I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2021 ,   pp.   1 2 56 ~ 12 62   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 3 . pp 1 25 6 - 1 262             1256       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   N o v e l   m e t h o d   f o r   c a l c u l a t i n g   i n st a l l e d   c a p a c i t y   o f   st a n d - a l o n e   r e n e w a b l e   e n e r g y   sy st e m s       Tan g - Ti n   D ao 1 ,   Q .   S .   V u 2 ,   V an - D u c   P h an 3 M i n h   T r an 4   1 ,2 S c hoo l   o f   E ng i ne e r i ng - T e c hno l o gy   &   A r t s ,   H o ng   B a ng   I nt e r na t i o na l   U n i v e r s i t y ,   H o   C hi   M i nh  C i t y ,   V i e t na m   3 F a c ul t y   of   A ut o m o bi l e   T e c hno l o gy ,   V a L a ng   U ni v e r s i t y ,   H o   C hi   M i n C i t y ,   V i e t na m     4 O pt o e l e c t r o ni c s   R e s e a r c G r o up ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   T o D uc   T ha ng   U ni v e r s i t y ,     H o   C hi   M i nh   C i t y ,   V i e t na m       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   A ug   1 8 ,   202 0   R e v i s e O c t   1,   20 20   A c c e pt e N o v   18 ,   2020       T he   us e   o f   ne w   e ne r g y   s o ur c e s   t o   r e pl a c e   t r a di t i o na l   e n e r g y   s o ur c e s   i s   t h e   w o r l dw i d e   i nt e r e s t   ba s e d   o i t s   i r r e f ut a b l e   a dv a nt a g e s ,   e s p e c i a l l y   i r e g i o ns   w he r e   s up pl y   s y s t e m s   P o w e r   s u ppl y   c a nno t   r e a c h.   T he   de v i c e s   i ns t a l l e d   c a pa c i t y   ha s   a   s i g ni f i c a n t   e f f e c t   o t he   e c o no m y   a s   w e l l   a s   o s y s t e m   o pe r a t i o n.   I t hi s   pa pe r ,   f o r m ul a t e   a n s o l v e   t he   pr o bl e m   o f   opt i m i z i ng   i ns t a l l e c a pa c i t y   f o r   de v i c e s   ( g e ne r a t o r s ,   c ha r g e   c o nt r o l l e r s ,   s t o r a g e ,   i nv e r t e r s   . . . )   t ha t   a r e   u s e d   i i nd e pe n de n t   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y s t e m s .   I n   i l l us t r a t i ng   t h i s   m e t ho o f   c a l c ul a t i o n,   w e   a pp l y   i t   o a   s t a nd a l o n e   s y s t e m ,   i . e . ,   i t   i s   no t   c o nne c t e t o   t he   po w e r   s up p l y   g r i d.   Ke y w or d s :   L i n e a p r o g r a m m i n g   p r o b l e m   R e n e w a b l e   e n e r gy   S i m pl e x - m e t h o   S t a n d - a l o n e   s y s t e m s   S t o r a ge   e n e r gy   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   V a n - D uc   P h a n     F a c ul t y   of   A ut o m ob i l e   T e c hn o l o g y   V a n   L a ng  U ni v e r s i t y H o   Ch i   M i nh  Ci t y ,   V i e t n a m     E m a i l :   duc . pv @ v l u. e du . v n       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   di f f i c ul t y   i n   c h o o s i n t h e   i n s t a l l e c a p a c i t y   i s   c a us e by   t h e   i na b i l i t y   t o   kn o w   pr e c i s e l y   t h e   c o n s um pt i o n   pa t t e rn s   o f   t h e   l o a a n t h e   r e c e i v e e n e r gy .   I n   r e n e w a b l e   e n e r gy   s y s t e m s ,   t h e   l e v e l   of   e n e r gy   e m i t t e a t   a n y   gi v e n   m o m e nt   de pe nds   s o   m uc h   o t h e   w e a t h e r   t h a t   i t   i s   o nl y   r o ughl y   de t e r m i n e d .   T o ge t h e r   w i t h   t h e   l o a c o n s um pt i o n   c h a ra c t e r i s t i c s ,   t h e   e n e r gy   t ra i t s   o b t a i n e i n   r e a l - t i m e   a r e   de t e rm i n e w i t h   a   c e r t a i n   de g r e e   of   a c c ur a c y   b a s e o n   f a c t o r s   s uc h   a s   w e a t h e r   f o r e c a s t i n g ,   c h a ra c t e r i s t i c s   a t   s i m i l a t i m e   i n t e r v a l s   i t h e   p a s t .   T h i s   l e v e l   of   de v i a t i o i s   a l s o   t a ke i nt o   a c c o un t   w h e n   w e   s i m ul a t e   t h e   s y s t e m .   I n   t h e   c o n v e n t i o n a l   c a l c u l a t i o n   m e t h o ds   [1 - 10] ,   t h e   a ut h o r s   o f t e n   c h o o s e   t h e   i n s t a l l e c a p a c i t y   of   t h e   de v i c e s   b a s e d   o n   t h e   e s t i m a t i o n   o t h e   pow e r   c o n s um pt i o n   a nd  t h e   r e c e i ve pow e r   of  t h e   ge n e r a t i n de v i c e s   (r e n e w a b l e   a m o u n t ,   c o n v e r t e r,   U P S ,   …).   T hi s   i s   n o t   e n o ug h   t o   c o n v i n c e   us   t o   c a l c ul a t e   t h e   o pt i m a l   i n v e s t m e n t   c o s t   f o r   t h e   n e c e s s a r y   e qui pm e n t   a n d   s ugge s t s   us   t o   f i n d   s o m e   m o r e   e ff e c t i v e   m e t h o f o r   t h i s   i s s ue .   T o   i l l us t ra t e   t h e   pr o po s e m e t h o d,   w e   a s s um e   t ha t   e n e r gy - c o n s um i n o b j e c t s   c o n s um e   o n l y   a c t i v e   pow e r .   T h e   c ha r a c t e r i s t i c s   of   t h e   l o a ha v e   m a xi m u m   da y t i m e   v a l ue   a nd  v a r y   b e t w e e n   da y s   of   t h e   w e e a n b e t w e e n   di f f e r e n t   s e a s o n s   of   t h e   y e a r .   T h e   c a pa c i t y   of   t h e   l o a c o n s i s t s   o f   t w o   pa r t s ,   t h e   f i xe c o m po n e n t   c o n s i s t s   o f   t h e   c r i t i c a l   l o a ds ,   a n t h e   c o m po n e nt   i s   c ha n ge a b l e .   T ha t   i s ,   i t   i s   po s s i b l e   t s h i f t   t h e   t i m e   o f   us e .   T o   s o l ve   t h i s   p r o b l e m ,   w e   t a ke   t h e   pr o b l e m   t o   s o l v e   t h e   l i n e a r   p r o g r a m m i n p r o b l e m   w i t h   t h e   num b e r   o v a r i a b l e s   i n   t h e   t h o us a n ds .   T h e   w o r ki n m o de l   o f   t h e   s y s t e m   i s   s i m u l a t e f o r   a   pe r i o o f   a   y e a r ,   w i t t h e   i nt e r v a l   b e t w e e n   di s c r e t e   po i nt s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m e t h od  f or   c al c u l at i ng  i ns t a l l e d   c ap ac i t y   o f   s t and - a l o ne   r e ne w abl e   e n e r gy   s y s t e m s   ( T ang - T i D ao)   1257   e qua l   t o   12  m i nut e s   [11 - 20] .   T h e   r e m a i ni n o f   t h i s   pa pe c a n   b e   dr a w n   a s   f o l l ow s .   T h e   s e c o n s e c t i o n   de s c r i b e s   t h e   m e t h o d.   T h e   n u m e r i c a l   r e s ul t s   a nd  s o m e   di s c us s i o n   a r e   pr o v i de i n   t h e   t h i r s e c t i o n .   A n t h e   l a s t   s e c t i o n   c o n c l ude s   t h i s   r e s e a r c h.       2.   M ET H O D     T h e   pr o b l e m   i n   t hi s   pa pe r   i s   r e l a t e t o   t h e   r e s e a r c h   p r o j e c t   o n   t h e   po s s i b i l i t y   of   i n s t a l l i n a   r e n e w a b l e   e n e r gy   s y s t e m   t o   r e pl a c e   t h e   ge n e ra t o r   ga s   t u r b i ne .   T h e   c ha r a c t e r i s t i c   of   t h e   l o a l i n e ,   i n   t h i s   c a s e ,   i s   t h e   u n e v e n   e n e r gy   c o n s um p t i o b e t w e e n   di f f e r e n t   t i m e s ,   a n d   a t   s o m e   po i n t ,   a n   e xc e pt i o na l l y   h i g h   de m a n d   fo r   e l e c t r i c i t y   oc c ur s .   L o a r o ut i ng  c o n s i s t s   o f   t w o   pa rt s ,   f i x e a n v a ri a b l e ,   i . e . ,   c a n   c ha n ge   t h e   t i m e   o f   us e .   B e s i de s ,   t h e   po w e r   c o n ve r t e r s   a n t h e   s a v e   de v i c e s   a r e   a s s um e t o   b e   l o s s l e s s   (a n   a c c e pt e h y p o t h e s i s   s a s   n o t   t o   c o m pl i c a t e   t h e   p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   m a i n   i de a   o f   t h e   p r o b l e m ,   i t   c a b e   di s a s s e m b l e d.   O n l y   b i n t r o duc i n a   s pe c i f i c   l o s s   f a c t o r   fo r   e a c h   pa rt i c ul a r   t y pe   of  e qui pm e n t ) ,   t h e   i n i t i a l   a n f i na l   e n e r gy   s t a t e s   of  t h e   s t o r a ge   de v i c e   a r e   c o n s i de r e t h e   s a m e   a t   t h e   b e gi nn i ng   a n e n o t h e   pe r i o s i m ul a t i o n.   T h e   ob t a i n e e n e r gy   c a pa c i t y   o f   w i n po w e r   ge n e ra t o r s   f o r   1   kW   o f   i ns t a l l e c a pa c i t y   i s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .   T h i s   c h a ra c t e ri s t i c   i s   de t e r m i n e b a s e o n   s pe c i f i c   w e a t h e r   r ul e s   of   e a c h   r e gi o n.   I n   t h e   s i m ul a t i o n ,   t o   e n s ur e   t ha t   t h e   s y s t e m   w o r ks   pe r f e c t l y   fo r   a l l   r e a l i t i e s ,   w e   i n c l ude   t h e   s e a s o n a l   w e a t h e r   p r o b a b i l i t y   f un c t i o n   a nd  t h e   l o c a t i o n   w h e r e   t h e   s y s t e m   i s   i n s t a l l e d,   i . e . ,   i n   t h e   s i m ul a t i o n.   T hi s   c ha r a c t e r i s t i c   i s   n o t   a   s t a t i c   (f i xe d)  c h a ra c t e ri s t i c   [21 - 25 ].           F i gu r e   1 .   T h e   o b t a i n e e n e rgy   c a pa c i t y   of   w i n po w e r   ge n e ra t o r s   f o r   1   kW       T h e   b a s i c   qu a n t i t i e s   s pe c i f i c a l l y   de s c r i b e   t h e   e l e c t r i c i t y   s t o r a ge   pa r t     s t o   m i n s t o s t o   m a x () P P t P ,   (1)     s t o   m i n s t o s t o   m a x () W W t W  ,   (2)     w h e r e s t o Pt     t h e   po w e r   o t h e   s t o r a ge / i n v e r t e r   de v i c e s   a n st o Wt     c a pa c i t y   of   t h e   s t o r a ge   at  m o m e n t   t ; s t o   m i n P   ; s t o   m a x P ; s t o   m i n W   a nd  s t o   m a x W     l i m i t   di s c h a rge ,   c h a r ge ,   r e m a i ni n a n m a x i m u m   e n e r gy   of   t h e   U P S   t o   i t s   s a f e t y   a s s ura n c e .     s t o s t o 0 ( ) ( ) t W t P t d t   (3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1 2 5 6   -   1 2 6 2   1258   T h e s e   l i m i t s   a r e   v a l i f o r   e a c h   t y pe   of   b a t t e r y   us e [4].   H e r e , sto ( ) 0 Pt   i f   a t   t i m e   t ,   t h e   U P S   di s c ha r ge s   e l e c t ri c i t y ,   a n d   i f sto ( ) 0 Pt   a t   t i m e   t ,   t h e   U P S   c ha r ge s .   W e   ha v e     s o l a r s o l a r   m a x 0 ( ) P t P    (4)     w i n d w i n d   m a x 0 ( ) P t P    (5)     w h e r e   s o l a r   m a x P   a n d   w i n d   m a x P     i n s t a l l e pow e r   of  w i n t u r b i n e s   a n s o l a r   pa n e l s s ol ar Pt   a n w ind Pt     a c t u a l   po w e r   o f   w i n d   t u r b i n e s   a nd  s o l a p a n e l s ;   F o r   t h e   l o a d,   l o a d () Pt -   t h e   i n s t a n t a n e o us   c a pa c i t y   of   t h e   i ni t i a l   l o a d.   A s   m e n t i o n e a b ov e ,   t h e r e   a r e   t w o   c o m po n e n t s   a n d   c a b e   c a l c ul a t e d   a s     l o a d c o n s t v a r ( ) ( ) ( ) P t P t P t    (6)     T h e   l o a e n e r gy   c o n s um e l o a d W   f r o m   0 t   t o   tT ,   f o r   T   s i m ul a t i o n   t i m e ,   i t hi s   p r o b l e m ,   w e   s i m ul a t e   t h e   s y s t e m   t o   o pe r a t e   f o r   a   y e a r ,   w e   h a v e   a s   i [3]     l o a d l o a d c o n s t v a r c o n s t v a r 0 0 0 ( ) ( ) ( ) T T T W P t d t P t d t P t d t W W   ( 7)     w ith     v a r v a r 0 () T W P t d t   (8)     E qua t i o n   o f   pow e r   b a l a n c e       s o l a r w i n d s t o l o a d ( ) ( ) ( ) ( ) P t P t P t P t     o r     v a r s o l a r w i n d s t o c o n s t ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) P t P t P t P t P t   ( 9 )     E qua t i o n   (9)  s t a t e s   t h e   f a c t   t h a t   t h e   e n e r gy   ob t a i n e f r o m   t h e   ge n e ra t o r s   m us t   m e e t   t h e   c o n s um pt i o de m a n o f   t h e   l o a a t   a l l   t i m e s .   I t   i s   n o t   f e a s i b l e   t o   s o l ve   t h e   e qua t i o n s   w i t h   a   s e r i e s   of   c o n di t i o n s ,   a s   m e nt i o n e d   a b o ve ,   by   t h e   c a l c u l us   m e t h o d,   s o   w e   b r i n g   t h e   a b ov e   pr o b l e m   t o   a   l i n e a f o r m   [26 - 32].   W e   e xa m i n e   c o l um n   v e c t o r s s t o P s o l a r P w i n d P v a r P ,   w h o s e   e l e m e n t s   a r e   v a l ue s   c o r r e s po n di ng  t o   t h e   qua n t i t i e s sto () Pt s o l a r () Pt w i n d () Pt v a r () Pt ,   a t   di s c r e t e   t i m e s ,   w i t h   11 : { 0 ; ;   } k k k N t t t t h t T ,   -   p ra c t i c a l   s t e ps   i n   t h e   s i m ul a t i o n .   -   12  m i nut e s .   N e xt ,   t o   m a ke   w r i t i ng  t h e   qua nt i t i e s   s i m pl e r ,   w e   de n o t e s t o , s t o () kk P P t , s o l a r , s o l a r () kk P P t w i n d , w i n d () kk P P t v a r , v a r () kk P P t .   T h e n   w e   h a v e     s t o s t o , 1 s t o , 2 s t o , ,   ,   ,   t N P P P   P ;   so l a r so l a r , 1 so l a r , 2 so l a r , t N P P P   P ;   w i n d w i n d , 1 w i n d , 2 w i n d , ,   ,   ,   t N P P P   P ;   v a r v a r , 1 v a r , 2 v a r , t N P P P   P .     T h e   a m o unt   o f   e n e r gy   c o n s um e c a c h a nge   t h e   t i m e   o f   us e   a n c a b e   c a l c ul a t e a s   t h e   f o l l ow i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m e t h od  f or   c al c u l at i ng  i ns t a l l e d   c ap ac i t y   o f   s t and - a l o ne   r e ne w abl e   e n e r gy   s y s t e m s   ( T ang - T i D ao)   1259   v a r v a r v a r , v a r 1 l o a d c o n s t 1 0 () T N t n n W P t d t P h h B W W 1P     W i t h   -   un i t   v e c t o r s   of  t h e   c o r r e s po n di ng  s i z e .   F r o m   t he   h y po t h e s i s   t h a t   t h e   i n i t i a l   U P S   s t a t e     s t o ( 0 ) W   sto () WT = s t o , N W ,   w e   ge t :     s t o s t o s t o s t o , 1 2 s t o , ( 0 ) t N W W h W B W 1P   o r   st o 2 st o, st o t N h B W W 1P   (10)     T h e n   i t   c a n   b e   w r i t t e n   (9)  i n   m a t ri f o r m   a s   t h e   f o l l ow i n g w h e r e   E   -   t h e   u n i t   m a t r i x.   F i na l l y ,   i n   m a t r i x   f o r m ,   w e   ha v e     v a r 1 s to 2 s o l a r w in d 3 t t B h B h        X B A P 1 0 0 0 P 0 1 0 0 A X B P0 0 0 0 0 PB E E E E ,   (11)     w i t -   t h e   v e c t o r   ha s   n o   c o rr e s po n di ng  s i z e .   F o r   (3) ,   i t   i s   a s s um e d   t ha t   t h e   U P S   a n d   c o n v e r t e r   a r e   l o s s l e s s .     s t o , n s t o s t o , s t o   m a x 1 0 ( 0 ) ;       1 , n i i W W P h W n N     O i m a t ri x   f o r m     s t o , 1 s t o , 2 s t o s t o   m a x s t o s t o , 1 0 0 1 1 0 ( 0 ) ( 0 ) 1 1 1 N P P W h W W P              S 11 .     Or sto sto   m a x sto sto ( 0) ( 0) W W W hh 1 S P 1 ,   t h e n     s t o   m a x s t o s t o s t o ( 0 ) 1 ( 0 ) WW W h        S 1 P S 1 .     W e   h a v e     v a r s t o s t o   m a x s t o s o l a r s t o w i n d ( 0 ) 1 ( 0 ) WW W h         P 00 P S1 C X D P S1 P 00   (12)     F o r   c l a r i t y ,   w e   r e - e n um e ra t e   t h e   c o n di t i o n s   i n   t h e   f o r m   o f   i ne qua l i t y   a s   fo l l ow s Co r r e s po n d i n gl y ,   i n   m a t r i x   f o r m     v a r l o a d s t o s t o   m a x s t o   m i n s o l a r s o l a r   m a x w i n d w i n d   m a x P P P P P         P1 0 P1 1 P1 0 P1 0   ( 13)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1 2 5 6   -   1 2 6 2   1260   E n e rgy   us e r s   w i l l   fe e l   c o m fo r t a b l e   w i t h   l e s s   a dj us t m e nt   t o   t h e i r   e n e r gy   c o n s um pt i o n.   T h e r e f o r e ,   i t h i s   c a s e ,   w e   us e   t h e   t a rge t   f un c t i o n,   w h i c h   i s   t h e   l o a c a pa c i t y   t h a t   i t   c a n   c ha n ge   w h e n   us i ng  t h e   m i ni m um ,   i . e .   v a r ,   m in i P a nd  i s   w r i t t e i n   m a t ri x   f o r m   l i ke   t h i s     v a r s t o s o l a r w i n d m in F       P P 1 0 0 0 P P   (14)     T o t a l   n u m b e r   o f   v a r i a b l e s   w h e n   s i m ul a t i n t h e   s y s t e m   i n   a   y e a r   w i t h   a n   o b s e r v a t i o n   s t e o 12   m i n u t e s   w a s   43  8000   v a ri a b l e s   [28 - 32] .       3.   N U M ER I C A R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   s i m u l a t i o n s   w e r e   c a rr i e o u t   o v e r   y e a r ,   s u i t a b l e   fo r   di ff e r e n t   c h a ra c t e r i s t i c s   of   w i n a n s o l a e n e r gy   (di ff e r e n t   w e a t h e r   c o n di t i o n s ).   I n   w h i c h   t h e   f un c t i o n s   a n a r e   dy n a m i c   f un c t i o n s ,   i . e . ,   i n c l ude s   t h e   pr o b a b i l i t y   f un c t i o n   o f   w e a t h e r   (s u n s h i n e ,   w i n d)  a t   t h e   s ur v e y   p o i n t .   F i gu r e   2 ,   F i gu r e   3,   F i gu r e   s h o w   t h e   pr o b a b i l i t y   t h a t   t h e   s y s t e m   c a n   o pe r a t e   c o rr e c t l y   c a n   m e e t   t h e   r e qu i r e m e n t s   o f   t h e   c o n s um p t i o n   l o a c o r r e s po n di ng  t o   t h e   i n s t a l l e pow e r   of   t h e   ge n e r a t o r.   I n   F i g ur e   2 ,   w h e n   t h e   i n s t a l l e c a pa c i t y   of   t h e   s o ur c e s   s ol ar Pt   = kW ,   w ind Pt   = kW ,   a t   t h e   po w e r   l e ve l   of   t h e   U P S   i s   e qua l   t o   3. kW   a n i t s   c a pa c i t y   i s   5   kW ,   o n l y   80%  o f   t h e   c a pa c i t y   of   t h e   s y s t e m ,   t ha t   i s ,   t h e   s o ur c e s   s uppl y   e n o ugh   t o   m e e t   t h e   de m a n d .   T h i s   pr o b a b i l i t y   r e m a i n s   c o n s t a nt   a s   t h e   c a pa c i t y   i n c r e a s e s ,   a nd  (o r t h e   c a pa c i t y   of   t h e   s e t   i s   i n c r e a s e (F i gu r e   2).   T h i s   i s   e xpl a i n e by   t h e   f a c t   t ha t   t h e   s o ur c e s   of   w i n a nd  s o l a e n e r gy   s t r o n g l y   de pe n o n   t h e   w e a t h e f a c t o r s ,   a n t h e r e f o r e   w h e n   t h e   s u n   a n (o r t h e   w i n d   i s   w e a k,   t h e   a c t ua l   a m o unt   o f   p ow e r   ob t a i n e do e s   n o t   m e e t   t h e   c o n s um p t i o n   de m a nd.   I n   F i g u r e   3   a nd  F i gu r e   4 ,   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   w h e n   i n c r e a s i ng  t h e   i n s t a l l e c a pa c i t y   of   w i n t u r b i n e s   o r   s o l a r   pa n e l s   b y   1   kW ,   t h e   po w e r   o f   t h e   U P S   i s   e qua l   t o   3. 5   kW   a nd  i t s   c a p a c i t y .   By   4   kW ,   t h e   pr o b a b i l i t y   fo r   t h e   s y s t e m   t o   o pe r a t e   c o r r e c t l y   i s   a ppr o xi m a t e l y   100%,   i . e . ,   t h e   s o ur c e   a l w a y s   m e e t s   t h e   l o a d.           F i gu r e   2 .   s ol ar Pt   = 3   kW ,   w ind Pt   = 3   kW       F r o m   t h e s e   r e s ul t s ,   t h e   l a r ge r   t h e   i n s t a l l e c a pa c i t y   of   t h e   w i n a nd  s o l a r   po w e r   s y s t e m s ,   t h e   l o w e r   t h e   c a pa c i t y / c a pa c i t y   o f   t h e   uni t s .   T hi s   i s   e v i de n t   b e c a us e   t h e   m o r e   e xt e n s i v e   t h e   i n s t a l l e c a pa c i t y ,   t h e   l a r ge r   t h e   a c t ua l   c a p a c i t y   o t h e   ge n e r a t e t r a n s m i t t e r s ,   a nd  t h e r e f o r e ,   o c o ur s e ,   t h e   r e qui r e c a p a c i t y / c a pa c i t y   o t h e   u n i t s   de c r e a s e s .   F r o m   t h e   a b ov e   c a l c ul a t i o n ,   i t   i s   c l e a t ha t   w e   c a n   u l t i m a t e l y   de t e r m i n e   t h e   o pt i m a l   i n v e s t m e n t   c o s t   fo r   e a c h   e n e r gy   c o n s um pt i o n   b a s e o n   t h e   c a l c ul a t i o n   a n s e l e c t i o n   o f   t h e   pa r a m e t e r s   of   t h e   e qui pm e n t   n e c e s s a r y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m e t h od  f or   c al c u l at i ng  i ns t a l l e d   c ap ac i t y   o f   s t and - a l o ne   r e ne w abl e   e n e r gy   s y s t e m s   ( T ang - T i D ao)   1261       F i gu r e   3 .   s ol ar Pt   = 3   kW ,   w ind Pt   = 4   kW       F i gu r e   4 .   s ol ar Pt   = 4   kW ,   w ind Pt   = 3   kW     T h e   r e s ul t s   o f   t h e   s i m ul a t i o n   a r e   qui t e   r e a s o na b l e ;   w h e t h e   i n s t a l l e c a p a c i t i e s   a r e   l a r ge ,   t h e   pr o b a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   w o r ki n pe r f e c t l y   i s   g r e a t e s t .   T h i s   c o r r e s po n ds   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e   e n e r gy   ob t a i n e a n f r o m   t h e   U P S s   a l w a y s   m e e t s   t h e   c o n s u m pt i o o f   t h e   l o a d.   Co n v e r s e l y ,   w h e n   t h e   i n s t a l l e c a p a c i t i e s   a r e   s m a l l e r,   t h e   p r o b a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   w o r ki n pe r f e c t l y   i s   a l s o   r e duc e d,   c o r r e s po n d i n t o   t h e   f a c t   t ha t   e n e rg y   do e s   n o t   m e e t   t h e   c o n s um p t i o n   o f   t h e   l o a d.   F r o m   t h e   r e s ul t s   ob t a i n e d,   t h e   c h o i c e   of   de s i gn   c a pa c i t y   be c o m e s   m uc s i m pl e r   a n d   m o r e   e ff i c i e n t .   C l e a r l y ,   t h e   m e t h o d e s c r i b e i t h e   pa pe r   ha s   s h o w n   o ut s t a n di ng  a dv a n t a ge s   i n   c a l c ul a t i n t h e   i n s t a l l e c a p a c i t y   of   i n de pe n d e n t   r e n e w a b l e   e n e r gy   s y s t e m s .   T hi s   p r o b l e m   i s   pe r f e c t l y   a ppl i c a b l e   t o   t h e   c a l c ul a t i o o f   n o n - i n de pe n de nt   (g r i d - c o nn e c t e d)  r e n e w a b l e   e n e r gy   s y s t e m s .       4.   C O N C LU S I O N     In   t hi s   pa pe r ,   f o r m u l a t e   a n s o l v e   t h e   pr o b l e m   of   o pt i m i z i ng  i n s t a l l e c a pa c i t y   fo r   de v i c e s   t h a t   a r e   us e i n   i n de pe n de nt   r e n e w a b l e   e n e r gy   s y s t e m s .   I n   i l l us t ra t i n t h i s   m e t h o o f   c a l c ul a t i o n,   w e   a ppl y   i t   o n   a   s t a n d a l o n e   s y s t e m ,   i . e . ,   i t   i s   n o t   c o nn e c t e t o   t h e   pow e r   s uppl y   gr i d .   F r o m   t h e   r e s ul t s ,   w e   c a n   s e e   t ha t   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   s i m u l a t i o n   a r e   qui t e   r e a s o na b l e ;   w h e n   t h e   i n s t a l l e c a p a c i t i e s   a r e   l a r ge ,   t h e   p r o b a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   w o r ki ng  pe r f e c t l y   i s   gr e a t e s t .   T hi s   c o rr e s po n ds   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e   e n e rgy   ob t a i n e a n d   f r o m   t h e   U P S   a l w a y s   m e e t s   t h e   c o n s um pt i o o f   t h e   l o a d .   Co n v e r s e l y ,   w h e n   t h e   i n s t a l l e c a p a c i t i e s   a r e   s m a l l e r,   t h e   pr o b a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   w o r ki n pe r f e c t l y   i s   a l s o   r e duc e d,   c o rr e s po n di ng  t o   t h e   f a c t   t ha t   e n e r gy   do e s   n o t   m e e t   t h e   c o n s um pt i o n   o t h e   l o a d.   F r o m   t h e   r e s ul t s   ob t a i n e d,   t h e   c h o i c e   of   d e s i gn   c a pa c i t y   b e c o m e s   m uc h   s i m pl e a n d   m o r e   e f f i c i e n t .       A C K N O WL ED G E M EN TS     T h i s   w o r i s   f u n de b y   H o n B a n g   I n t e rna t i o na l   U n i v e r s i t y   unde g ra n t   c o de   G V T C14. 1 . 04       R EF ER EN C ES   [ 1]   L E D   P a c ka g i ng   f o r   L i g ht i ng   A ppl i c a t i o ns ,   D e s i g o f   L E D   P a c ka g i ng   A ppl i c a t i o ns ,   pp .   21 5 31 5 20 11 ,   do i : 10. 1002/ 9780 4708 2785 7. c h6 .   [ 2]   E .   G i bne y ,   N o be l   f o r   B l u e   L E D   T ha t   R e v o l ut i o ni z e d   L i g ht i ng , ”  N at ur e ,   v o l .   51 4 ,   no .   7521 ,   pp.   15 2 15 3 201 4 ,   do i : 10. 1038/ 5141 52a .   [ 3]   T .   M a i   e t   a l . ,   R e ne w a b l e   E l e c t r i c i t y   F ut ur e s   f o r   t h e   U ni t e S t a t e s ,   i I E E E   T r a ns a c t i on s   on  Su s t ai n abl e   E ne r gy v o l .   5,   no .   2,   p p.   37 2 37 8,   A p r.   20 14.   [ 4]   V .   H .   T r a a nd   M .   C o up e c ho ux,   C o s t - c o ns t r a i ne d   V i t e r bi   A l g o r i t hm   f o r   R e s o ur c e   A l l o c a t i o i S o l a r   B a s e   S t a t i o ns ,   I E E E   T r an s ac t i ons   o W i r e l e s s   C om m un i c a t i on s pp .   1 - 15 201 7.   [ 5]   W .   P r i y o n o ,   D .   F .   W i j a y a ,   a nd  E .   F i r m a ns y a h,   S t udy   a nd  S i m ul a t i o o f   a   H y br i S t a nd - a l o ne   P V   S y s t e m   f o r   R ur a l   T e l e c o m m uni c a t i o ns   S y s t e m ,   2018  3r I n t e r na t i o nal   C on f e r e nc e   on  I nf or m a t i on  T e c hno l og y ,   I nf o r m a t i o Sy s t e m s   and  E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng  ( I C I T I SE E ) ,   Y o gy a ka r t a ,   I ndo ne s i a ,   20 18 ,   pp .   418 422 .   [ 6]   B .   M i r s he ka r po ur   a nd  S .   A .   D a v a r i ,   E f f i c i e nc y   O pt i m i z a t i o a nd  P o w e r   M a na g e m e n t   i a   S t a nd - A l o ne   P ho t o vo l t a i c   ( P V )   W a t e r   P um p i ng   S y s t e m ,   7t P ow e r   E l e c t r oni c s ,   D r i v e   Sy s t e m s   &   T e c hnol o gi e s   C on f e r e nc e   ( P E D ST C   2016) ,   T e h r a n ,   I r a n 2016 ,   pp .   427 433 .   [ 7]   J .   H a n ,   C .   C ho i ,   W .   P a r k,   I .   L e e ,   a nd  S .   K i m ,   S m a r t   ho m e   e n e r g y   m a na g e m e nt   s y s t e m   i nc l ud i ng   r e ne w a bl e   e ne r g y   ba s e o Z i g B e e   a nd  P L C ,   i I E E E   T r an s ac t i ons   on  C on s um e r   E l e c t r on i c s ,   v o l .   60,   no .   2,   pp .   198 202 ,   M a y   2014 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1 2 5 6   -   1 2 6 2   1262   [ 8]   B .   Z ho e t   al .,  O pt i m a l   S c he du l i ng   o f   B i o g a s S o l a r W i n R e ne w a b l e   P o r t f o l i o   f o r   M ul t i c a r r i e r   E n e r g y   S uppl i e s ,   i n   I E E E   T r an s ac t i on s   o P ow e r   Sy s t e m s ,   v o l .   33 ,   no .   6,   pp.   62 29 6 23 9 ,   N o v .   20 18 .   [ 9]   I E E E   G ui de   f o r   S e l e c t i ng ,   C ha r g i ng ,   T e s t i ng ,   a nd   E v a l u a t i n g   L e a d - A c i B a t t e r i e s   U s e i n   S t a nd - A l o ne   P ho t o vo l t a i c   ( P V )   S y s t e m s ,   I E E E   S t d   136 1 - 2 014   ( R e v i s i on   o f   I E E E   S t 1361 - 20 03) ,   pp .   1 3 9,   J u n .   20 14 .   [ 10]   P .   F .   R i be i r o ,   B .   K .   J o hns o n,   M .   L .   C r o w ,   A.   A r s oy ,   a nd  Y .   L i u,   E n e r g y   s t o r a g e   s y s t e m s   f o r   a dv a nc e po w e r   a ppl i c a t i o ns ,   P r o c e e di ngs   of   t he   I E E E ,   20 01 ,   v o l .   89 ,   no .   1 2,   pp .   1 744 1 756 .   [ 11]   S .   V a z qu e z ,   S .   M .   L uk i c ,   E.   G a l v a n,   L .   G .   F r a nqu e l o ,   a nd  J .   M .   C a r r a s c o ,   E n e r g y   s t o r a g e   s y s t e m s   f o r   t r a ns po r t   a nd  g r i d   a p pl i c a t i o ns ,   I E E E   T r a ns a c t i on s   on   I n dus t r i a l   E l e c t r on i c s pp.   3 881 3895 201 0.   [ 12]   A .   V a l e n t i n,   E ne r gy   S t o r a g e   T e c hno l o g i e s :   T he   P a s t   a nd  t h e   P r e s e n t ,   P r oc e e di ng s   o f   t he   I E E E ,   201 4   pp.   17 77 1 794 .   [ 13]   R.   M a r o ua n i   a nd  F.   B a c ha ,   A   m a xi m um - po w e r - po i nt   t r a c ki ng   a l g o r i t hm   a pp l i e t o   a   pho t o vo l t a i c   w a t e r - pum pi ng   s y s t e m , ”  E P E   C hap t e r   E l e c t r i c   D r i v e s   J o i n t   Sy m po s i um ,   J ul .   200 9.     [ 14]   L .   A a nd  D .   D a h - C hua L u,   D e s i g o f   a   S i ng l e - S w i t c D C / D C   C o nv e r t e r   f o r   a   P V - B a t t e r y - P o w e r e P um p   S y s t e m   w i t P F M + P W M   C o nt r o l , ”  I E E E   T r a ns a c t i on s   on  I nd us t r i a l   E l e c t r on i c s ,   v o l .   6 2,   no .   2,   F e b .   2 015 .   [ 15]   J .   M .   C a r a c a s ,   G .   D .   C .   F a r i a s ,   L .   M .   T e i xe i r a ,   a nd  L .   D .   S .   R i b e i r o ,   I m pl e m e nt a t i o o f   a   hi g h - e f f i c i e nc y ,   hi g h - l i f e t i m e ,   a nd  l o w - c o s t   c o nv e r t e r   f o r   a a u t o no m o us   pho t o vo l t a i c   w a t e r   pum p i ng   s y s t e m ,   I E E E   T r an s .   I nd .   A p pl . v o l .   50,   no .   1 ,   pp.   6 31 6 41 ,   2 014 .     [ 16]   R .   G ul e s ,   J .   D e   P .   P a c he c o ,   H .   L H e y ,   a nd  J .   I m h o f f ,   A   M a xi m um   P o w e r   P o i nt   T r a c ki ng   S y s t e m   W i t P a r a l l e l   C o nne c t i o f o r   P V   S t a nd - A l o ne   A ppl i c a t i o ns ,   I E E E   T a ns .   I nd .   E l e c t r on,   v o l .   55 ,   no .   7 ,   J u l .   20 08 .     [ 17]   W .   X i a o ,   W .   G .   D unf o r d,   P .   R .   P a l m e r ,   a nd  A .   C a pe l ,   A ppl i c a t i o n   of   c e nt e r e di f f e r e nt i a t i o a nd  s t e e pe s t   de s c e nt   t o   m a xi m um   po w e r   po i n t   t r a c ki ng ,   I E E E   T r ans .   I nd .   E l e c t r o n. ,   v o l .   54,   no .   5 ,   pp.   2 539 2549 ,   O c t .   200 7.     [ 18]   N .   F e m i a ,   G .   P e t r o n,   G .   S p a g nuo l o ,   a nd   M .   V i t e l l i ,   O p t i m i z a t i o n   o f   pe r t u r a nd   o bs e r v e   m a xi m um   po w e r   po i nt   t r a c k i ng   m e t ho d,   I E E E   T r an s .   P ow e r   E l e c t r o n. ,   v o l .   20 ,   no .   4,   pp .   963 9 73,   J ul .   200 5.   [ 19]   J .   A .   A bu - Q a ho uq,   H .   M a o ,   H .   J .   A l - A t r a s h ,   a nd  I .   B a t a r s e h,   M a x i m um   e f f i c i e nc y   p o i nt   t r a c ki ng   ( M E P T )   m e t ho a nd  d i g i t a l   de a t i m e   c o nt r o l   433   i m p l e m e nt a t i o ns ,   I E E E   T r ans .   P o w e r   E l e c t r on . ,   v o l .   21 ,   no .   5,   pp .   12 73 1 281 ,   S e p.   2 006 .     [ 20]   N .   M ut o h ,   M .   O hno ,   a nd   T .   I no ue ,   A   m e t ho f o r   M P P T   c o nt r o l   w hi l e   s e a r c hi ng   f o r   pa r a m e t e r s   c o r r e s po nd i ng   t o   w e a t h e r   c o ndi t i o ns   f o r   P V   g e ne r a t i o s y s t e m s ,   I E E E   T r an s .   I nd.   E l e c t r on . ,   v o l .   53 ,   no .   4 ,   pp .   1055 106 5,     A u g .   200 6.   [ 21]   S.   G ho z z i ,   K .   J r l a s s i ,   a nd  X.   R o bo a m ,   E n e r g y   o pt i m i z a t i o o f   i nduc t i o m o t o r   dr i v e s , ”  I E E E   I n t e r na t i o nal   C onf e r e n c e   on   I ndu s t r i a l   T e c hno t og y ,   20 04 .   [ 22]   R .   J .   W a i ,   R .   Y .   D ua n,   a nd   K .   H .   J he ng ,   H i g h - e f f i c i e nc y   bi di r e c t i o na l   dc dc   c o nv e r t e r   w i t h   hi g h - v o l t a g e   g a i n,   I E T   P ow e r   E l e c t r on . ,   v o l .   5 ,   no .   2,   F e b.   2 012 .     [ 23]   Z ho ng   Y i T a n;   L i T a n,   N a d i a   M e i ;   H us s a i n,   I da   S uz a na ,   I nt e r n at i ona l   J our n al   of   P ow e r   E l e c t r oni c s   and  D r i v e   Sy s t e m s ,   v o l .   9 ,   no .   2 .   pp .   495 - 503 ,   J u 2 018 .     [ 24]   W .   J .   M a i   a n C .   Y .   C hu ng ,   E c o no m i c   M P C   of   a gg r e g a t i ng   c om m e r c i a l   bu i l d i ng s   f o r   pr o v i di ng   f l e x i bl e   po w e r   r e s e r v e ,   I E E E   T r ans .   P ow e r   Sy s t . ,   v o l .   3 0,   no .   5,   p p .   26 85 2 694 ,   S e p.   20 15 .     [ 25]   S .   T ha k a r e ,   K .   P r i y a ,   C .   G ho s h,   a nd  S .   B a n dy o pa dh y a y ,   O pt i m i z a t i o o f   pho t ov o l t a i c - t he r m a l   ba s e c o g e ne r a t i o s y s t e m   t h r o ug w a t e r   r e p l e n i s hm e nt   p r o f i l e ,   So l ar   E ne r g y ,   v o l .   13 3,   pp .   512 523 ,   A ug .   20 16 .   [ 26]   A .   A nv a r i - M o g ha dda m ,   H .   M o n s e f ,   a nd  A .   R a h i m i - K i a n,   O pt i m a l   s m a r t   ho m e   e n e r g y   m a na g e m e nt   c o ns i de r i ng   e ne r g y   s a v i ng   a nd   a   c o m f o r t a bl e   l i f e s t y l e ,   I E E E   T r a ns .   Sm ar t   G r i d ,   v o l .   6,   no .   1 ,   pp.   3 24 3 32 ,   J a n .   2015 .   [ 27]   I .   D u gg a l   a nd  B .   V e nka t e s h ,   S ho r t - t e r m   s c he du l i ng   of   t he r m a l   g e ne r a t o r s   a n ba t t e r y   s t o r a g e   w i t de pt o f   di s c ha r g e - ba s e d   c o s t   m o de l ,   I E E E   T r a ns .   P ow e r   Sy s t . ,   v o l .   30 ,   no .   4,   pp .   2110 211 8,   J u l .   2015 .     [ 28]   C .   M a o ,   Y .   F e ng ,   a nd  X .   W a ng   e t   al . ,   R e v i e w   o r e s e a r c a c hi e v e m e nt s   o f   bi o g a s   f r o m   a na e r o bi c   di g e s t i o n,   R e ne w .   Sus t a i n .   E ne r gy   R e v . ,   v o l .   45 ,   pp.   5 40 5 55,   M a y   2015 .     [ 29]   H .   H a h n,   W .   G a n a g i n ,   a n K .   H a r t m a nn  e t   a l . ,   C o s t   a na l y s i s   o f   c o nc e pt s   f o r   a   de m a nd - o r i e nt e b i o g a s   s up pl y   f o r   f l e xi bl e   po w e r   g e ne r a t i o n,   B i o r e s our c e   T e c hno l og y ,   v o l .   170 ,   pp .   211 2 20,   O c t .   2 014 .     [ 30]   M.   P r a ka s h,   A .   S a r k a r ,   a n J .   S a r ka r   e t   a l . ,   P r o po s a l   a nd  d e s i g o f   a   ne w   b i o m a s s   b a s e s y ng a s   pr o duc t i o s y s t e m   i nt e g r a t e d   w i t h   c o m bi ne he a t   a n po w e r   g e ne r a t i o n,   E ne r gy ,   v o l .   133,   no .   15 ,   pp .   986 997 ,   A ug .   20 17 .   [ 31]   P .   A .   O s t e r g a a r d,   C o m pa r i ng   e l e c t r i c i t y ,   he a t   a nd  b i o g a s   s t o r a g e s   i m pa c t s   o r e n e w a b l e   e ne r gy   i nt e g r a t i o n,   E ne r gy ,   v o l .   37,   no .   1 ,   pp.   2 55 2 62 ,   J a n .   2012 .     [ 32]   H .   H a hn ,   B .   K r a u t kr e m e r ,   a n K .   H a r t m a nn  e t   al . ,   R e v i e w   o f   c o nc e pt s   f o r   a   de m a nd - dr i v e bi o g a s   s upp l y   f o r   f l e xi bl e   po w e r   g e ne r a t i o n,   R e ne w .   Su s t a i n .   E ne r gy   R e v . ,   v o l .   29 ,   p p.   383 393 ,   J a n.   20 14.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.