Optimización dinámica del despacho de sistemas energéticos con renovables intermitentes y modelo de daños
Autores: Kim, Rebecca; Wang, Yifan; Vudata, Sai Pushpitha; Bhattacharyya, Debangsu; Lima, Fernando V.; Turton, Richard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Optimización dinámica del despacho de sistemas energéticos con renovables intermitentes y modelo de daños
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Estrategias basadas en sistemas de procesos
Sistemas de energía dispatchable y variable
Optimización de programación lineal mixta
Baterías NaS
Niveles de penetración de energía renovable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Con la creciente penetración de fuentes de energía renovable intermitentes en la red, hay una creciente necesidad de estrategias basadas en sistemas de procesos que integren sistemas de energía despachable y variable para suministrar la demanda manteniendo la confiabilidad de la red. El marco propuesto corresponde a un enfoque de optimización dinámica de programación lineal entera mixta que integra plantas de energía a carbón y gas natural, baterías de NaS para almacenamiento de energía, y energía solar/eólica para suministrar la demanda. Este enfoque de optimización considera un objetivo económico y restricciones para proporcionar un equilibrio de energía manteniendo el daño general del tambor de la planta de energía de ciclo combinado de gas natural (NGCC) bajo un máximo estrés y evitando el sobrecalentamiento del sobrecalentador y recalentador del NGCC. Los niveles de reducción de energía renovable también se mantienen en niveles mínimos. Se analizan estudios de caso considerando diferentes cargas y niveles de penetración de energía renovable. Los resultados muestran que la demanda fue satisfecha en todos los casos. La flexibilidad de la red fue proporcionada principalmente por el NGCC, mientras que las baterías se utilizaron con moderación. Además, considerando un análisis equivalente de CO, el rendimiento ambiental estaba intrínsecamente conectado a la flexibilidad de la red y al nivel de penetración de energía renovable. Los resultados del análisis de estrés reforzaron la necesidad de una restricción relacionada con la salud del equipo.
Descripción
Con la creciente penetración de fuentes de energía renovable intermitentes en la red, hay una creciente necesidad de estrategias basadas en sistemas de procesos que integren sistemas de energía despachable y variable para suministrar la demanda manteniendo la confiabilidad de la red. El marco propuesto corresponde a un enfoque de optimización dinámica de programación lineal entera mixta que integra plantas de energía a carbón y gas natural, baterías de NaS para almacenamiento de energía, y energía solar/eólica para suministrar la demanda. Este enfoque de optimización considera un objetivo económico y restricciones para proporcionar un equilibrio de energía manteniendo el daño general del tambor de la planta de energía de ciclo combinado de gas natural (NGCC) bajo un máximo estrés y evitando el sobrecalentamiento del sobrecalentador y recalentador del NGCC. Los niveles de reducción de energía renovable también se mantienen en niveles mínimos. Se analizan estudios de caso considerando diferentes cargas y niveles de penetración de energía renovable. Los resultados muestran que la demanda fue satisfecha en todos los casos. La flexibilidad de la red fue proporcionada principalmente por el NGCC, mientras que las baterías se utilizaron con moderación. Además, considerando un análisis equivalente de CO, el rendimiento ambiental estaba intrínsecamente conectado a la flexibilidad de la red y al nivel de penetración de energía renovable. Los resultados del análisis de estrés reforzaron la necesidad de una restricción relacionada con la salud del equipo.