به‌منظور کاهش ماهیت عدم قطعیت توربین‌های جریان جزر و مدی متصل به سیستم قدرت حجیم، باید از سیستم‌های ذخیرۀ انرژی با ظرفیت بالا استفاده کرد. در میان سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی گوناگون، باتری‌های جریان ردوکس وانادیوم با ظرفیت بالا را می‌توان در سیستم‌های قدرت استفاده کرد. در این مقاله، یک تحلیل اقتصادی انجام شده و تأثیر باتری‌های ردوکس وانادیوم بر سیستم قدرت دربرگیرندۀ توربین‌های جزر و مدی با در نظر گرفتن اثر قابلیت اطمینان ارزیابی گردیده است. برای این منظور، یک مدل قابلیت اطمینان چندحالته برای توربین‌های جریان جزر و مدی متصل به واحدهای باتری ایجاد شده است. مدل قابلیت اطمینان چندحالته برای مطالعۀ کفایت سیستم‌های قدرت حاوی توربین‌های جزر و مدی در ارتباط با باتری‌های ردوکس وانادیوم استفاده می‌شود. در مدل قابلیت اطمینان پیشنهادی، نرخ شکست اجزای تشکیل‌شده و تغییر در توان تولیدی ناشی از تغییر در سرعت جریان جزر و مدی در نظر گرفته می‌شود. از روش خوشه‌بندی فازی c-means و شاخص Xie-Beni برای تعیین تعداد بهینۀ خوشه‌ها و احتمال وجود آن‌ها در مدل قابلیت اطمینان سیستم شامل توربین‌های جریان جزر و مدی و باتری‌های ردوکس وانادیوم استفاده شده است. نتایج عددی سیستم‌های تست قابلیت اطمینان Roy-Billinton و IEEE برای مطالعۀ اثر توربین‌های جریان جزر و مدی و باتری‌های ردوکس وانادیوم بر قابلیت اطمینان سیستم قدرت و بررسی اثربخشی مدل پیشنهادی ارزیابی می‌شوند.
[1] Shadman, M., Silva, C., Faller, D., Wu, Z., de Freitas Assad, L.P., Landau, L., Levi, C., Estefen, S.F. "Ocean Renewable Energy Potential, Technology, and Deployments: A Case Study of Brazil", Energies, Vol. 12, No. 19, pp. 3658, 2019. doi:10.3390/en12193658
[2] Aly, H.H., El-Hawary, M.E. "The current status of wind and tidal in-stream electric energy resources," American Journal of Electrical Power and Energy Systems, Vol. 2, No. 2, pp. 23-40, 2013.
[3] Ben Elghali, S.B., Benbouzid, M.E.H., Charpentier, J.F. "Marine tidal current electric power generation technology: State of the art and current status", In 2007 IEEE International Electric Machines & Drives Conference, 2007. doi:1109/IEMDC.2007.383635
[4] Testa, A., De Caro, S., and Scimone, T. "Analysis of a VRB energy storage system for a tidal turbine generator", 2009 13th European Conference on Power Electronics and Applications, IEEE, 2009.
[5] Salehi, J., Esmaeilour, S., Samadi Gazijahani, F., Safari, A. "Risk Based Battery Energy Storage and Wind Turbine Allocation in Distribution Networks Using Fuzzy Modeling", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 2, No. 2, pp. 53-65, 2018. doi:22109/jemt.2018.104786.1046
[6] Nazari-Heris, M., Madadi, S., Abapour, S., Mohammadi-Ivatloo, B. "Optimal stochastic scheduling of virtual power plant considering NaS battery storage and combined heat and power units", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 2, No. 3, pp. 1-7, 2018. doi:22109/jemt.2018.133447.1095
[7] Talebi, P., Hejri, M. "Distributed Control of a Grid-connected PV-battery System for Constant Power Generation", Journal of Energy Management and Technology. Vol. 3, No. 3, pp. 14-29, 2019. doi:22109/jemt.2019.164589.1145
[8] Sheikhhoseini, M., Rashidinejad, M., Abdollahi, A., Ameri, M. "The Economic Importance in Developing of the Electrical Storage Systems: A case study of Iran, Kerman", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 3, No. 4, pp. 75-82, 2019. doi:22109/jemt.2019.176843.1169
[9] Ezzati, S.M., Mohammadnezhad Shourkaei, H., Faghihi, F., Soleymani, S. "Emission based economic dispatch in the context of energy hub concept considering tidal power plants", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 4, No. 3, pp. 15-22, 2020. doi:10.22109/jemt.2020.204349.1202
[10] Jannesar, M.R., Sedighi, A.R., Savaghebi, M., Anvari-Moghaddam, A., Guerrero, J.M. "Optimal multi-objective integration of photovoltaic, wind turbine, and battery energy storage in distribution networks", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 4, No. 4, pp. 76-83, 2020. doi:22109/jemt.2020.217725.1227
[11] Tsai, J.S., Chen, F., "The conceptual design of a tidal power plant in Taiwan", Journal of Marine Science and Engineering, Vol. 2, No. 2, pp. 506-533, 2014. doi:10.3390/jmse2020506
[12] Khalid, F., Thies, P.R., Johanning, L. "Reliability assessment of tidal stream energy: significance for large-scale deployment in the UK", Proceedings of Renew 2016, 2nd International Conference on Renewable Energies Offshore,
[13] Delorm, T.M., Zappala, D., Tavner, P.J. "Tidal stream device reliability comparison models", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, Vol. 226, No. 1, pp. 6-17, 2012. doi:1177/1748006X11422620
[14] Mirzadeh, M., Simab, M., Ghaedi, A. "Reliability evaluation of power systems containing tidal power plant", Journal of Energy Management and Technology, Vol. 4, No. 2, pp. 28-38, 2020. doi:22109/jemt.2020.176501.1167
[15] Liu, M., Li, W., Wang, C., Billinton, R.,Yu, J. "Reliability evaluation of a tidal power generation system considering tidal current speeds", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 31, No. 4, pp. 3179-3188, 2016. doi:1109/TPWRS.2015.2473797
[16] Hwang, S.J., Jo, C.H., "Tidal Current Energy Resource Distribution in Korea", Energies, Vol. 12, No. 22, pp. 4380, 2019. doi:10.3390/en12224380
[17] Mirzadeh, M., Simab, M., Ghaedi, A. "Adequacy studies of power systems with barrage-type tidal power plants", IET Renewable Power Generation, Vol. 13, No. 14, pp. 2612-2622, 2019. doi:10.1049/iet-rpg.2018.5325
[18] Shi, N., Luo, Y. "Energy storage system sizing based on a reliability assessment of power systems integrated with wind power", Sustainability, Vol. 9, No. 3, pp. 395, 2017. doi:10.3390/su9030395
[19] Hussein, I., AlMuhaini, M. "Reliability assessment of integrated wind-storage systems using Monte Carlo simulation", In 2016 13th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices (SSD), IEEE, pp. 70-713, 2016. doi:1109/SSD.2016.7473689
[20] Hu, P., Karki, R., Billinton, R. "Reliability evaluation of generating systems containing wind power and energy storage", IET generation, transmission & distribution, Vol. 3, No. 8, pp. 783-791, 2009. doi:1049/iet-gtd.2008.0639
[21] Cheng, L., Wan, Y., Zhou, Y., Gao, D.W. "Operational reliability modeling and assessment of battery energy storage based on Lithium-ion battery lifetime degradation", Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, Vol. 10, No. 6, pp. 1738-1749, 2022. doi:35833/MPCE.2021.000197
[22] Teixeira, T.P., Borges, C.L.T. "Operation strategies for coordinating battery energy storage with wind power generation and their effects on system reliability", Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, Vol. 9, No. 1, pp. 190-198, 2021. doi:35833/MPCE.2019.000492
[23] Wang, H., Shao, Y., and Zhou, L. "Reliability Analysis of Battery Energy Storage Systems: An Overview", 2022 IEEE/IAS Industrial and Commercial Power System Asia (I&CPS Asia), pp. 2036-2040, 2022. doi:1109/ICPSAsia55496.2022.9949910
[24] Wu, X., Conejo, A.J., Mathew, S. "Optimal siting of batteries in distribution systems to enhance reliability", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 36, No. 5, pp. 3118-3127, 2021. doi:1109/TPWRD.2020.3034095
[25] Onaolapo, A.K., Caranen, R.P., Dorrell, D.G., Ogo, E.E., "Reliability evaluation and financial viability of an electricity power micro-grid system with the incorporation of renewable energy sources and energy storage: case study of KwaZulu-Natal, South Africa", IEEE Access, Vol. 9, pp. 159908-159924, 2021. doi:1109/ACCESS.2021.3129980
[26] Majdi Nasab, N., Kilby, J., Bakhtiaryfard, L. "The Potential for Integration of Wind and Tidal Power in New Zealand", Sustainability, Vol. 12, No. 5, pp. 1807-1817, 2020. doi:10.3390/su12051807
[27] Montllonch Araquistain, T. "TIDAL POWER: Economic and Technological Assessment," Tsingh University, Master Thesis, 2010.
[28] Billinton, R., and Allan, R.N. "Reliability Evaluation of Power Systems", 2nd edition, New York, NY, USA and London, U.K.: Plenum, 1994.
[29] Siddique, M., Bakr, A., Arif, R.B., Khan, M.M.R., Ashrafi, Z. "Implementation of Fuzzy C-Means and Possibilistic C-Means Clustering Algorithms", Cluster Tendency Analysis and Cluster Validation. arXiv preprint arXiv:1809.08417, 2019. doi:10.48550/arXiv.1809.0841
[30] Muranishi, M., Honda, K., Notsu, A. "Xie-Beni-type fuzzy cluster validation in fuzzy co-clustering of documents and keywords", In Soft Computing in Artificial Intelligence, Springer, pp. 29-38, 2014. doi:1007/978-3-319-05515-2_4
[31] Lourenssen, K., Williams, J., Ahmadpour, F., Clemmer, R., Tasnim, S. "Vanadium redox flow batteries: A comprehensive review", Journal of Energy Storage, Vol. 25, pp. 100844, 2019. doi:10.1016/j.est.2019.100844
[34] Billinton, R., Kumar, S., Chowdhury, N, Chu, K., Debnath, K., Goel, L., Khan, E., Kos, P., Nourbakh, G. "A Reliability Test System for Educational Purposes-Basic Data", IEEE Power Engineering Review, Vol. 9, No. 8, pp. 67-68, 1989. doi:1109/MPER.1989.4310918
[35] Mongird, Kendall, Fotedar, V., Visvanathan, V., Koritarov, V., Bladucci, V., Alam, J., Hadjerioua, B. "Energy storage technology and cost characterization report", No. PNNL-28866, Pacific Northwest National Lab. (PNNL), Richland, WA (United States), 2019.
[36] Reliability Test System Task Force of the Application of Probability Methods subcommittee, "The IEEE reliability test system", IEEE Transactions on Power System, Vol. PAS-98, No. 6, pp. 2047–2054, 1979. doi:1109/TPAS.1979.319398
قائدی, امیر, صداقتی, رضا, & محمودیان, مهرداد. (1401). تأثیر باتری‌های ردوکس وانادیوم بر قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت دربرگیرندۀ توربین‌های جزر و مدی نوع جریانی. مهندسی و مدیریت انرژی, 12(4), 2-17. doi: 10.22052/jeem.2023.113677
MLA
امیر قائدی; رضا صداقتی; مهرداد محمودیان. "تأثیر باتری‌های ردوکس وانادیوم بر قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت دربرگیرندۀ توربین‌های جزر و مدی نوع جریانی", مهندسی و مدیریت انرژی, 12, 4, 1401, 2-17. doi: 10.22052/jeem.2023.113677
HARVARD
قائدی, امیر, صداقتی, رضا, محمودیان, مهرداد. (1401). 'تأثیر باتری‌های ردوکس وانادیوم بر قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت دربرگیرندۀ توربین‌های جزر و مدی نوع جریانی', مهندسی و مدیریت انرژی, 12(4), pp. 2-17. doi: 10.22052/jeem.2023.113677
VANCOUVER
قائدی, امیر, صداقتی, رضا, محمودیان, مهرداد. تأثیر باتری‌های ردوکس وانادیوم بر قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت دربرگیرندۀ توربین‌های جزر و مدی نوع جریانی. مهندسی و مدیریت انرژی, 1401; 12(4): 2-17. doi: 10.22052/jeem.2023.113677
)