TRANSACTIVE LOCAL ELECTRICAL ENERGY SYSTEMS: FUNCTIONING FEATURES AND DEVELOPMENT PROSPECTS
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2023.290888Keywords:
transactive energy, Microgrid, local energy markets, renewable sources, distributed sourcesAbstract
Due to global concerns about climate change, the deployment of distributed energy resources and electrical and thermal energy storage systems has been accelerated to minimize CO2 emissions. In addition, the need for optimal energy management of these energy resources was emphasized in order to reduce the need for new energy resources. The concept of transactional energy and, accordingly, transactional systems was introduced for modern energy systems as a system of economic and control mechanisms that allow for dynamic balancing of supply and demand in the entire electrical infrastructure using cost as a key indicator. This ensures cost-effective integration of renewable energy sources and creates incentives for investment and innovative renewal of local energy systems, allowing for management of both supply and demand for electricity. The article discusses the architecture of transactional systems and its components. The main objective function of transactional systems is to minimize the total annual costs of the local system, which supports the continuity of energy supply. To estimate the current cost of electricity, it is necessary to have information on the distribution of investments invested in the project before the start of its implementation, between the periods of project implementation. Considered optimization criteria, the use of which depends on specific goals. It is important to use multi-criteria optimization and control methods to determine the structure of the system and the optimal distribution of energy obtained from different sources in order to maximize the efficiency of the entire system, while contributing to the maximum reduction of emissions to the environment, while minimizing the cost of energy production.
References
Khorasany, Mohsen, Donald Azuatalam, Robert Glasgow, Ariel Liebman, and Reza Razzaghi. 2020. "Transactive Energy Market for Energy Management in Microgrids: The Monash Microgrid Case Study" Energies 13, no. 8: 2010. https://doi.org/10.3390/en13082010
Widergren, S.E.; Hammerstrom, D.J.; Huang, Q.; Kalsi, K.; Lian, J.; Makhmalbaf, A.; McDermott, T.E.; Sivaraman, D.; Tang, Y.; Veeramany, A.; et al. Transactive Systems Simulation and Valuation Platform Trial Analysis; Technical Report; Pacific Northwest National Lab. (PNNL): Richland, WA, USA, 2017.
Melton, R. Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project Technology Performance Report Volume 1: Technology Performance; Technical Report; Pacific Northwest National Lab. (PNNL): Richland, WA, USA, 2015.
Holmberg, D.G.; Hardin, D.; Melton, R.; Cunningham, R.; Widergren, S. Transactive Energy Application Landscape Scenarios; Technical Report; NIST: Gaithersburg, MD, USA, 2016.
Orsini, L.; Kemenade, C.; Webb, M.; Heitmann, P. Transactive Energy A New Approach for Future Power Systems. LO3 Energy. 2019. Available online: https://exergy.energy/wp-content/uploads/2019/03/TransactiveEnergy-PolicyPaper-v2-2.pdf (accessed on 27 March 2020).
Huang, Qi & Amin, Waqas & Umer, Khalid & Afzal, Muhammad. (2021). A review of transactive energy systems: Concept and implementation. Energy Reports. 7. 10.1016/j.egyr.2021.05.037.
Honarmand, Mohammad & Hosseinnezhad, Vahid & Hayes, Barry & Siano, Pierluigi. (2021). Local Energy Trading in Future Distribution Systems. Energies. https://doi.org/14.3110.10.3390/en14113110
Zahraoui, Y.; Alhamrouni, I.; Mekhilef, S.; Basir Khan, M.R.; Seyedmahmoudian, M.; Stojcevski, A.; Horan, B. (2021) Energy Management System in Microgrids: A Comprehensive Review. Sustainability, 13, 10492. https://doi.org/10.3390/su131910492
Khorasany, Mohsen & Azuatalam, Donald & Glasgow, Robert & Liebman, Ariel & Razzaghi, Reza. (2020). Transactive Energy Market for Energy Management in Microgrids: The Monash Microgrid Case Study. Energies. 13. 2010. https://doi.org/10.3390/en13082010.
Бєлоха Г.С. Оптимізація технікоекономічних показників локальних систем електроживлення з транзактивним керуванням [Електронний ресурс] : монографія / Г. С. Бєлоха ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 4,01 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 127 с https://ela.kpi.ua/handle/123456789/56855
Siano, P.; De Marco, G.; Rolán, A.; Loia, V. A survey and evaluation of the potentials of distributed ledger technology for peer-to-peer transactive energy exchanges in local energy markets. IEEE Syst. J. 2019, 13, 3454–3466. [CrossRef]
Zia, M.F.; Elbouchikhi, E.; Benbouzid, M.; Guerrero, J.M. Microgrid transactive energy systems: a perspective on design, technologies, and energy markets. In Proceedings of the IECON 2019-45th Annual Conference of the IEEE
Zia, M.F.; Benbouzid, M.; Elbouchikhi, E.; Muyeen, S.; Techato, K.; Guerrero, J.M. Microgrid transactive energy: Review, architectures, distributed ledger technologies, and market analysis. IEEE Access 2020, 8, 19410–19432. [CrossRef]
Chen, Jun; Garcia, Humberto E. (2016). Economic optimization of operations for hybrid energy systems under variable markets. Applied Energy, 177, 11–24. https://doi.odg/10.1016/j.apenergy.2016.05.056
S. Rehman, N. Natrajan, M. Mohandes, L. M. Alhems, Y. Himri and A. Allouhi (2020), "Feasibility Study of Hybrid Power Systems for Remote Dwellings in Tamil Nadu, India," in IEEE Access, 8, 143881-143890, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3014164.
Lin, Y., Wang, J. Realizing the Transactive Energy Future with Local Energy Market: an Overview. Curr Sustainable Renewable Energy Rep 9, 1–14 (2022). https://doi.org/10.1007/s40518-021-00198-0
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- 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.
- 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.
- 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).