TỐI ƯU HÓA CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI  CÓ PIN LƯU TRỮ VÀ NỐI LƯỚI

Đặng Văn Phú; Nguyễn Duy Ninh; Lê Thành Nhân; Nguyễn Nhựt Tiến

doi:10.34238/tnu-jst.9041

TỐI ƯU HÓA CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI CÓ PIN LƯU TRỮ VÀ NỐI LƯỚI

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/10/23 Ngày hoàn thiện: 27/11/23 Ngày đăng: 27/11/23

Các tác giả

1. Đặng Văn Phú, Trường Đại học Cần Thơ
2. Nguyễn Duy Ninh, Trường Đại học Tây Đô
3. Lê Thành Nhân, Trường Đại học Cần Thơ
4. Nguyễn Nhựt Tiến , Trường Đại học Cần Thơ

Tóm tắt

Trong những năm gần đây, các hệ thống điện mặt trời áp mái đã đạt được sức hút đáng kể nhờ cách tiếp cận sản xuất điện tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, sự biến đổi của năng lượng mặt trời đã hạn chế hiệu quả của các hệ thống điện mặt trời độc lập áp mái. Hệ thống năng lượng mặt trời hybrid áp mái nổi lên như một giải pháp khả thi để giải quyết những hạn chế nêu trên bằng cách tích với các nguồn năng lượng bổ sung như bộ lưu trữ pin và kết nối lưới điện. Bài báo này thiết kế và đề xuất giải pháp kiểm soát chiến lược để vận hành tối ưu hệ thống quang điện áp mái có bộ pin lưu trữ với hai hàm mục tiêu: chi phí vòng đời và lượng khí thải CO₂. Bài báo mô phỏng hệ thống điện theo 3 trường hợp: không nối lưới, nối lưới không có bộ lưu trữ và nối lưới có ắc quy lưu trữ. Mô phỏng được thực hiện bằng phần mềm Matlab; vòng đời của hệ thống điện mặt trời là 20 năm. Kết quả cho thấy trường hợp nối lưới với bộ lưu trữ ắc quy cho kết quả tốt nhất cả về chi phí vòng đời và lượng khí thải CO₂.

Từ khóa

Điện mặt trời áp mái hoà lưới; Tối ưu hoá đa mục tiêu; Thuật toán tối ưu NSGA-II; Chiến lược điều khiển; Chi phí vòng đời (LCC)

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] F. Hosseini-Fashami, A. Motevali, A. Nabavi-Pelesaraei, S. J. Hashemi, and K.-W. Chau, "Energy-Life cycle assessment on applying solar technologies for greenhouse strawberry production," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 116, 2019, Art. no. 109411.

[2] M. Alramlawi, A. Gabash, E. Mohagheghi, and P. Li, "Optimal operation of hybrid PV-battery system considering grid scheduled blackouts and battery lifetime," Solar Energy, vol. 161, pp. 125-137, 2018.

[3] G. Litjens, E. Worrell, and W. Van Sark, "Assessment of forecasting methods on performance of photovoltaic-battery systems," Applied Energy, vol. 221, pp. 358-373, 2018.

[4] D. Talavera, F. Muñoz-Rodriguez, G. Jimenez-Castillo, and C. Rus-Casas, "A new approach to sizing the photovoltaic generator in self-consumption systems based on cost–competitiveness, maximizing direct self-consumption," Renewable energy, vol. 130, pp. 1021-1035, 2019.

[5] S. Freitas, C. Reinhart, and M. Brito, "Minimizing storage needs for large scale photovoltaics in the urban environment," Solar Energy, vol. 159, pp. 375-389, 2018.

[6] H. Hua, Y. Qin, C. Hao, and J. Cao, "Optimal energy management strategies for energy Internet via deep reinforcement learning approach," Applied energy, vol. 239, pp. 598-609, 2019.

[7] J. Koskela, A. Rautiainen, and P. Järventausta, "Using electrical energy storage in residential buildings–Sizing of battery and photovoltaic panels based on electricity cost optimization," Applied energy, vol. 239, pp. 1175-1189, 2019.

[8] M. R. Aghamohammadi and H. Abdolahinia, "A new approach for optimal sizing of battery energy storage system for primary frequency control of islanded microgrid," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 54, pp. 325-333, 2014.

[9] T. Kerdphol, Y. Qudaih, and Y. Mitani, "Battery energy storage system size optimization in microgrid using particle swarm optimization," in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies, Europe, 2014, pp. 1-6.

[10] Y. Zhang, T. Ma, P. E. Campana, Y. Yamaguchi, and Y. Dai, "A techno-economic sizing method for grid-connected household photovoltaic battery systems," Applied Energy, vol. 269, 2020, Art. no. 115106.

[11] U. Akram, M. Khalid, and S. Shafiq, "Optimal sizing of a wind/solar/battery hybrid grid‐connected microgrid system," IET Renewable Power Generation, vol. 12, no. 1, pp. 72-80, 2018.

[12] J. J. Kelly and P. G. Leahy, "Sizing battery energy storage systems: Using multi-objective optimization to overcome the investment scale problem of annual worth," IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 11, no. 4, pp. 2305-2314, 2019.

[13] J. A. Duffie and W. A. Beckman, "Design of photovoltaic systems," in Solar Engineering of Thermal Processes, 4^th ed. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2013, pp. 745-773.

[14] A. Askarzadeh, "A discrete chaotic harmony search-based simulated annealing algorithm for optimum design of PV/wind hybrid system," Solar Energy, vol. 97, pp. 93-101, 2013.

[15] Y. E. A. Eldahab, N. H. Saad, and A. Zekry, "Enhancing the design of battery charging controllers for photovoltaic systems," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 58, pp. 646-655, 2016.

[16] M. S. Ismail, M. Moghavvemi, and T. Mahlia, "Techno-economic analysis of an optimized photovoltaic and diesel generator hybrid power system for remote houses in a tropical climate," Energy conversion and management, vol. 69, pp. 163-173, 2013.

[17] Ø. Skarstein and K. Uhlen, "Design considerations with respect to long-term diesel saving in wind/diesel plants," Wind Engineering, vol. 13, no. 2, pp. 72-87, 1989.

[18] S. Rieseberg and C. Wörlen, Situation Analysis of the Vietnamese Electricity Sector. Rosa-Luxemburg-Stiftung, 2017.

[19] Asian Development Bank, "General methodology," in Guidelines for estimating greenhouse gas emissions of Asian development bank projects: additional guidance for clean energy projects, 1^st ed. Manila, Philippines: Asian Development Bank, 2017, pp. 2-7.

[20] K. Deb, "Elitist multi-objective evolutionary algorithms," in Multi-Objective Optimization Using Evolutionary Algorithms. Wiley, 2009, pp. 239-288.

[21] D. F. Pires, C. H. Antunes, and A. G. Martins, "NSGA-II with local search for a multi-objective reactive power compensation problem," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 43, no. 1, pp. 313-324, 2012.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9041

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ