Optimizing microgrid deployment for community resilience
Optimizing microgrid deployment for community resilience
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优化微电网部署以提高社区复原力
DOI：
10.1007/s11081-023-09844-6
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发表时间：
2023
影响因子：
2.1
通讯作者：
Nock, Destenie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Grymes, James;Newman, Alexandra;Cranmer, Zana;Nock, Destenie
在自然灾害发生后，能否（重新）建立基本的社区基础设施和政府职能，如医疗和通信系统，取决于能否持续供电。由于与气候有关的自然灾害的规模和频率不断增加，由发电厂、输电线路和配电馈线组成的传统能源生产系统变得更加脆弱。我们调查的作用，燃料电池，沿着与其他分布式能源资源，发挥在灾后恢复工作。我们提出了一个混合整数，非线性优化模型，以负荷和电力技术的数据作为输入，并确定一个成本最小化的设计和调度策略，同时考虑操作约束。该模型未能实现小于15%的差距，平均而言，在两个小时的现实情况下，包括五种技术和一年的时间跨度在每小时的保真度。因此，我们设计了一个多阶段的方法来加快解决方案，导致运行时间在不到两分钟的时间内获得最佳解决方案;两个小时后，我们提供了近最优性的证明，即，平均差距为5%。从这种方法得到的解决方案产量，平均而言，8%的目标函数值减少，并利用燃料电池的三倍以上，往往比一个简单的实现采用商业求解器得到的解决方案。
The ability to (re)establish basic community infrastructure and governmental functions, such as medical and communication systems, after the occurrence of a natural disaster rests on a continuous supply of electricity. Traditional energy-generation systems consisting of power plants, transmission lines, and distribution feeders are becoming more vulnerable, given the increasing magnitude and frequency of climate-related natural disasters. We investigate the role that fuel cells, along with other distributed energy resources, play in post-disaster recovery efforts. We present a mixed-integer, non-linear optimization model that takes load and power-technology data as inputs and determines a cost-minimizing design and dispatch strategy while considering operational constraints. The model fails to achieve gaps of less than 15%, on average, after two hours for realistic instances encompassing five technologies and a year-long time horizon at hourly fidelity. Therefore, we devise a multi-phase methodology to expedite solutions, resulting in run times to obtain the best solution in fewer than two minutes; after two hours, we provide proof of near-optimality, i.e., gaps averaging 5%. Solutions obtained from this methodology yield, on average, an 8% decrease in objective function value and utilize fuel cells three times more often than solutions obtained with a straight-forward implementation employing a commercial solver.
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DOI：
10.1287/ijoc.2020.0955
发表时间：
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期刊：
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影响因子：
--
作者：
Alexander J. Zolan;Michael S. Scioletti;D. Morton;A. Newman
通讯作者：
A. Newman
基于 rSOC 的可再生微电网的最佳规模
DOI：
10.1016/j.egypro.2018.12.063
发表时间：
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--
作者：
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通讯作者：
G. Nappi
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通讯作者：
M. Ahmadi
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通讯作者：
Kate Anderson