COMPARATIVE ANALYSIS OF ALGORITHMIC AND SOFTWARE SOFTWARE FOR MODELING PROCESSES IN SYSTEMS WITH ACTIVE CONSUMERS WITH PHOTOVOLTAIC GENERATION

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2024.303070

Keywords:

energy management, renewable energy sources, distributed generation, energy storage systems

Abstract

The article considers the use of algorithmic and software in the context of smart grid development. It has been determined that energy storage systems are key elements of energy management systems for smart communities, as they allow storing energy generated by renewable energy sources (RES) and compensating for the uneven demand for electricity. A comparative analysis of different EMS strategies that combine solar panels and batteries is carried out.

The main energy management strategies are analyzed and the advantages and disadvantages that should be taken into account when choosing them are identified. The concept of smart inverters and their integration into energy storage systems is considered. The structure of hybrid energy storage systems and the main roles of energy storage are presented. The economic benefits of implementing Microgrid and Smart Grid in the energy sector are shown. The development of integrated strategies for managing energy storage systems that take into account all aspects of electricity generation, storage and distribution in smart grids, promoting sustainable and efficient use of resources, is proposed.

The main models and frameworks used for modeling energy systems are considered and the advantages and disadvantages of the models that should be taken into account when researching clear issues in the context of energy management systems development are identified.

References

Денисюк С.П., Дерев’янко Д.Г., Бєлоха Г.С. Підвищення якості електропостачання у Energy Smart Community з джерелами розосередженої генерації // Вісник ВПІ. – 2021. – Вип. 5. – С. 64–70.

Денисюк С.П., Стржелецьки Р. Формування складових інтелектуальної платформи керування енергетичними системами та мережами // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2019. – № 3. – С. 7–22.

Денисюк С.П., Бойко І.Ю. Підвищення енергоефективності microgrid з дизель-генераторами // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2021. – № 2. – С. 15–28.

Денисюк С.П., Коломійчук М.О. Оцінка фінансових та технічних показників ефективності роботи Microgrid в динамічних режимах // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2021. – № 3(65). – С.18–39.

P. T. Moseley and J. Garche, Electrochemical Energy Storage for Renewable Sources and Grid Balancing, 1st ed. London, U.K.: Elsevier, 2014.

Conti S, Faraci G, Nicolosi R, Rizzo SA, Schembra G. Battery management in a green fog-computing node: a reinforcement-learning approach. IEEE Access. 2017;5:21126–38.

H.H. Eldeeb, S. Faddel, O.A. Mohammed, Multi-objective optimization technique for the operation of grid tied PV powered EV charging station, Electr. Power Syst. Res. 164 (2018) 201–211.

J. Hu, Y. Shan, Y. Xu, J.M. Guerrero, A coordinated control of hybrid ac/dc microgrids with PV-wind-battery under variable generation and load conditions, Int. J. Electr. Power Energy Syst. 104 (2019) 583–592.

Денисюк С.П., Стржелецьки Р., Богойко І.І., Стржелецька Н. Аналіз особливостей ефективного впровадження сонячних електростанцій в локальних системах енергозабезпечення // Енергетика: економіка, технології, екологія. 2023. № 2. С. 7–25.

Денисюк С.П., Лисий В.В. Аналіз процесів енергообміну при балансуванні режимів систем енергозабезпечення з розосередженою генерацією // Енергетика: економіка, технології, екологія. 2023. № 3. С. 7–22

Денисюк С.П. Енергетичний перехід – вимоги до якісних змін у розвитку енергетики // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2019. – № 1. – С.7–28.

Денисюк С. П., Соколовський П. В. Аналіз функціонування гнучкої генерації на етапі переходу до інтелектуальних мереж Smart Grid // Електрифікація транспорту. – 2018. – № 15. – С. 31–42

Heinisch V, Odenberger M, Göransson L and Johnsson F (2019) Prosumers in the Electricity System—Household vs. System Optimization of the Operation of Residential Photovoltaic Battery Systems. Front. Energy Res. 6:145. doi: 10.3389/fenrg.2018.00145

Денисюк С.П., Мельничук Г.В., Чернещук І.С., Лисий В.В. Техніко-економічні механізми розвитку локальних систем енергозабезпечення (microgrid) // Енергетика: економіка, технології, екологія. 2021. № 4. С. 7–22.

Wu, X.; Tang, Z.; Stroe, D.-I.; Kerekes, T. Overview and Comparative Study of Energy Management Strategies for Residential PV Systems with Battery Storage. Batteries 2022, 8, 279. https://doi.org/10.3390/ batteries8120279

F. Spertino, A. Ciocia, P. Di Leo, G. Malgaroli, and A. Russo, ‘A Smart Battery Management System for Photovoltaic Plants in Households Based on Raw Production Forecast’, Green Energy Advances. IntechOpen, Feb. 20, 2019. doi: 10.5772/intechopen.80562.

BESS BASICS: BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS FOR PV-SOLAR [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://blog.norcalcontrols.net/bess-battery-energy-storage-systems-pv-solar

OpenEnergy family, OpenEnergy Platform (OEP). URL https://openenergyplatform.org

C. Gaete-Morales, M. Kittel, A. Roth, W.-P. Schill, DIETERpy: A Pythonframework for the Dispatch and Investment Evaluation Tool with EndogenousRenewables, SoftwareX 15 (2021) 100784. doi:10.1016/j.softx.2021.100784.

Downloads

Published

2024-05-15

Issue

No. 2 (2024): 76

Section

ENERGY SYSTEMS AND COMPLEXES

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).