Published November 11, 2019 | Version v1
Publication Open

Investigation of Daytime Peak Loads to Improve the Power Generation Costs of Solar-Integrated Power Systems

  • 1. Jiangsu University
  • 2. Takoradi Technical University
  • 3. University of Nigeria

Description

Improving daytime loads can mitigate some of the challenges posed by solar variations in solar-integrated power systems. Thus, this simulation study investigated the different levels of daytime peak loads under varying solar penetration conditions in solar-integrated power systems to improve power generation cost performance based on different load profiles and to mitigate the challenges encountered due to solar variation. The daytime peak loads during solar photovoltaic generation hours were determined by measuring the solar load correlation coefficients between each load profile and the solar irradiation, and the generation costs were determined using a dynamic economic dispatch method with particle swarm optimization in a MATLAB environment. The results revealed that the lowest generation costs were generally associated with load profiles that had low solar load correlation coefficients. Conversely, the load profile with the highest positive solar load correlation coefficient exhibited the highest generation costs, which were mainly associated with violations of the supply-demand balance requirement. However, this profile also exhibited the lowest generation costs at high levels of solar penetration. This result indicates that improving daytime load management could improve generation costs under high solar penetration conditions. However, if the generation system lacks sufficient ramping capability, this technique could pose operational challenges that adversely impact power generation costs.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن يخفف تحسين الأحمال النهارية من بعض التحديات التي تفرضها الاختلافات الشمسية في أنظمة الطاقة المتكاملة مع الطاقة الشمسية. وبالتالي، بحثت دراسة المحاكاة هذه في المستويات المختلفة لأحمال الذروة النهارية في ظل ظروف الاختراق الشمسي المختلفة في أنظمة الطاقة المدمجة بالطاقة الشمسية لتحسين أداء تكلفة توليد الطاقة بناءً على ملفات الأحمال المختلفة والتخفيف من التحديات التي تواجهها بسبب التباين الشمسي. تم تحديد أحمال الذروة النهارية خلال ساعات توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية من خلال قياس معاملات ارتباط الحمل الشمسي بين كل ملف حمل والإشعاع الشمسي، وتم تحديد تكاليف التوليد باستخدام طريقة إرسال اقتصادية ديناميكية مع تحسين سرب الجسيمات في بيئة ماتلاب. كشفت النتائج أن أقل تكاليف التوليد كانت مرتبطة بشكل عام بملفات تعريف الحمل التي تحتوي على معاملات ارتباط منخفضة للحمل الشمسي. على العكس من ذلك، أظهر ملف تعريف الحمل الذي يحتوي على أعلى معامل ارتباط إيجابي للحمل الشمسي أعلى تكاليف توليد، والتي ارتبطت بشكل أساسي بانتهاكات متطلبات توازن العرض والطلب. ومع ذلك، أظهر هذا الملف أيضًا أقل تكاليف توليد بمستويات عالية من اختراق الطاقة الشمسية. تشير هذه النتيجة إلى أن تحسين إدارة الحمل النهاري يمكن أن يحسن تكاليف التوليد في ظل ظروف الاختراق الشمسي العالية. ومع ذلك، إذا كان نظام التوليد يفتقر إلى القدرة الكافية على الانحدار، فقد تشكل هذه التقنية تحديات تشغيلية تؤثر سلبًا على تكاليف توليد الطاقة.

Translated Description (French)

L'amélioration des charges diurnes peut atténuer certains des défis posés par les variations solaires dans les systèmes d'alimentation intégrés à l'énergie solaire. Ainsi, cette étude de simulation a étudié les différents niveaux de charges de pointe diurnes dans des conditions de pénétration solaire variables dans des systèmes d'énergie solaire intégrés afin d'améliorer la performance des coûts de production d'énergie en fonction de différents profils de charge et d'atténuer les défis rencontrés en raison de la variation solaire. Les charges de pointe diurnes pendant les heures de production solaire photovoltaïque ont été déterminées en mesurant les coefficients de corrélation de la charge solaire entre chaque profil de charge et l'irradiation solaire, et les coûts de production ont été déterminés à l'aide d'une méthode de répartition économique dynamique avec optimisation de l'essaim de particules dans un environnement Matlab. Les résultats ont révélé que les coûts de production les plus bas étaient généralement associés à des profils de charge ayant de faibles coefficients de corrélation de la charge solaire. Inversement, le profil de charge avec le coefficient de corrélation de charge solaire positif le plus élevé présentait les coûts de production les plus élevés, qui étaient principalement associés à des violations de l'exigence d'équilibre offre-demande. Cependant, ce profil présentait également les coûts de production les plus bas à des niveaux élevés de pénétration solaire. Ce résultat indique que l'amélioration de la gestion de la charge diurne pourrait améliorer les coûts de production dans des conditions de pénétration solaire élevée. Cependant, si le système de production ne dispose pas d'une capacité de montée en puissance suffisante, cette technique pourrait poser des problèmes opérationnels qui ont un impact négatif sur les coûts de production d'électricité.

Translated Description (Spanish)

La mejora de las cargas diurnas puede mitigar algunos de los desafíos planteados por las variaciones solares en los sistemas de energía solar integrada. Por lo tanto, este estudio de simulación investigó los diferentes niveles de cargas pico diurnas en diferentes condiciones de penetración solar en sistemas de energía integrados con energía solar para mejorar el rendimiento de los costos de generación de energía en función de diferentes perfiles de carga y para mitigar los desafíos encontrados debido a la variación solar. Las cargas pico diurnas durante las horas de generación solar fotovoltaica se determinaron midiendo los coeficientes de correlación de carga solar entre cada perfil de carga y la irradiación solar, y los costos de generación se determinaron mediante un método de despacho económico dinámico con optimización de enjambre de partículas en un entorno MATLAB. Los resultados revelaron que los costos de generación más bajos generalmente se asociaron con perfiles de carga que tenían bajos coeficientes de correlación de carga solar. Por el contrario, el perfil de carga con el mayor coeficiente de correlación de carga solar positiva exhibió los mayores costos de generación, que se asociaron principalmente con violaciones del requisito de equilibrio entre la oferta y la demanda. Sin embargo, este perfil también exhibió los costes de generación más bajos con altos niveles de penetración solar. Este resultado indica que mejorar la gestión de la carga diurna podría mejorar los costes de generación en condiciones de alta penetración solar. Sin embargo, si el sistema de generación carece de suficiente capacidad de rampa, esta técnica podría plantear desafíos operativos que afecten negativamente los costos de generación de energía.

Files

5986874.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a381cf937709e66d231dc88f7d2a0ef1
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في أحمال الذروة النهارية لتحسين تكاليف توليد الطاقة لأنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة
Translated title (French)
Étude des charges de pointe diurnes pour améliorer les coûts de production d'énergie des systèmes d'énergie solaire intégrée
Translated title (Spanish)
Investigación de las cargas máximas diurnas para mejorar los costes de generación de energía de los sistemas de energía solar integrada

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2983358795
DOI
10.1155/2019/5986874

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1092058279
  • https://openalex.org/W2003341942
  • https://openalex.org/W2007206430
  • https://openalex.org/W2041999873
  • https://openalex.org/W2060349024
  • https://openalex.org/W2089197187
  • https://openalex.org/W2090679576
  • https://openalex.org/W2153119219
  • https://openalex.org/W2254186214
  • https://openalex.org/W2479659029
  • https://openalex.org/W2559764555
  • https://openalex.org/W2586461562
  • https://openalex.org/W2599833444
  • https://openalex.org/W2605852747
  • https://openalex.org/W2607478005
  • https://openalex.org/W2625867474
  • https://openalex.org/W2726518863
  • https://openalex.org/W2733059150
  • https://openalex.org/W2770064059
  • https://openalex.org/W2770562103
  • https://openalex.org/W2792108137
  • https://openalex.org/W2800243038
  • https://openalex.org/W2803523434
  • https://openalex.org/W2898256416