A chance constrained approach to optimal sizing of renewable energy systems with pumped hydro energy storage

Atmosfere salınan sera gazlarının büyük bir kısmından fosil yakıtların yanması sorumludur. Fosil yakıtların çevre üzerindeki olumsuz etkilerinin yanı sıra sınırlı kaynaklar olmaları, yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonunu kaçınılmaz kılmaktadır. Ancak, yenilenebilir enerji kaynaklarının aralıklı doğası, enerji çıktısını düzenlemeyi zorlaştırarak düşük sistem esnekliğine neden olur. Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller (PHES) ve piller gibi bir enerji depolama sisteminin benimsenmesi, değişken yenilenebilir enerji kaynaklarının daha büyük bir oranını tam olarak kullanmak ve şebekeye entegre etmek için gereklidir. Öte yandan, yatırım planlama problemlerinde, nadiren meydana gelen olaylar için bile talebinin kesinlikle karşılanabilmesi koşulu ciddi maliyet artışlarına yol açabilmektedir. Bu çalışmada, aralıklı güneş enerjisi üretiminin kapalı döngü pompaj depolamalı hidroelektrik santral sistemi tarafından desteklendiği bir hibrit yenilenebilir enerji sistemi tasarlamak için şans kısıtlı iki aşamalı stokastik bir program öneriyoruz. Bu çalışmanın amacı, enerji talebini önceden belirlenmiş bir hizmet seviyesinde karşılarken toplam yatırım maliyetini minimize etmektir. Sayısal çalışmamız için, Birleştirilmiş Otoregresiv-Hareketli Ortalamalar (ARIMA) tabanlı bir algoritma kullanarak güneş ışınımı için senaryolar üretiyoruz. Büyük ölçekli problemimizi olarak çözmek için Benders tabanlı dal-sınır ayrıştırma algoritması kullanıyoruz. Kapsamlı formülasyonu CPLEX ile çözerek çözüm yöntemimizin performansını değerlendiriyoruz. Bulgular, önerilen algoritmanın problemi CPLEX'ten daha hızlı çözdüğünü göstermektedir.