Published March 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Evaluating the use of a Net-Metering mechanism in microgrids to reduce power generation costs with a swarm-intelligent algorithm
Creators
- 1. Universidad de Alcalá
- 2. Universidade Federal do Rio de Janeiro
- 3. Federal Center for Technological Education of Minas Gerais
- 4. University of Southern Queensland
Description
The micro-generation of electricity arises as a clean and efficient alternative to provide electrical power. However, the unpredictability of wind and solar radiation poses a challenge to attend load demand, while maintaining a stable operation of the microgrids (MGs). This paper proposes the modeling and optimization, using a swarm-intelligent algorithm, of a hybrid MG system (HMGS) with a Net-Metering compensation policy. Using real industrial and residential data from a Spanish region, a HMGS with a generic ESS is used to analyze the influence of four different Net-Metering compensation levels regarding costs, percentage of renewable energy sources (RESs), and LOLP. Furthermore, the performance of two ESSs, Lithium Titanate Spinel (Li4Ti5O12 (LTO)) and Vanadium redox flow batteries (VRFB), is assessed in terms of the final $/kWh costs provided by the MG. The results obtained indicate that the Net-Metering policy reduces the surplus from over 14% to less than 0.5% and increases RESs participation in the MG by more than 10%. Results also show that, in a yearly projection, a MG using a VRFB system with a 25% compensation policy can yield more than 100000$ dollars of savings, when compared to a MG using a LTO system without Net-Metering.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ينشأ التوليد الدقيق للكهرباء كبديل نظيف وفعال لتوفير الطاقة الكهربائية. ومع ذلك، فإن عدم القدرة على التنبؤ بالرياح والإشعاع الشمسي يشكل تحديًا لتلبية الطلب على الحمل، مع الحفاظ على تشغيل مستقر للشبكات الدقيقة (MG). تقترح هذه الورقة نمذجة وتحسين، باستخدام خوارزمية ذكية للسرب، لنظام MG الهجين (HMGS) مع سياسة تعويض القياس الصافي. باستخدام بيانات صناعية وسكنية حقيقية من منطقة إسبانية، يتم استخدام HMGS مع ESS عام لتحليل تأثير أربعة مستويات مختلفة لتعويض القياس الصافي فيما يتعلق بالتكاليف والنسبة المئوية لمصادر الطاقة المتجددة (RESs) و LOLP. علاوة على ذلك، يتم تقييم أداء اثنين من بطاريات ESSs، سبينيل تيتانات الليثيوم (Li4Ti5O12 (LTO)) وبطارية تدفق أكسدة الفاناديوم (VRFB)، من حيث التكاليف النهائية بالدولار/كيلوواط ساعة المقدمة من MG. تشير النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن سياسة القياس الصافي تقلل الفائض من أكثر من 14 ٪ إلى أقل من 0.5 ٪ وتزيد من مشاركة RESS في MG بأكثر من 10 ٪. تظهر النتائج أيضًا أنه، في الإسقاط السنوي، يمكن لـ MG باستخدام نظام VRFB مع سياسة تعويض بنسبة 25 ٪ أن يحقق أكثر من 100000 دولار من المدخرات، عند مقارنته بـ MG باستخدام نظام LTO بدون Net - Metering.Translated Description (French)
La micro-génération d'électricité apparaît comme une alternative propre et efficace pour fournir de l'énergie électrique. Cependant, l'imprévisibilité du rayonnement éolien et solaire pose un défi pour répondre à la demande de charge, tout en maintenant un fonctionnement stable des micro-réseaux (MG). Cet article propose la modélisation et l'optimisation, à l'aide d'un algorithme intelligent en essaim, d'un système hybride MG (HMGS) avec une politique de compensation Net-Metering. À l'aide de données industrielles et résidentielles réelles provenant d'une région espagnole, un HMGS avec un ESS générique est utilisé pour analyser l'influence de quatre niveaux de rémunération Net-Metering différents en ce qui concerne les coûts, le pourcentage de sources d'énergie renouvelables (SER) et la LOLP. En outre, la performance de deux ESS, Lithium Titanate Spinel (Li4Ti5O12 (LTO)) et Vanadium redox flow batteries (VRFB), est évaluée en termes de coûts finaux $ / kWh fournis par la MG. Les résultats obtenus indiquent que la politique de comptage net réduit l'excédent de plus de 14 % à moins de 0,5 % et augmente la participation des SER dans la MG de plus de 10 %. Les résultats montrent également que, dans une projection annuelle, une MG utilisant un système VRFB avec une politique de rémunération de 25% peut générer plus de 100000 $ d' économies, par rapport à une MG utilisant un système LTO sans Net-Metering.Translated Description (Spanish)
La microgeneración de electricidad surge como una alternativa limpia y eficiente para proporcionar energía eléctrica. Sin embargo, la imprevisibilidad de la radiación eólica y solar plantea un desafío para atender la demanda de carga, al tiempo que se mantiene un funcionamiento estable de las microrredes (MG). Este trabajo propone el modelado y optimización, utilizando un algoritmo de enjambre inteligente, de un sistema híbrido de MG (HMGS) con una política de compensación de Net-Metering. Utilizando datos industriales y residenciales reales de una región española, se utiliza un HMGS con un ESS genérico para analizar la influencia de cuatro niveles diferentes de compensación de Net-Metering con respecto a los costos, el porcentaje de fuentes de energía renovables (RES) y LOLP. Además, el rendimiento de dos ESS, la espinela de titanio de litio (Li4Ti5O12 (LTO)) y las baterías de flujo redox de vanadio (VRFB), se evalúa en términos de los costos finales de $/kWh proporcionados por el MG. Los resultados obtenidos indican que la política de Net-Metering reduce el excedente de más del 14% a menos del 0,5% y aumenta la participación de las RES en el MG en más del 10%. Los resultados también muestran que, en una proyección anual, una MG que utiliza un sistema VRFB con una política de compensación del 25% puede generar más de 100000 $ dólares de ahorro, en comparación con una MG que utiliza un sistema LTO sin Net-Metering.Files
CG_Marcelino_et_al_Net_Metering_mechanism_in_microgrids_to_reduce_power_generation_costs_w_swarm_intelligent_algorithm.pdf.pdf
Files
(4.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:389fbf8faf10f87e35f0dd481e5a4bda
|
4.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم استخدام آلية قياس الشبكة في الشبكات الصغرى لتقليل تكاليف توليد الطاقة باستخدام خوارزمية ذكية للسرب
- Translated title (French)
- Évaluer l'utilisation d'un mécanisme de mesure nette dans les micro-réseaux pour réduire les coûts de production d'énergie avec un algorithme intelligent en essaim
- Translated title (Spanish)
- Evaluar el uso de un mecanismo de Net-Metering en microrredes para reducir los costos de generación de energía con un algoritmo inteligente de enjambre
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4312084652
- DOI
- 10.1016/j.energy.2022.126317
References
- https://openalex.org/W1595159159
- https://openalex.org/W1973289615
- https://openalex.org/W1973308766
- https://openalex.org/W1999768052
- https://openalex.org/W2017428530
- https://openalex.org/W2101879861
- https://openalex.org/W2121044470
- https://openalex.org/W2139764040
- https://openalex.org/W2152195021
- https://openalex.org/W2225414588
- https://openalex.org/W2252634387
- https://openalex.org/W2282214013
- https://openalex.org/W2293040502
- https://openalex.org/W2560623205
- https://openalex.org/W2570681668
- https://openalex.org/W2593754560
- https://openalex.org/W2750306247
- https://openalex.org/W2757248730
- https://openalex.org/W2771348421
- https://openalex.org/W2788023261
- https://openalex.org/W2789374566
- https://openalex.org/W2802042882
- https://openalex.org/W2802343523
- https://openalex.org/W2805855567
- https://openalex.org/W2808048481
- https://openalex.org/W2808477174
- https://openalex.org/W2887613609
- https://openalex.org/W2888106389
- https://openalex.org/W2900920157
- https://openalex.org/W2935813785
- https://openalex.org/W2951091703
- https://openalex.org/W2954412853
- https://openalex.org/W2969302783
- https://openalex.org/W2969751237
- https://openalex.org/W2971201669
- https://openalex.org/W2972513927
- https://openalex.org/W2983325439
- https://openalex.org/W2995103354
- https://openalex.org/W3004288433
- https://openalex.org/W3010782791
- https://openalex.org/W3011710800
- https://openalex.org/W3031510483
- https://openalex.org/W3039157315
- https://openalex.org/W3043110457
- https://openalex.org/W3044206318
- https://openalex.org/W3092321574
- https://openalex.org/W3096871428
- https://openalex.org/W3102886785
- https://openalex.org/W3109639370
- https://openalex.org/W3111964044
- https://openalex.org/W3112801332
- https://openalex.org/W3120635476
- https://openalex.org/W3127206853
- https://openalex.org/W3133840471
- https://openalex.org/W3135682374
- https://openalex.org/W3154084362
- https://openalex.org/W3156477838
- https://openalex.org/W3161563011
- https://openalex.org/W3168662710
- https://openalex.org/W3183602520
- https://openalex.org/W3200848207
- https://openalex.org/W3215734418
- https://openalex.org/W3215823571
- https://openalex.org/W3216311142
- https://openalex.org/W4200378626
- https://openalex.org/W4200384090
- https://openalex.org/W4200429620
- https://openalex.org/W4200569798
- https://openalex.org/W4205429652
- https://openalex.org/W4206574502
- https://openalex.org/W4206740298
- https://openalex.org/W4210912542
- https://openalex.org/W4212781509
- https://openalex.org/W4220661681
- https://openalex.org/W4220704563
- https://openalex.org/W4220781637
- https://openalex.org/W4220792953
- https://openalex.org/W4220944386
- https://openalex.org/W4221088732
- https://openalex.org/W4223609695
- https://openalex.org/W4224213232
- https://openalex.org/W4226320662
- https://openalex.org/W4226364594
- https://openalex.org/W4229023040
- https://openalex.org/W4281622470
- https://openalex.org/W4281681954
- https://openalex.org/W4281958170
- https://openalex.org/W4282053286
- https://openalex.org/W4285736867
- https://openalex.org/W4286206413
- https://openalex.org/W4286383423
- https://openalex.org/W4288859755
- https://openalex.org/W4290065387
- https://openalex.org/W4294662182