%46تخفیف

مديريت بهينه تقاضاي انرژي با حضور خودرویبرقي در سيستم اتوماسيون انرژي خانه هوشمند

تعداد 94 صفحه  درword

کارشناسی ارشد رشته مکاترونیک

مديريت بهينه تقاضاي انرژي با حضور خودرویبرقي در سيستم اتوماسيون انرژي خانه هوشمند

چکیده

سطوحبالاياتوماسيوندرسيستم‌هايان‍ر‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍­ژينيازبهكنترلبهينهتجهيزاتبهروشهوشمنددارديكيازاجزايسيستم­هايهوشمند،خودرو‌هايبرقيمي­باشند. كهنحوهشارژودشارژآنهادرمواقعمناسبكهدربرگيرندهمديريتتقاضايباروكاهشهزينهباشدازاهميتويژه­ايبرخورداراست.برای این منظور در این پایان­نامه تلاش می­شودابتدا،یک مدل ریاضیبا هدف کاهش میزان بار مصرفی ساختمان، مسطح شدن بار مصرفی ساختمان و انرژی مصرفی خودروهای برقی پیشنهاد گردد،  این روش جهت کاهش تقاضا در اوج مصرف مناسب به نظر می­رسد ولی بدلیل در نظرنگرفتن سود کاربران خودروهای­برقی انگیزه لازم را جهت مشارکت خودروهای­برقی در اختیار مالکین این خودروها نمی­گذارد.ازاین‌رو در ادامه، یک مدل ریاضی مناسبی بر مبنای تئوری بازی­هابا در نظر گرفتن هزینه بار مصرفی و با توجه به زمان شارژ و دشارژ خودروی­برقی ارائه می‌گردد.در این مدل ریاضی هر یک از خودروهای برقی به­عنوان یک بازیگر در یک بازی غیر مشارکتی مستقل از دیگر بازیگرهابا هدف به حداقل رساندن هزینه انرژی مصرفی خودروی برقی در نظر گرفته شده­اند.همچنین با توجه به اهمیت و جدید بودن سيستم­هايمنبع انرژیفتوولتائيک و کاربردهای آن درانرژي­هاينو،منبع انرژی فتوولتائیک جهت کاهش وابستگی انرژی مورد نیاز خودروهای برقی به انرژی ساختمان در نظر گرفته شده و تاثیر آن در کاهش هزینه انرژی مصرفی ساختمان بررسی شده­است. با توجه به عدم قطعیت توان خروجی منبع فتوولتائیک و وابستگی آن به تابش نور خورشید و دمای محیط استفاده از منطق فازی در اعمال ورودی­های منبع فتوولتائیک بررسی شده و نتایج آن با حالتی که عدم قطعیت لحاظ نشده­است مقایسه گردیده­است.نتايج شبيه­سازي نشان مي­دهد كه مدل‌های پيشنهادي مي­توانند تقاضاي انرژي در ساعات اوج مصرف ساختمان و همچنين هزينه تمام شده مصرف انرژي را كاهش دهد به ­عبارت ديگر با استفاده از باتري­هاي خودروي­برقي به­عنوان سيستم­هاي ذخيره انرژي ساختمان مي­توان به­طور مؤثر اوج تقاضاي انرژي و همچنين هزينه تمام شده انرژي را به نحو قابل ملاحظه­اي كاهش داد. همچنین در این نوشتار استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر بررسی شد و ملاحظه گردید که استفاده از منبع انرژی فتوولتائیک تا میزان مشخصی، می­تواند به صرفه جویی در مصرف انرژی و همچنین کاهش هزینه تمام شده انرژی مصرفی ساختمان کمک نماید.

کلماتکلیدی: خانه­­هوشمند،بهینهسازی،برنامه­ريزيخطي،خودروالكتريكي،پاسخگوييبار.

فهرست

عنوان                                            صفحه

چکیده………………………………………. 1

     فصلاول. 2

1-1……………………………………………………………………………………. مقدمه. 2

1-2 معرفيشبكههوشمندانرژيواجزايآن. 3

1-3 مزایایشبکه‌هایهوشمند. 4

1-3-1    افزایشبهره‌وریوصرفهجوییدرمصرفانرژی. 4

1-3-2    استفادهازانرژی‌هایتجدیدپذیروتولیداتپراکنده. 5

1-3-3    استفادهازخودروهای­برقی. 5

1-4 معرفیاجزاءشبکههوشمند. 5

1-4-1    تولیداتپراکنده. 5

1-4-2    منابعذخیرهسازیانرژی. 8

1-4-2-3                پیلسوختیاحیاءشونده. 9

1-4-2-4…………………………………………………………………….. باتری‌ها. 9

1-4-2-5                                        ذخیرهسازهایانرژیمغناطیسیابررسانا   9

1-4-2-6…………………………………………………………………….. چرخطیار. 9

1-4-2-7       خازن‌هایبزرگ. 10

1-4-2-8                  ذخیرهسازی‌هایحرارتی. 10

1-4-2-9…………….. استفاده از خودروهایبرقی (PHEVو PEV). 10

1-4-3    پاسخگوييبار. 10

1-4-4    تجهيزاتاندازهگيريهوشمند. 11

   فصلدوم. 12

2-1 سوابقمطالعه. 12

2-2 مطالعهپیشرو. 16

فصلسوم. 17

3-1     مقدمه. 17

3-2 تعریفپارامترهایمساله. 18

3-3 ارائهمدلریاضیباتابعهدفدرجهدوم. 20

3-4 ارائهمدلریاضیبرمبنایتئوریبازی­ها. 21

3-4-1    تعريفتئوريبازي­ها. 21

3-4-2    تعادل­نش. 22

3-4-3    تابعهزینهانرژی. 22

3-4-4    تابعبهره­وریخودروی­برقی. 23

5-4-3 ارائهالگوريتمبرایمساله. 25

3-5 مدلپیشنهادیبااستفادهازانرژیفتوولتائیک. 28

3-5-1    مشخصهعملکردماژولفتوولتائی. 28

3-5-2    تأثیردماوچگالیتابشبرمشخصهماژولفتوولتائی. 30

3-6   مدل­سازيرياضيباحضورمنبعانرژیفتوولتائیک. 31

3-6-1    عدمقطعیتومنطق­فازی. 32

3-6-2    ورودي­وخروجی­هايکنترلکنندةفازي. 32

3-6-3    طراحیقوانینکنترلفازي. 33

فصلچهارم. 36

1-4  شبیه­سازیوتعریفسناریوها. 36

4-2 آنالیزحساسیت. 45

4-2-1    آنالیزحساسیتضریبباروهزینهمصرفانرژینسبتبهتعدادخودروها   46

4-2-2    آنالیزحساسیتضریبباروهزینهمصرفانرژینسبتبهقیمتبرق   48

3-2-4 آنالیزحساسیتضریبباروهزینهمصرفانرژینسبتبهبارمصرفیساختمان   49

4-3 شبیه­سازیسیستمباحضورمنبعانرژیفتوولتائیک. 51

4-4 عدمقطعیت. 54

4-5 برآوردهزینهایجادمنبعفتوولتائیکومحاسبههزینهانرژیمصرفی   55

فصل­پنجم. 57

1-5  بحث،نتایج. 57

5-2 پيشنهادات. 57

فهرست جدول­ها

عنوان                                            صفحه

جدول‏1‑1: مقایسهکلیوسادهبینشبکه‌هایبرقموجودوشبکههوشمند   4

جدول‏3‑1: قواعدفازی   34

جدول‏4‑1:حلمسئلهبهینه­سازیبهصورتمتمرکزبرايسناريوياول   38

جدول‏4‑2: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيشرکتکنندهدرتئوريبازيبرايسناريویاول   39

جدول‏4‑3: مجموعانرژیمصرفیساختمانومجموعانرژیشارژودشارژخودروهایبرقیبرایسناریویاولبااستفادهازتئوری­بازی­ها   40

جدول‏4‑4: مصرفانرژيباحضورخودروهايبرقيوحلمسئلهبهینه­سازیباتابعهدفدرجهدومبرايسناريويدوم   41

جدول‏4‑5: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيشرکتکنندهدرتئوريبازيبرايسناريودوم   43

جدول‏4‑6: مجموعانرژیمصرفیساختمانومجموعانرژیشارژودشارژخودروهایبرقیبرایسناریویدومبااستفادهازتئوری­بازی­ها   44

جدول‏4‑7: مقدارضریببارنسبتبهتعدادخودروهای­برقیشرکتکنندهدرتئوریبازی   46

جدول‏4‑8: هزینهمصرفانرژینسبتبهتعدادخودروهاییشرکتکنندهدرتئوری­بازی   47

جدول‏4‑9: ضریببارنسبتبهقیمتبرقمتغیر   48

جدول‏4‑10: هزینهمصرفانرژینسبتبهقیمتبرقمتغیر   49

جدول‏4‑11: ضریببارنسبتبهبارمصرفیساختمان   49

جدول‏4‑12: هزینهمصرفانرژینسبتبهبارمصرفیساختمان   50

جدول‏4‑13: میزانتابشخورشیددرطولساعاتروز   51

جدول‏4‑14: توانخروجیمنبعفتوولتائیکبرحسبمیزانتابشخورشیددریکروز   52

جدول‏4‑15: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيكهدرتئوريبازيشركتمي­كنندبرايسناريودوم(هزینهانرژیبه­صورتپلکانیتعریفمی­شود) واستفادهازمنبعانرژیفتوولتائیک.. 52

جدول‏4‑16: جدولمقایسهبااعمال 10% کاهشو 10% افزایشنسبتبهمیزانتابشپیش­بینیشده   54

جدول‏4‑17:جدولمقایسهبااعمال 10% کاهشو 10% افزایشنسبتبهمیزانتابشپیش­بینیشدهومحاسبهتوانخروجیفتوولتائیکبااستفادهازمنطقفازی   55

جدول‏4‑18: هزینهپانل­هایخورشیدی   55

جدول‏4‑19: مقایسههزینهصرفه­جوییانرژیوهزینهپنلفتوولتائیک   56

فهرست شکل­ها

عنوان                                                صفحه

شکل‏3‑1: ساختمانهوشمندبامجموعه­ایازخودروهای­برقیقابلشارژودشارژ   17

شکل‏3‑2: فلوچارتالگوريتمپيشنهادي   27

شکل‏3‑3: یکمدارمنبعجریانباNs شاخهسریو Npشاخهموازی   28

شکل‏3‑4: مشخصهعملکردماژولفتوولتائی(حیدریدوستآبادیوکیپور،2013).   29

شکل‏3‑5: مشخصهولتاژ–جریانماژولفتوولتائیدرازایتغییردما(گنجیوهمکاران، 1392)   30

شکل‏3‑6: مشخصهولتاژ–جریانماژولفتوولتائیدرازایچگالیتابشثابت(گنجیوهمکاران، 1392)   30

شکل‏3‑7: توانبرحسبولتاژسلولخورشيديالف: براساستغييرميزانتابشب: براساستغييردما   31

شکل‏3‑8: متغیرهايوروديچگالیتابشودما   32

شکل‏3‑9: تابععضویتورودیچگالیتابش   33

شکل‏3‑10: تابععضویتورودیمتغیردما (برحسبسانتیگراد)   33

شکل‏3‑11: تابععضویتخروجی،کهتوانخروجیسلولفتوولتائیک (برحسبوات)   33

شکل‏4‑1:مصرفانرژيساختماندردوره 9 ساعته   37

شکل‏4‑2: ضریبهزینهانرژیدریکدورهزمانی 9 ساعته   38

شکل‏4‑3:  حلمسئلهبهینه­سازیبهصورتمتمرکزبرايسناريوياول   38

شکل‏4‑4: مجموعشارژودشارژخودروهای­برقیبرایسناریویاولوحلمسئلهبهینه­سازیباتابعهدفدرجهدوم   39

شکل‏4‑5: حلمسئلهبهینه­سازیبرمبنایتئوریبازیهابرايسناريوياول   39

شکل‏4‑6: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيشركتکنندهدرتئوريبازيبرايسناريویاول(هزینهانرژییکضریبثابتتعریفمی­شود)   40

شکل‏4‑7: مجموعانرژیمصرفیساختمانومجموعانرژیشارژودشارژخودروهایبرقیبرایسناریویاولبااستفادهازتئوری­بازی­ها   41

شکل‏4‑8: بلوكدياگراممصرفانرژيباحضورخودروهايبرقيوحلمسئلهبهینهسازیباتابعهدفدرجهدومبرايسناريويدوم   42

شکل‏4‑9: مجموعشارژودشارژخودروهای­برقیبرایسناریویدوموحلمسئلهبهینهسازیباتابعهدفدرجهدوم   42

شکل‏4‑10: بلوكدياگراممجموعشارژودشارژخودروهای­برقیدرهریکازبازه­هایزمانیبرایسناریویدومواستفادهازحلمسئلهبهینه­سازیبرمبنایتئوریبازی­ها   43

شکل‏4‑11: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيشرکتکنندهدرتئوريبازيبرايسناريودوم(هزینهانرژیبه­صورتپلکانیتعریفمی­شود)   44

شکل‏4‑12: مجموعانرژیمصرفیساختمانومجموعانرژیشارژودشارژخودروهایبرقیبرایسناریویدومبااستفادهازتئوری­بازی­ها   45

شکل‏4‑13: نمودارمقدارضریببارنسبتبهتعدادخودروهای­برقیشرکتکنندهدرتئوریبازی   46

شکل‏4‑14: نمودارهزینهمصرفانرژینسبتبهتعدادخودروهاییشرکتکنندهدرتئوری­بازی   47

شکل‏4‑15: مقایسهدونمودارهزینهمصرفانرژیومقدارضریببارنسبتبهتعدادخودروهای­برقیشرکتکنندهدرتئوریبازی.   48

شکل‏4‑16: نمودارضریببارنسبتبهقیمتبرقافزایشی   48

شکل‏4‑17: نمودارهزینهمصرفانرژینسبتبهقیمتبرقافزایشی   49

شکل‏4‑18: نمودارضریببارنسبتبهبارمصرفیساختمان   50

شکل‏4‑19:نمودارهزینهمصرفانرژینسبتبهبارمصرفیساختمان   50

شکل‏4‑20: میزانتابشخورشیددرطولساعاتروز   51

شکل‏4‑21: هزينهمصرفانرژينسبتبهتعدادخودروهاي­برقيكهدرتئوريبازيشركتمي­كنندهمراهبامنبعانرژیفتوولتائیکبرايسناريودوم.. 53

شکل‏4‑22: بلوکدیاگرامخروجیمجموعانرژیمصرفیساختمانومجموعانرژیشارژودشارژخودروهایبرقی   53

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “مديريت بهينه تقاضاي انرژي با حضور خودرویبرقي در سيستم اتوماسيون انرژي خانه هوشمند”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo