (BESS (لتشغيل .microgrids ًا بموجب دراسة حالة للمنطقة الشرقية بالمملكة العربية السعودية وتم اعتماد ًا تقويمي تم إجراء تحجيم BESS لميكروجريد اختراق الرياح لمدة 12 شهر منهجيات مختلفة. علاوة على ذلك ، تم تشغيل BESS لتكوينات microgrid المختلفة مع مراعاة حالتها الصحية وتدهورها وعمق التفريغ وعمرها وأفضل طريقة لطاقة الرياح. أظهرت النتائج من نتائج الدراسة فاعلية الدراسة.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Electrical
Department: College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor: Khalid, Muhammad
Committee Members: Abido, M. A. and Al-Ismail, Fahad S. M
Depositing User: UMAR SALMAN (g201706090)
Date Deposited: 24 Aug 2020 06:58
Last Modified: 24 Aug 2020 06:58
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141703