THE FUNCTIONING MODEL OF INTEGRATED ENERGY SUPPLY SYSTEM WITH CO-GENERATION UNITS OPERATION, TAKING INTO ACCOUNT PROSPECTS OF BIOENERGY DEVELOPMENT IN UKRAINE

Authors

  • Yurii Andriiovych Veremiichuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0258-0478
  • Ivan Vasylovych Prytyskach Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1892-0054
  • Olena Serhiivna Yarmoliuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-8571-2573

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2019.182472

Keywords:

integrated power distribution systems, distributed generation, active consumer, сogeneration technology, energy hub, CHP based microgrid, biomass, biogas

Abstract

In conditions of renewable energy sources development and implementation of modern technologies in the energy sector, energy from biomass in the structure of power supply systems is an actual topic. The development of bioenergy is an important part of ensuring the energy security of many countries, as it enables to reduce fossil fuel consumption, dependence on imported energy sources and ensure sustainable local energy supply. The article presents the functioning model of integrated energy supply system (energy hub) with co-generation units operation, taking into account prospects of bioenergy development in Ukraine. This paper studies the optimal operation problem of an energy hub with multiple energy sources to serve electricity and heat loads in the presence prices. The main task was solved to make full use of its own energy sources to meet the needs of consumers in energy carriers with the most effective financial performance. The availability of electric and thermal energy storage devices will allow more efficient usage of available energy resources and equipment. Usage of a cogeneration plant in the structure of the energy hub gives the opportunity to provide energy resources and the possibility of generated electricity trading. A multicriteria approach to the planning and optimization of the operation of such energy hub is proposed. According to the simulation results using the example of an energy hub, it is shown that this method is suitable for planning hourly energy consumption with a compromise in terms of the minimum cost of these energy resources and CO2 emissions.

References

Bioenergy Association of Ukraine. URL: http://uabio.org.

State Agency on Energy Efficiency and Energy Saving of Ukraine. URL: http://saee.gov.ua.

Geleznaia Т., Oleinic E., Geletuha A. Prospects for the production of electricity from biomass in Ukraine. Industrial Heat. 2013. Vol. 35 (6). Рр.67–75.

Haghifam M.-R., Pazouki S., Pazouki S. Renewables and Plug in Electric Vehicles modeling on electricity and gas infrastructures scheduling, 3rd International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems, 2–4 October 2013.

Veremiichuk Y., Prytyskach I., Yarmoliuk O., Mahnitko A., Varfolomejeva R. Analysis of the results of optimal energy consumption planning for residential complex energy hub. IEEE 58th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University, 12–13 October 2017.

Voropai N.I., Stennikov V.A., Barakhtenko E.A. Methodological principles of constructing the integrated energy supply systems and their technological architecture. Journal of Physics: Conf. Series. 2018. Vol. 1111.

Saberi K., Pashaei-Didani H., Nourollahi R., Zare K., Nojavan S. Optimal performance of CCHP based microgrid considering environmental issue in the presence of real time demand response. Sustainable Cities and Society. 2018.

Moazeni S., Miragha A.H., Defourny B. A risk-averse stochastic dynamic programming approach to energy hub optimal dispatch. IEEE Transactions on Power Systems. 2018.

Moghaddam I.G., Saniei M., Mashhour E. A multi-slack Optimization Model for Scheduling Energy Hubs in Smart Grids. Journal of Power Technologies. 2018. Vol. 98 (3). Рр. 287-295.

Parisio A., Vecchio C., Vaccaro A. A robust optimization approach to energy hub management. Electrical Power and Energy Systems. 2012. Vol. 42. Рр. 98–104.

Bozchalui M. Optimal operation of residential energy hubs in smart grids. IEEE Trans. Smart Grid. 2012. Vol. 3. Рр. 1755–1766.

Rastegar M., Fotuhi-Firuzabada M., Lehtonen M. Home load management in a residential energy hub. Electric Power Systems Research. 2015. Vol. 119. Рр. 322–328.

Strelkov M. Static model of electricity market system composition. Power engineering: economics, technique, ecology. 2015. Vol. 3. Рр. 117–123.

Mahnitko A., Berzina K., Zamulko A., Veremiichuk Y., Nakhodov V. Research of Electrical Power Consumers Reaction in Power Consumption Management System. The 9th International Scientific Symposium Elektroenergetika, 12–14 September 2017.

Salvatore J. World Energy Perspective. Cost of Energy Technologies Bloomberg New Energy Finance. London: World Energy Council, 2013. 48 p.

Cost and performance data for power generation technologies. Black & Veatch Holding Company, prepared for National Renewable Energy Laboratory, 2012. 105 p.

Kostiuk V. The modified technique for levelized energy cost computing to provide deterministic and stochastic modeling of new generating facilities. Power engineering: economics, technique, ecology. 2015. Vol. 2. Рр. 64–77.

Veremiichuk Y., Prytyskach I., Yarmoliuk O., Opryshko V., Mahnitko A., Gerhards J., Berzina K. Energy hub functioning model considering perspectives for development of bioenergy in Ukraine. IEEE 18th International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2nd Industrial and Commercial Power Systems Europe. Italy, Palermo, 12–15 June 2018. Рр. 1–6.

Gabrielaitiene I., Melica G., Bertoldi P. How to develop the "Action Plan for Sustainable Energy Development (SEAP) in the cities of the Eastern Partnership and Central Asia JRS sciece and policy report JRC 90401. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2014.

Chaudhari K., Kandasamy N., Kanamarlapudi R., Gooi H. Abhisek Ukil Modeling of charging profiles for stationary battery systems using curve fitting approach. Industrial Electronics Society, 43rd Annual Conference of the IEEE. 29 October–1 November 2017.

Downloads

Issue

No. 1 (2019): Power engineering: economics, technique, ecology

Section

SMART GRID SYSTEMS AND TECHNOLOGIES

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).