بهره برداری بهینه یک هاب انرژی مبتنی بر هیدروژن در شبکه های توزیع انرژی با لحاظ عدم قطعیت های منابع تجدیدپذیر و برنامه پاسخگویی تقاضا

Abstract

امروزه، نگرانی¬های جدی برای اتمام سوخت¬های فسیلی و افزایش گازهای گلخانه¬ای وجود دارد. این موضوع سبب یک عزم جدی برای استفاده حداکثری از منابع تجدیدپذیر شده¬ است. هاب‌های انرژی به دلیل طبیعت چندگانه تولید، مصرف و ذخیره¬سازی انرژی و همچنین، توانایی ادغام حامل¬های مختلف، سبب کاهش آلایندگی محیط و کاهش تلفات در حوزه انرژی می¬شوند. با لحاظ کردن تحقیقات گذشته، یکی از انگیزه¬های اصلی این مقاله، بکارگیری انرژی هیدروژن به عنوان یک حامل تجدیدپذیر در ساختار پیشنهادی هاب انرژی در کنار حامل¬های برق، حرارت و گاز طبیعی می¬باشد. از اینرو، یک چارچوب بهره¬برداری بهینه روزانه برای هاب انرژی موردنظر، با توجه به وجود منابع خورشیدی و بادی، مبدل¬های حرارتی، سیستم¬های ذخیره‌ساز برق و هیدروژن، برای کاهش هزینه¬های بهره¬برداری ناشی از خرید برق از شبکه توزیع و خرید گاز طبیعی ارائه شده است. همچنین، منابع پاسخگویی بار نیز در چارچوب پیشنهادی برای مدیریت مناسب¬تر سیستم پیاده¬سازی شده است. عدم¬قطعیت¬های مربوط به تابش خورشید و سرعت باد نیز در مسئله مدل¬سازی شده و چارچوب بهینه¬سازی به صورت تصادفی می‌باشد. برای مطالعات عددی، از داده¬های کشور فنلاند برای هاب موردنظر استفاده شده و بهینه¬سازی در نرم¬افزار GAMS اجرا شده¬است. نتایج شبیه¬سازی نشان از کارایی چارچوب پیشنهادی با توجه به هاب انرژی مبتنی بر هیدروژن دارد.