A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Model-based optimization of PV-based microgrids considering grid blackout and battery lifetime
Das Interesse an der Installation von auf Photovoltaik (PV) basierenden Mikronetzen (MGs) hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen, da die dringende Notwendigkeit besteht, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Zuverlässigkeit sowie die Qualität der Stromversorgung, insbesondere in Entwicklungsländern, zu verbessern. Das entscheidende Potenzial für einen kostengünstigen Betrieb und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung liegt jedoch im optimalen Betrieb und Design solcher MGs. In dieser Dissertation werden neue mathematische Modelle und neue Formulierungen für den optimalen Betrieb und die optimale Auslegung von MGs sowohl für Wohnviertel als auch für die Industrie vorgestellt. Basierend auf hochentwickelten und praktischen Modellen der betrachteten MGs werden verschiedene Optimierungsprobleme formuliert und gelöst, um das Netzausfallproblem anzugehen, das in mehreren Ländern weltweit ein bedeutendes Problem darstellt. Die Standard- PV-Batterie für Privathaushalte wird um steuerbare Schalter erweitert, um den praktischen Einschränkungen des MG-Betriebs gerecht zu werden. Dann wird eine optimale Leistungsabgabestrategie vorgeschlagen, die auf dem Konzept eines prädiktiven Reglers mit einem ökonomischen Modell (EMPC) basiert. Die vorgeschlagene Betriebsstrategie zielt darauf ab, die Last abzudecken und in der Zwischenzeit die Gesamtkosten der Energie zu minimieren und die Lebensdauer der Batterie unter Berücksichtigung des Netzausfallproblems zu verlängern. Andererseits ist bekannt, dass die industriellen Lasten niedrige Leistungsfaktoren haben; daher kann der Blindleistungsverbrauch der Last nicht vernachlässigt werden. In diesem Sinne wird ein Kostenmodell für die abgegebene Blindleistung aus dem PV-System und dem Batteriespeichersystem vorgestellt. Darüber hinaus wird ein neuartiges Kostenmodell für die Blindleistungserzeugung aus dem Dieselgenerator entwickelt. Folglich wird eine neue optimale Wirk-Blindleistungsverteilungsstrategie (AR-OPD) für PV-Batterie-Diesel-MGs eingeführt, um die Kosten ...
Model-based optimization of PV-based microgrids considering grid blackout and battery lifetime
Das Interesse an der Installation von auf Photovoltaik (PV) basierenden Mikronetzen (MGs) hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen, da die dringende Notwendigkeit besteht, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Zuverlässigkeit sowie die Qualität der Stromversorgung, insbesondere in Entwicklungsländern, zu verbessern. Das entscheidende Potenzial für einen kostengünstigen Betrieb und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung liegt jedoch im optimalen Betrieb und Design solcher MGs. In dieser Dissertation werden neue mathematische Modelle und neue Formulierungen für den optimalen Betrieb und die optimale Auslegung von MGs sowohl für Wohnviertel als auch für die Industrie vorgestellt. Basierend auf hochentwickelten und praktischen Modellen der betrachteten MGs werden verschiedene Optimierungsprobleme formuliert und gelöst, um das Netzausfallproblem anzugehen, das in mehreren Ländern weltweit ein bedeutendes Problem darstellt. Die Standard- PV-Batterie für Privathaushalte wird um steuerbare Schalter erweitert, um den praktischen Einschränkungen des MG-Betriebs gerecht zu werden. Dann wird eine optimale Leistungsabgabestrategie vorgeschlagen, die auf dem Konzept eines prädiktiven Reglers mit einem ökonomischen Modell (EMPC) basiert. Die vorgeschlagene Betriebsstrategie zielt darauf ab, die Last abzudecken und in der Zwischenzeit die Gesamtkosten der Energie zu minimieren und die Lebensdauer der Batterie unter Berücksichtigung des Netzausfallproblems zu verlängern. Andererseits ist bekannt, dass die industriellen Lasten niedrige Leistungsfaktoren haben; daher kann der Blindleistungsverbrauch der Last nicht vernachlässigt werden. In diesem Sinne wird ein Kostenmodell für die abgegebene Blindleistung aus dem PV-System und dem Batteriespeichersystem vorgestellt. Darüber hinaus wird ein neuartiges Kostenmodell für die Blindleistungserzeugung aus dem Dieselgenerator entwickelt. Folglich wird eine neue optimale Wirk-Blindleistungsverteilungsstrategie (AR-OPD) für PV-Batterie-Diesel-MGs eingeführt, um die Kosten ...
Model-based optimization of PV-based microgrids considering grid blackout and battery lifetime
Alramlawi, Mansour (author) / Li, Pu / Frey, Georg / Bretschneider, Peter
2021-06-25
Theses
Electronic Resource
English
Goal-Programming-Based Multi-Objective Optimization in Off-Grid Microgrids
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