A meta-heuristic method to design o

A meta-heuristic method to design off-grid community electrification projects with renewable energies

Highlights
•
Two procedures are proposed to design community electrification projects.
•
A fast deterministic algorithm and a meta-heuristic procedure are developed.
•
Configurations with hybrid energy systems and micro-grids are considered.
•
The proposed procedures enhance solutions obtained by the existing methods.
•
The improvement is proportional to the complexity of the analyzed instance.


The design of off-grid electrification projects considering hybrid systems and distribution microgrids is a complex task that requires the use of decision support tools. Most of existing tools focus on the design of hybrid systems without defining generator locations and microgrids configuration. Recently a deterministic heuristic was developed to solve the problem. In this study we present an enhanced deterministic heuristic and then a meta-heuristic procedure for designing community off-grid electrification projects based on renewable energies considering micro-scale resource variations and a combination of independent generation points and microgrids. Both new algorithms improve performance of the previous existing procedure. The new deterministic heuristic can rapidly (in a computational time lower than 1 min) obtain a good solution. On the other hand, the proposed meta-heuristic method considerably enhances solutions obtained by the deterministic heuristic with a computational time of 1 h on a standard PC. The improvement tends to raise as the complexity of the analyzed instance increases. The proposed algorithm is a complete design tool that can efficiently support the design of stand-alone community electrification projects requiring of low computational resources.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีศึกษาสำนึก meta-การออกแบบโครงการไฟฟ้าพลังงานชุมชน ด้วยพลังงานทดแทนไฮไลท์•ขั้นตอนที่สองมีการนำเสนอการออกแบบโครงการไฟฟ้า•มีพัฒนาอัลกอริธึมแบบ deterministic เร็วและกระบวนการพฤติกรรม meta-•ตั้งค่าคอนฟิกระบบพลังงานแบบผสมผสานและไมโครกริดจะถือว่า•ขั้นตอนการเสนอเพิ่มโซลูชั่นที่ได้รับ โดยวิธีการที่มีอยู่•การปรับปรุงเป็นสัดส่วนกับความซับซ้อนของอินสแตนซ์ที่วิเคราะห์การออกแบบของโครงการไฟฟ้าพลังงานพิจารณาวางระบบและการแจกจ่าย microgrids เป็นงานซับซ้อนที่ต้องใช้เครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจ ส่วนใหญ่ของเครื่องมือที่มีอยู่เน้นการออกแบบระบบผสม โดยการกำหนดสถานกำเนิดและตั้งค่าคอนฟิก microgrids เมื่อเร็ว ๆ นี้ วริ deterministic ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหา ในการศึกษานี้ เรานำเสนอวริ deterministic เพิ่มขึ้น และกระบวนการพฤติกรรม meta-สำหรับการออกแบบโครงการชุมชนไฟฟ้ากริดที่อิงกับพลังงานทดแทนพิจารณารูปแบบทรัพยากรระดับไมโครและจุดอิสระรุ่นและ microgrids อัลกอริทึมใหม่ทั้งปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการที่มีอยู่ก่อนหน้า วริ deterministic ใหม่สามารถอย่างรวดเร็ว (ในการคำนวณเวลาต่ำกว่า 1 นาที) รับแก้ไขปัญหาดี บนมืออื่น ๆ วิธีศึกษาสำนึก meta-เสนอเพิ่มโซลูชั่นที่ได้รับ โดยวริ deterministic ด้วยเวลา 1 ชั่วโมงบนพีซีแบบมาตรฐานคำนวณมาก การปรับปรุงมีแนวโน้มจะ เพิ่มเป็นความซับซ้อนของการเพิ่มอินสแตนซ์ที่วิเคราะห์ อัลกอริทึมที่นำเสนอเป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบที่มีประสิทธิภาพสามารถสนับสนุนการออกแบบของสแตนด์อโลนชุมชนไฟฟ้าโครงการต้องใช้ทรัพยากรคำนวณต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธี meta-แก้ปัญหาในการออกแบบปิดตารางโครงการผลิตไฟฟ้าชุมชนที่มีพลังงานทดแทนไฮไลท์• ขั้นตอนที่สองมีการเสนอในการออกแบบโครงการผลิตไฟฟ้าชุมชน. • อัลกอริทึมที่กำหนดได้อย่างรวดเร็วและขั้นตอนการเมตาแก้ปัญหาที่มีการพัฒนา. • การตั้งค่าด้วยระบบพลังงานไฮบริดและไมโคร -grids ได้รับการพิจารณา. • ขั้นตอนการเสนอเพิ่มประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาได้โดยวิธีการที่มีอยู่. • การปรับปรุงเป็นสัดส่วนกับความซับซ้อนของการวิเคราะห์ตัวอย่างได้. การออกแบบของโครงการผลิตไฟฟ้าปิดตารางพิจารณาระบบไฮบริดและ Microgrids กระจายเป็นงานที่ซับซ้อนที่ต้องใช้ การใช้เครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจ ที่สุดของเครื่องมือที่มีอยู่มุ่งเน้นไปที่การออกแบบระบบไฮบริดโดยไม่มีการกำหนดสถานที่กำเนิดและการกำหนดค่า microgrids เมื่อเร็ว ๆ นี้การแก้ปัญหาที่กำหนดได้รับการพัฒนาในการแก้ปัญหา ในการศึกษานี้เรานำเสนอการแก้ปัญหาที่กำหนดเพิ่มขึ้นและจากนั้นเป็นขั้นตอนการแก้ปัญหาเมตาสำหรับการออกแบบชุมชนออกตารางโครงการผลิตไฟฟ้าขึ้นอยู่กับพลังงานทดแทนพิจารณารูปแบบทรัพยากรไมโครขนาดและการรวมกันของจุดรุ่นที่เป็นอิสระและ Microgrids ทั้งสองขั้นตอนวิธีการใหม่ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของขั้นตอนที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ แก้ปัญหากำหนดขึ้นใหม่อย่างรวดเร็ว (ในเวลาคำนวณต่ำกว่า 1 นาที) ได้รับเป็นทางออกที่ดี ในทางตรงกันข้ามวิธี meta-แก้ปัญหาที่นำเสนอมากช่วยเพิ่มการแก้ปัญหาที่ได้รับการแก้ปัญหาโดยกำหนดด้วยเวลาการคำนวณของ 1 ชั่วโมงในเครื่องคอมพิวเตอร์มาตรฐาน การปรับปรุงที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความซับซ้อนของการวิเคราะห์ตัวอย่างเพิ่มขึ้น อัลกอริทึมที่นำเสนอเป็นเครื่องมือการออกแบบที่สมบูรณ์แบบที่มีประสิทธิภาพสามารถรองรับการออกแบบของสแตนด์อะโลนโครงการผลิตไฟฟ้าชุมชนที่กำหนดของทรัพยากรคอมพิวเตอร์ต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เมตาฮิวริสติกวิธีการออกแบบปิดโครงการกริดไฟฟ้าด้วยพลังงานชุมชนไฮไลท์-สองขั้นตอนที่เสนอการออกแบบโครงการผลิตไฟฟ้าชุมชน-วิธีติดตั้งใช้งานได้อย่างรวดเร็วและเมตาฮิวริสติกขั้นตอนที่พัฒนาขึ้น-การกำหนดค่าด้วยระบบพลังงานไฮบริดและไมโครกริดเป็นสำคัญ-เสนอโซลูชั่นการเพิ่มได้โดยวิธีการที่มีอยู่-การปรับปรุงเป็นปฏิภาคกับความซับซ้อนของข้อมูลตัวอย่างการออกแบบของโครงการผลิตไฟฟ้าจากตารางพิจารณาระบบไฮบริดและ microgrids การซับซ้อนงานที่ต้องมีการใช้เครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจ ส่วนใหญ่ของเครื่องมือที่มีอยู่มุ่งเน้นการออกแบบระบบไฮบริด โดยกำหนดสถานที่ microgrids เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการปรับแต่ง เมื่อเร็ว ๆ นี้เป็น deterministic ) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหา ในการศึกษานี้เราเสนอการปรับปรุงแบบ deterministic และเมตาฮิวริสติกขั้นตอนการออกแบบชุมชนออกตารางการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนโครงการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงทรัพยากรระดับจุลภาคและการรวมกันของจุดรุ่นที่เป็นอิสระและ microgrids . อัลกอริทึมใหม่ทั้ง ปรับปรุงประสิทธิภาพของเดิมที่มีอยู่ ขั้นตอน ใหม่ติดตั้งใช้ฮิวริสติกสามารถอย่างรวดเร็ว ( ในเวลาการคำนวณน้อยกว่า 1 นาที ) ได้รับโซลูชั่นที่ดี บนมืออื่น ๆที่เสนอวิธีการเพิ่มเมตาฮิวริสติกมากโซลูชั่นที่ได้จากการคำนวณของ deterministic ) ด้วยเวลา 1 ชั่วโมงในการปรับปรุงมาตรฐานพีซีมีแนวโน้มที่จะเพิ่มเป็น ความซับซ้อนของการวิเคราะห์ตัวอย่างเพิ่ม วิธีที่เสนอเป็นเครื่องมือการออกแบบที่สมบูรณ์ที่สามารถได้อย่างมีประสิทธิภาพสนับสนุนการออกแบบแบบไฟฟ้าชุมชน โครงการใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์น้อย