Modeling techniques for decentralized energy systems applied in smart grids
- 1. Cadi Ayyad University
- 2. Université Ibn Zohr
Description
Historically, power grids have emerged as the most economical way to match diversified generation resources. After the Second World War, all advanced countries chose to develop a centralized electrical system to transport energy throughout the national territory and then distribute it to the various points of consumption. In this centralized management, production is adapted to an ever-increasing demand, driven by economic and demographic developments. Gradually, the consumption profile has changed: the development of electrical uses (particularly heating and air conditioning), leading to consumption peaks that are increasingly difficult to satisfy. The appearance of the electric vehicle reinforces these growing imbalances between supply and demand. Thus, the production profile has gradually changed: production has moved closer to the places of consumption but has become more variable, such as wind and solar energy (known as intermittent sources of energy production). In this transforming energy view, these historical centralized and unidirectional networks reach saturation and need to be modernized by turning to a decentralized model. In this perspective, the development of smart grids (SG) is taking place. This paper aims to define decentralized energy systems that provide various benefits and cause significant challenges. Finally, we propose several techniques that are highly efficient in modeling and controlling smart grid systems in order to help decision-makers to address complex problems.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تاريخياً، برزت شبكات الطاقة باعتبارها الطريقة الأكثر اقتصاداً لمطابقة موارد التوليد المتنوعة. بعد الحرب العالمية الثانية، اختارت جميع الدول المتقدمة تطوير نظام كهربائي مركزي لنقل الطاقة في جميع أنحاء الأراضي الوطنية ثم توزيعها على نقاط الاستهلاك المختلفة. في هذه الإدارة المركزية، يتكيف الإنتاج مع الطلب المتزايد باستمرار، مدفوعًا بالتطورات الاقتصادية والديموغرافية. تدريجيًا، تغير شكل الاستهلاك: تطور الاستخدامات الكهربائية (خاصة التدفئة وتكييف الهواء)، مما أدى إلى ذروة الاستهلاك التي يصعب تلبيتها بشكل متزايد. يعزز ظهور السيارة الكهربائية هذه الاختلالات المتزايدة بين العرض والطلب. وهكذا، تغير شكل الإنتاج تدريجيًا: فقد اقترب الإنتاج من أماكن الاستهلاك ولكنه أصبح أكثر تقلبًا، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية (المعروفة باسم المصادر المتقطعة لإنتاج الطاقة). في هذه النظرة المتحولة للطاقة، تصل هذه الشبكات المركزية التاريخية أحادية الاتجاه إلى التشبع وتحتاج إلى التحديث من خلال التحول إلى نموذج لامركزي. ومن هذا المنظور، يجري تطوير الشبكات الذكية (SG). تهدف هذه الورقة إلى تحديد أنظمة الطاقة اللامركزية التي توفر فوائد مختلفة وتسبب تحديات كبيرة. وأخيرًا، نقترح العديد من التقنيات عالية الكفاءة في نمذجة أنظمة الشبكة الذكية والتحكم فيها من أجل مساعدة صانعي القرار على معالجة المشكلات المعقدة.Translated Description (French)
Historiquement, les réseaux électriques sont apparus comme le moyen le plus économique de faire correspondre des ressources de production diversifiées. Après la Seconde Guerre mondiale, tous les pays avancés ont choisi de développer un système électrique centralisé pour transporter l'énergie sur tout le territoire national et la distribuer ensuite aux différents points de consommation. Dans cette gestion centralisée, la production est adaptée à une demande toujours croissante, portée par les évolutions économiques et démographiques. Progressivement, le profil de consommation a changé : l'évolution des usages électriques (chauffage et climatisation notamment), conduisant à des pics de consommation de plus en plus difficiles à satisfaire. L'apparition du véhicule électrique renforce ces déséquilibres croissants entre l'offre et la demande. Ainsi, le profil de production a progressivement changé : la production s'est rapprochée des lieux de consommation mais est devenue plus variable, comme l'énergie éolienne et solaire (appelées sources intermittentes de production d'énergie). Dans cette vision énergétique transformatrice, ces réseaux historiques centralisés et unidirectionnels atteignent la saturation et doivent être modernisés en se tournant vers un modèle décentralisé. Dans cette perspective, le développement des smart grids (SG) est en cours. Ce document vise à définir les systèmes énergétiques décentralisés qui offrent divers avantages et posent des défis importants. Enfin, nous proposons plusieurs techniques très efficaces dans la modélisation et le contrôle des systèmes de réseaux intelligents afin d'aider les décideurs à résoudre des problèmes complexes.Translated Description (Spanish)
Históricamente, las redes eléctricas se han convertido en la forma más económica de igualar los recursos de generación diversificada. Después de la Segunda Guerra Mundial, todos los países avanzados optaron por desarrollar un sistema eléctrico centralizado para transportar energía a todo el territorio nacional y luego distribuirla a los diversos puntos de consumo. En esta gestión centralizada, la producción se adapta a una demanda cada vez mayor, impulsada por la evolución económica y demográfica. Poco a poco, el perfil de consumo ha cambiado: el desarrollo de usos eléctricos (particularmente calefacción y aire acondicionado), lo que lleva a picos de consumo que son cada vez más difíciles de satisfacer. La aparición del vehículo eléctrico refuerza estos crecientes desequilibrios entre la oferta y la demanda. Así, el perfil de producción ha cambiado gradualmente: la producción se ha acercado a los lugares de consumo pero se ha vuelto más variable, como la energía eólica y solar (conocidas como fuentes intermitentes de producción de energía). En esta visión de la energía transformadora, estas redes históricas centralizadas y unidireccionales alcanzan la saturación y deben modernizarse recurriendo a un modelo descentralizado. En esta perspectiva, se está llevando a cabo el desarrollo de redes inteligentes (SG). Este documento tiene como objetivo definir sistemas de energía descentralizados que brinden diversos beneficios y causen desafíos significativos. Por último, proponemos varias técnicas que son altamente eficientes en el modelado y control de sistemas de redes inteligentes con el fin de ayudar a los responsables de la toma de decisiones a abordar problemas complejos.Files
e3sconf_iccsre21_01068.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقنيات النمذجة لأنظمة الطاقة اللامركزية المطبقة في الشبكات الذكية
- Translated title (French)
- Techniques de modélisation des systèmes énergétiques décentralisés appliquées dans les réseaux intelligents
- Translated title (Spanish)
- Técnicas de modelado para sistemas energéticos descentralizados aplicados en redes inteligentes
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3199054183
- DOI
- 10.1051/e3sconf/202129701068
References
- https://openalex.org/W1976925365
- https://openalex.org/W1992075497
- https://openalex.org/W2027327378
- https://openalex.org/W2142784486
- https://openalex.org/W2901489701
- https://openalex.org/W4235635028