Optimierung der Energiespeicherkapazität in insularen Mikronetzen durch immunitätsbasierte Multi-Objektiv-Planung

Der Betrieb von Mikronetzen ist herausfordernd, da die Menge an Strom, die aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, unsicher ist und die Trägheit der dezentralen Erzeugungsressourcen sehr gering ist. Energiespeichersysteme können Energie regulieren, die Zuverlässigkeit des Stromsystems verbessern und die transiente Stabilität erhöhen. Dieses Papier bestimmt die optimalen Kapazitäten von Energiespeichersystemen in einem isolierten Mikronetz, das aus Windturbinen, photovoltaischen Arrays und Mikroturbinen besteht. Das Energiespeichersystem kann die Zuverlässigkeit des Mikronetzes erhöhen und unnötige Lastabwürfe eliminieren, wenn ein schwerwiegendes Ereignis (wie ein Generatorausfall) im isolierten Mikronetz auftritt. Das untersuchte Problem wird als Multi-Objektiv-Programmierungsformulierung ausgedrückt, die mit einem immunitätsbasierten Algorithmus gelöst wird. Vier Zielsetzungen werden optimiert: Minimierung der Energiespeicherkapazität, Minimierung des Lastabwurfs, Maximierung der niedrigsten Schwingfrequenz und Minimierung des Customer Average Interruption Duration Index (CAIDI). Diese vier Zielsetzungen unterliegen sowohl stationären als auch transienten Gleichheitsbedingungen. Die stationären Bedingungen umfassen die Gesamtlastabwurflimite sowie den zulässigen Bereich der Energiespeicherkapazitäten, während die transiente Gleichheitsbedingung durch die dynamische Gleichung ausgedrückt wird. Die Pareto-Optimalen werden untersucht und die Optimalität des Problems wird analysiert. Die Simulationsergebnisse basierend auf einem isolierten Mikronetz mit 15 Bussen zeigen die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Methode.