دانشگاه کاشان مهندسی و مدیریت انرژی 2345-2951 7 3 2023 01 29 Optimal Planning of Energy Hub for Joint Operation of Electricity and Gas Systems Considering Reliability Index طراحی بهینۀ سپهر انرژی برای بهره‌برداری توأم از سیستم‌های برق و گاز با درنظرگرفتن شاخص قابلیت اطمینان 2 19 113416 FA رضا غفارپور دانشگاه علوم و تحقفیقات تهران سعید مرادی دانشگاه تبریز علیمحمد رنجبر دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 2023 01 29 By the recent growing of global trend for decentralized power generation via natural gas, the interest in joint operation of several energy carriers has substantially increased. The most significant concept in this regard is the &quot;Energy Hub&quot;, which in this paper is employed to supply electrical and heat demands via electricity and natural gas carriers. Transformers, furnaces, combined heat and power (CHP) units, and electrical and heat storage units are utilized for this purpose. Unconventionally, CHP units are not modeled as constant electrical and heat efficiencies, and thorough operational characteristics of these units are employed in the problem formulation, which consists of feasible operating region (FOR), and nonlinear input-output relationship. In order to formulate the problem as mixed-integer linear programming, a piecewise linear approximation of CHP units’ operating region is presented to linearize their nonlinear operation. Additionally, the reliability index is added to the problem formulation, containing a model for changing the output point of CHP units in contingencies. The problem is aimed at choosing the best combination of candidate devices for decreasing total costs and increasing the reliability of supply in a long-term planning period. Simulations are presented for a case study, investigating impacts of applying energy price uncertainty on the results. افزایش تمایل جهانی برای تولید غیرمتمرکز انرژی با استفاده از گاز طبیعی، باعث فراگیرتر شدن ایدۀ بهره‌برداری همزمان از چند حامل مختلف انرژی در سال‌های اخیر شده است. مهم‌ترین نظریۀ مطرح در این حیطه، «سپهر انرژی» است که در این مقاله برای تأمین بارهای الکتریکی و حرارتی با استفاده از حامل‌های برق و گاز به‌کار گرفته شده است. برای این کار از ترانسفورماتورها، کوره‌های گرمایی، واحدهای تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و ذخیره‌سازهای الکتریکی و حرارتی استفاده شده است. برخلاف روال رایج، واحدهای CHP < /span> به‌شکل مبدلی با بازده‌های ثابت الکتریکی و حرارتی مدل‌سازی نشده و مشخصۀ کاری کامل این واحدها، شامل ناحیۀ کاری عملی (FOR) و رابطۀ غیرخطی ورودی-‌خروجی در فرمول‌بندی مسئله استفاده شده‌اند. برای خطی‌سازی عملکرد غیرخطی واحدهای CHP < /span>، تقریب تکه‌ای-خطی از ناحیۀ کاری آن‌ها ارائه شده است تا مسئله در قالب برنامه‌ریزی خطی مرکب-عدد صحیح ارائه شود. شاخص قابلیت اطمینان نیز با ارائۀ مدلی از تغییر نقطه‌کار CHP < /span> در شرایط خروج تجهیزات در فرمول‌بندی مسئله گنجانده شده است. هدف، یافتن بهترین ترکیب از تجهیزات نامزد برای کاهش هزینه‌های کل و افزایش قابلیت اطمینان تأمین توان در یک دورۀ‌‌ برنامه‌ریزی طولانی‌مدت است. شبیه‌سازی‌ها بر روی یک سیستم موردی و با مطالعۀ تأثیر اعمال نامعینی قیمت انرژی بر نتایج ارائه شده‌اند. https://energy.kashanu.ac.ir/article_113416_433401ad024ab529fa79115397e5ed6f.pdf