T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   1 8 ,   No.   4 ,  Augus t   2020 ,   pp.   2158 ~ 2168   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e d  F ir s t  G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I :  10. 12928/ T E L KO M NI KA . v1 8 i 4 . 15159     2158       Jou r n al  h omepage :  ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   O p t imal  p ow e r   s c h e d u li n g of   r e n e w a b le   e n e r gy  sou r c e s     in   m ic r o - gr i d   vi a   d is t r i b u t e d   e n e r gy  s t o r age   s yst e m       I b r ah im   Alh am r ou n i 1 ,   F irdau s   Ram l i 2 ,  M oh a m e d   S alem 3 ,   B az il ah   I s m ail 4 ,  Aw an g   Ju s oh 5 ,   T ole   S u t ik n o 6   1, 2, 4 E l ec t ri ca l   E n g i n eeri n g   Sec t i o n ,   U n i v ers i t i   K u al a  L u mp u r,   Mal a y s i a   3 Sch o o l   o f  E l ec t ri ca l   an d   E l ec t ro n i c  E n g i n eeri n g ,   U n i v er s i t i   Sai n s   Mal ay s i a,   Mal a y s i a   5 Sch o o l   o f  E l ec t ri ca l   E n g i n eeri n g ,   U n i v ers i t i   T e k n o l o g i   Mal ay s i a,   Mal a y s i a   6 D ep ar t men t   o f  E l ect r i cal   E n g i n eeri n g ,   U n i v ers i t a s   A h m ad   D ah l an ,   In d o n es i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  J a n  4 ,  2020   R e vis e d  M a r   25 ,  2020   Ac c e pted  Apr   12 ,  2020       T h i s   res earc h   i s   mai n l y   fo cu s i n g   o n   t h e  o p t i ma l   p o w er  man ag eme n t   b y   co n t ro l l i n g   t h e  c h arg i n g   an d   d i s ch ar g i n g   m o d e s   o f  t h e  b at t er y   s t o ra g e  o f     t h e  mi cro - g ri d   (MG ).   A   d ro o p - b as e d   co n t ro l l er  o r  b at t ery   co n t ro l l er  i s   p ro p o s ed   fo r  t h i s   w o rk   i n   o r d er  t o   o p t i m i ze   t h e  p o w er  man ag eme n t   o f     t h e  b at t ery .   C h arg i n g   an d   d i s ch ar g i n g   m o d e s   are  c o n t ro l l ed   b y   t h e  d ro o p - b as e d   ch aract er i s t i c  w h ere  i t   w i l l   p erfo rm  as   a  b at t ery   c o n t ro l l er  fo r  t h e  b at t ery   s t o r ag e.   Fu rt h ermo re,   t h e  ch ar g i n g   an d   d i s c h arg i n g   rat es   w i l l   d e p en d   o n     th e  s i g n al   fro m  t h e  MG   at   p o w er  s ec o n d ary   an d   i t s   s i g n a l   w i l l   b e  read   b y     t h e  b at t ery   c o n t ro l l e r  an d   ch o o s e  e i t h er  t o   c h arg e  o r  d i s ch ar g e  t h e  b a t t ery   s t o r ag e  w h ere  i t   w i l l   s u ff i ce  t h e  en er g y   d ema n d   b y   l o a d s   i n   t h e  mi cro - g ri d .     T h e  s i m u l a t i o n   res u l t s   s h o w   t h e   effect i v en e s s   o f  t h e  co n t ro l l er  t o   co n t r o l   s h ar i n g   t h e  p o w er  b as e d   o n   t h e  d e s i re d   en erg y   fro m  t h e  b at t er y   s t o rag e  t o     t h e  l o a d s   a t   t h e  MG .   Mo reo v er,   al l   t h e  cri t i ca l   cas e s   h a v e  b ee n   ad v i s ed ,   s u c h   as   s u d d e n   d ecrea s e  o r  d i s t u rb a n ce  o f  an y   g e n erat i n g   u n i t .   T h e  re s u l t   h a s   b ee n   o b s erv e d   t h a t   d u e  t o   s u d d en   d ecreas e  o r  d i s t u rb a n ce  o f   an y   g en e rat i n g   u n i t ,     t h e  b a t t e r y   c o n t r o l l er  m a n a g e s   t o   c o n t r o l   t h e  c h a r g i n g   a n d   d i s c h a r g i n g   ra t e  b a s e d   o n   t h e  i n s u f f i c i e n t   e n e r g y   ca u s e d   b y   t h e   d i s t u r b a n c e  t o   f u l f i l   t h e  d em a n d   a t   M G.   K e y w o r d s :   Dis tr ibut e d  e ne r gy  s tor a ge   s ys tem   M icr o - gr ids   R e ne wa ble  e ne r gy   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din g  A u th or :   I br a him   Alha mr oun i,   E lec tr ica l  E ng inee r ing  S e c ti on ,   Unive r s it i  Kua la  L umpur   B r it is h  M a lays ian  I ns ti tu te  ( UniKL   B M I ) ,   Gomba k  53100,   M a lays ia.   E mail:   ib r a him . mohame d@unikl . e du. my       1.   I NT RODU C T I ON     I n  thi s   wor ld,   ther e   a r e   two  types   of   r e s our c e   e ne r gies   that  a r e   be ing  us e d  a s   powe r   r e s our c e s   f or   e lec tr icity  whic h  a r e   non - r e ne wa ble  e ne r gy  a nd  r e ne wa ble  e ne r gy.   T he   non - r e ne wa ble  e ne r gy  a nd  a l s o  known  a s   the  f ini te  r e s our c e ,   whe r e   the  r e s our c e   c a nnot  b e   r e c r e a ted  by  it s e lf   a t   a   s uf f icie nt   r a te  that   f oll ow s   the  r a te  of   the  c ons umer   f or   the  a c c e ptable   e c onomi c   e xtr a c ti on  whe r e   s ome  of   the  non - r e ne wa ble  r e s our c e s   c a nnot  be   r e plac e d  a s   f a s t  a s   they  a r e   be ing  c ons umed.   I n   a d dit ion,   it   ne e ds   thous a nds   of   ye a r s   to  be   f or med  na t ur a ll y  s o  that  it   c a n  be   c ons umed  a ga in.   T he r e   a r e   f e w  e xa mpl e s   of   non - r e ne wa ble  e ne r gy  s uc h  a s   c oa l,   pe tr oleum  a nd  na tur a l  ga s .   R e ne wa ble  e ne r gy   is   a n   e ne r gy   e xtr a c t e d  f r o m  the  na tu r a l  r e s our c e s   whe r e   it   e xis ts   witho ut  a c ti ons   of   humankin d .   T his   include s   a ll   the   va lued   c ha r a c ter is ti c s ,   f o r   e xa mpl e ,   magne ti c ,   e lec tr ica l   pr ope r ti e s ,   gr a vit a ti ona l  a nd  f or c e s .   On  e a r th,   it   include s   the  s u nli ght,   a tm os phe r e ,   wa ter   a nd  wind.   T he s e   na tur a l  r e s our c e s   a r e   be ing  c r e a ted  by  the   pr oc e s s   of   na tur e   a nd  f o r c e s   that  a r e   c r e a ted  f r om  the  na tu r a l  e ve nt  in   th e   na tur a l  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Optimal  pow e r   s c he duli ng  of  r e ne w able  e ne r gy   s o ur c e s   in  mic r o - gr id  v ia  …   ( I br ahim  A lhamr ouni )   2159   e nvir onment.   T he r e   a r e   r e ne wa ble  r e s our c e s   that  a r e   int e r mi tt e nt   a nd   r e oc c ur r ing ,   a nd   mate r ials   th a t  c a n  be   r e c yc led  whe r e   thes e   r e s our c e s   a nd   mate r ials   c a n   be   c r e a ted  ba s e d   on   a   c e r tain   pe r iod   ti me   a nd  i t   c a n   be   c ons umed  f or   a ny  number   of   c yc les .   M or e ove r ,   R ibeir o  e t  a l.   [ 1 ]   p lanne d  a n  is lande d  M G,   whic h  wa s   ba s e d   on  hybr id  mi c r o - gr id  whe r e   the  M G  c ons is ts   of   in tegr a ti on  be twe e n  the  wind  tur bine  ge ne r a ti on,   s ol a r   pa ne l  ge ne r a ti on  a nd  ba tt e r ies   in  or de r   to  mee t  the   powe r   de mand  of   a n  is land  M G  that  is   s it ua ted  in  B r a z il .   C ontr ol  s tr a tegy  a nd  ope r a ti on   de ve loped  on   a   DC   mi c r o - gr id,   c ons is ti ng  of   a   ba tt e r y   e ne r gy   s tor a ge   s ys tem,   a   wind   tur bine  ge ne r a ti on ,   a nd  DC   load   Xu   a nd  C he n   [ 2 ] .   Olivar e s   e t   a l .   [ 3 ] de s igned  a   th r e e - pha s e   M G  ba s e d  on    the  mathe matica l  model   o f   a n   is olate d  M G   by   us ing  r e a c ti ve   s uppor t  in  o r de r   to   a ddr e s s   the  vo lt a ge   s wings .     A  f uz z y   c ontr oll e r   is   us e d  to   c ontr ol   the  ba tt e r y   s t or a ge   pe r f o r manc e   f or   s tor ing   e ne r gy   a nd  s upply   e ne r gy  in   a n  is olate d  hyb r id   AC /DC   mi c r o - gr id   is   be ing  p r op os e d  by  Hos s e inza de h  a nd  S a lm a s i   [ 4 ] .   F o r   a n  is lande d  M G  c a s e ,   the  lar ge   ba tt e r y  s tor a ge   is   us e d  to   s upply  th e   s tor e d  e lec tr icity  ba c k  to  the  mi c r o - gr id  ( M G)   a nd  s tor e     the  s ur plus   e ne r gy  f r om  the   M G.     T he   ba tt e r y   s tor a ge   with   a   high  r e a c ti on  is   ne e de d  to  mana ge   the  powe r   s upply  be c a us e   of     the  int e r mi tt e nt   na tur e   of   R E S s .   I n  o r de r   to  a c hieve   thi s ,   a   ne w  type  o f   s tor a ge   de vice   is   be ing   int r oduc e d  whic h  is   the  ult r a - c a pa c it or s   a long  with  a   ba tt e r y  ba nk .   I n  [ 5 ,  6 ]   s ugge s ted  that  the   c ha r a c ter   of   the  int e r mi tt e nt  na tur e   of   R E S s   a nd  load   that  c a us ing  the  powe r   s upply  s wings   c ould  be   c ompens a ted  by  us ing  the  ult r a - c a pa c it or   in   de c e ntr a li z e d  ge ne r a ti on  s ys tem  whe r e   the  s ys tem  is   ba s e d  on  r e ne wa ble  e ne r gy.   S oon ,   the r e   w il l  be   mi ll ions   of   dis tr ibut e d  e ne r gy   s tor a ge   s ys tem  DE S S   that   c a n  be   us e d  a nd  int e gr a ted  int o  the   pr e s e nt  powe r   s ys tem  Ke mpt on  e t  a l.   [ 7 ] .   T he   int e gr a ti on  be twe e n  the  R E S s   a nd  DE S S   will   give  a   s e c ur e   s olut ion,   e ne r gy  e f f icie nt   a nd  c os t - e f f e c ti ve   to   the  mi c r o - gr id   ( M G) .   Dis c ha r ging  a nd   c ha r ging   modes   o f   DE S S   ha ve   a   c r uc ial  r ole   in   powe r   s ys tem  mana ge ment.   On  the  other   ha nd,   th e   unc oor dina ted  dis c ha r ging  a nd  c ha r ging  modes   of   ba tt e r y  s tor a ge   c a n  de ve lop  s ome  r e a l  pr oblems   f or   e xa mpl e   incr e a s e d  f a ult   leve ls ,   high  powe r   e ne r gy  los s e s ,   volt a ge   de viation  a nd  s ome  other   powe r   qua li ty  p r oblems   P a ha s a   e t  a l.   [ 8 - 10 ] .   Allowing  the  ba tt e r y  s tor a ge   to  d is c ha r ge   a nd  c ha r ge   wi thout   a ny  c ont r ol   s tr a tegy  may  lea d   t o  powe r   e ne r g y   s wings   in   the   mi c r o - gr id   ( M G) .   T he r e f or e ,   a   be tt e r   s tr uc tur e   f or   powe r   e ne r gy  c ontr ol  is   ne e de d  to  or ga nize   the  dis c ha r ging  a nd  c ha r ging  modes   o f   ba tt e r y   in  the  mi c r o - gr id  ( M G) .   B y  a c hieving  that ,   mi c r o - gr id  c a n  be   e mpl oye d  a nd  leve r a ge d  in  dif f e r e nt  o pe r a ti on   c ondit ions   to  s e r ve   a s   a n  indepe nde nt  a s   we ll   a s   g r i d  c onne c ted  s our c e   [ 1 1 ,  12 ] .    T he   a f or e s a id  dis c us s ions   de duc e   that  they  a r e   c ons ider a ble  wor k  ha s   be e n  done   whe r e   the  wor k   is   f oc us e d  on  the   opti mal   powe r   mana ge ment   of   ba tt e r ies   s tor a ge   in   M Gs   c oor dinate d   with   R E S s .   Ne v e r thele s s ,   the  r e s e a r c he s   ha ve   not   ga ined   much  in ter e s t  in   c o nduc ti ng  r e s e a r c h  ba s e d  on   the   int e gr a ti on   o f   D E S S   f o r   M G  s tabili s a ti on.   I n  thi s   li ter a tu r e ,   powe r   s c he duli ng  of   R E S s   us ing  the  ba tt e r y   s tor a ge   f or   r e li a ble  ope r a ti on  of   M Gs   with  r e s pe c t   to  the  volt a ge   of   the  s y s tem  is   n ot  dis c us s e d.   Als o,   mos t  of   the  wor k  f ound  in  thi s   li ter a tur e   ha s   not  c ons ider e d  indi vidual  ne e ds   of   DE S S   a lt h ough  the  powe r   f low  mana ge ment  is   thr ough   the  DE S S   in   M Gs ,   f or   e xa mpl e ,   S OC   li mi ts   [ 13 - 17] .     A  c ompl e te   s c he matic  diagr a m   of   the   pr opos e d   M G  s ys tem  int e gr a tes   with   the   R E S s ,   DE S S   a nd  load s   is   de mons tr a ted  in  F igur e   1 .   T he   mi c r o - gr id  is   c on ne c ted  to  the  uti li ty  g r id  but   the  s ys tem  will   not  de pe nd  on  the  uti li ty  gr id  a s   it s   powe r   s our c e .   T wo  types   o f   powe r   ge ne r a ti on  of   r e ne wa ble  e ne r gy  s our c e s   R E S s   in    the  M G.   T he r e   a r e   thr e e   loads   whe r e   it   is   na med  a s   the  hous e   f or   the  r e s idential  load.   T o  incr e a s e d  r e li a bil it y  on  s upplyi ng  e ne r gy  a t  the   loads   a c c or ding  to  thei r   de mands ,   the  ba tt e r y  is   ins talled  in   the  s ugge s ted  M G  whe r e   it   will   int e gr a te  with   dr oop   c ontr oll e r ,   in  a nothe r   na me  is   ba tt e r y   c ontr oll e r   whe r e   it   will   c ontr ol   the  dis c ha r ging  a nd  c ha r ging  modes   of   the  ba tt e r y   s tor a ge   [ 18 ,  19 ] .           F igur e   1.   T he   s c he matic  diagr a m  f o r   the   pr opos e d  s ys tem  f or   the  M G.       F ur ther mor e ,   the  e f f icie nc y  of   the   ba tt e r y  s tor a g e   whe n  it   is   in  c ha r ging   or   dis c ha r ging  modes   is   a s s umed  the  s a me  f or   va r ying   c ha r ging   or   dis c ha r ging  r a tes   f or   the  ba tt e r y  s tor a ge .   F r om   the  a bove - mentioned   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   1 8 ,   No .   4 ,  Augus t   2020 :    2158   -   21 68   2160   pr oblems ,   thi s   r e s e a r c h  pr opos e s   a   powe r   s c he duli ng  c ontr ol  s tr a tegy  in  o r de r   to   s e c ur e   a nd  s us tain  the  ope r a ti on  of   M G  int e gr a ted  with  DE S S   a nd  R E S s .   T wo  dif f e r e nt  R E S s ,   i. e .   s olar ,   a nd  wind  ha ve   be e n  int r o duc e d  in    a n  is olate d  M G.   T o   c ontr ol   the  powe r   mana ge ment  f or   the  D E S S ,   P owe r   or   volt a ge   dr oop   c on tr oll e r   ha s   be e n  us e d  in  the  M G   s ys tem  whe r e   it   will   mana ge   t he   c ha r ging  a nd   dis c ha r ging  modes   o f   D E S S   a n d  c ontr ol     the  powe r   dis tr ibut ion   be twe e n  the  R E S s ,   D E S S   a nd  loads   in  M G.   T he   s ha r ing  powe r   a mong   the  ba tt e r y  a nd   loads   is   ba s e d  on  powe r   dr oop   [ 20 ,  21 ] .     T he   pr opos e d  r e s e a r c h  f oll ows   the  objec ti ve s   whic h  a r e   the  r e s e a r c h  f oc us e d  on  e ne r gy  mana ge ment   be twe e n  the  R E S s ,   DE S S   a nd  loads   int e gr a ted  with  the  ne twor k  of   the  is lande d  mi c r o - gr id  by  de s igni ng  it   in  M AT L AB   S im uli nk  s of twa r e .   Ne xt,   the  r e s e a r c h  a ls o  f oc us e d  on  de ter mi ning  the  e f f e c ti ve ne s s   on  e mpl oying   the  ba tt e r y  c ontr oll e r   f o r   opti mal  dis tr ibut ion  o f   po we r   a mong  loads   a nd  DE S S   in  M G  whe r e   the  DE S S   a c t  a s   load  a nd   a n  e ne r gy   s our c e ,   de pe nding   to   the   powe r   de mands   by  the   mi c r o - gr id   ( M G) .   F inally ,   the   r e s e a r c h  a ls o  c ons ider e d  on  e ns ur ing   a   las ti ng  ope r a ti on   o f   the  pr opos e d  f r a mew or k   dur ing  e me r ge nc y  c a s e s   f or   e xa mpl e   f a il ur e   o r   dis tur ba nc e   o f   a ny   r e ne wa ble  ge ne r a ti on   s our c e s   thr ough  the  r e gulation  o f   dis c ha r ging   a nd  c ha r ging  modes   of   the  ba tt e r y   [ 22 ,  2 3 ] .   T h is   wor k  is   a r r a n ge d  a s   f oll ows .   S e c ti on  2  dis c us s e s   modelli ng  of   dif f e r e nt   c omponents   of   the   planne d  M G.   S e c ti on   3  p r e s e nts   the  p r oblem  f or mul a ti on .   W hil e   s e c ti on  4   s hows   th e   r e s ult s   a nd  their   a na lys is .   F inally ,   c onc lus ion  is   d r a wn  in   s e c ti on  5 .       2.   RE S E AR CH  M E T HO D     I n  thi s   wor k,   the  de s igned  M G  will   c ons is t  of   tw o  dif f e r e nt  R E S s   ( s olar   a nd  wind) ,   DG ,   e lec tr ica l   loads   a nd  ba tt e r y  c ontr oll e r   whe r e   it   will   int e gr a te  be twe e n  the  DE S S   a nd  the  M G.   T he   p r opos e d  s ys tem  will   not  de pe nd  on  the   uti li ty   gr id .     2. 1.     Win d   p owe r   ge n e r at ion   m od e l   W he r e   r   is   the   r a dius   of   the   wind   tur bine,   v   is   the   wi nd  s pe e d,   ρ   is   the   a ir   de ns it y   a nd  η   is   the  e f f icie nc y  of   the  wind   tur bine .   T he   powe r   that  is   ge ne r a ted  ( P wtg)   by  a   wind  tu r bine  c a n  be   c a lcula ted  a s :     P wtg  =   π /2r ²v³ρη   ( 1)     2. 2.     S olar   p an e l  ge n e r at io n   m od e l    T he   s olar   pa ne l  output   powe r   mos tl y   r e li e s   on  ge ogr a phica l  loca ti ons   a nd  a tm os phe r ic  c ondit ions .     T he   output   powe r   of   a   pa r ti c ular   s olar   P V  pa ne l ,   ( P pv) ,   a t   a ny  ti me,   t ,   is   a   f unc ti on  o f   a tm os phe r ic  tem pe r a tur e   a nd   s olar   r a diation,   whic h  c a n  be   e xpr e s s e d  a s :     P pv( t)   =   P r a t f los s   [ Gh/Gs ] [ 1  +   α p( T c   −   T s ) ]   ( 2)     w he r e   P r a t   is   the   powe r   r a ted  f o r   the   output   c a pa c it y  of   the  s olar   P V   pa ne l,   f los s   is   the   los s   f a c tor   o f   t he   s olar   pa ne l  due   to  s ha dow,   dir t   a nd  tempe r a tur e .   Gh   is   the  hour ly  s olar   r a diation   that  int e r a c ts   in  be twe e n  the  s un   a nd  the  s olar   P V  pa ne l  ( W /m ^ 2) ,   Gs   is   the  s tanda r d  opti c a l  phe nomenon  r a diation  ( 1000W /m ^ 2) ,   α p  is     the  c oe f f icie nt  of   the  tempe r a tur e   f or   the  powe r   b a s e d  on  the  types   of   P V  c e ll   us e d,   T c   is   t he   s olar   P V  pa ne l  c e ll   tempe r a tur e   in   the   c ur r e nt   ti me   s tep   a nd  T s   i s   the  s olar   P V   pa ne l   c e ll   tempe r a tur e   unde r   s tanda r d  tes t   c ondit ions   whic h  a r e   27℃   a nd   25℃   r e s pe c ti ve ly.     2. 3.     Dis t r ib u t e d   e n e r gy  s t or age   s ys t e m   F or   the  c a s e   of   DE S S ,   the  main  c omponent  is   the  s tor a ge   ba tt e r y  whe r e   it s   type  is   lea d  a c id  a nd    the  ba tt e r y  c ontr oll e r .   T he   s ur plus   e ne r gy  in  the  mi c r o - gr id  M G  is   a bs or be d  in  the  DE S S   a nd  DE S S   will   pr ovide  e ne r gy  whe n  the  M G  is   in   low  powe r   ge ne r a ti on.   T h e   c ha r ging  a nd   dis c ha r ging  modes   a r e   be ing   m a int a ined   a nd  moni tor e d  with in  the  s pe c if ied  li mi ts .   S tate   of   c ha r ge   ( S OC )   of   the  ba tt e r y   s tor a ge   c a n  be   c a lcula ted  a s :     S O C ( )   =  S O C ( t - 1 )   +  ∫ I 0 / Cb a t.dt   ( 3)     w he r e   the  S OC ( t - 1)   is   the  ini ti a l  s tate   of   c ha r ge   ( % )   f or   the  ba tt e r y ,   I   is   the  c ha r ge   o r   dis c ha r ge   c ur r e nt  ( A)   a nd   C ba t  is   the  c a pa c it y  f or   the  ba tt e r y   ( AH )     2. 4.     Dis t r ib u t e d   ge n e r at or s   in   m icr o - gr id   n e t wo r k   Dis tr ibut e d  ge ne r a tor s   in  the  mi c r o - gr id  a r e   us ua ll y  us ing  r e ne wa ble  e ne r gy  a s   their   r e s our c e s   in     or de r   to  pr oduc e   e lec tr icity  a nd  s upply  it   to  the  lo c a l  loads .   T he   us e   of   the  r e ne wa ble  e ne r gy  a s   the  r e s our c e s   f or   the  powe r   s upply  gives   many  be ne f it s   e s pe c ially  invol ving  the  e nvir onment,   whe r e   the  s y s tem  of     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Optimal  pow e r   s c he duli ng  of  r e ne w able  e ne r gy   s o ur c e s   in  mic r o - gr id  v ia  …   ( I br ahim  A lhamr ouni )   2161   the  mi c r o - gr id  us e s   r e ne wa ble  r e s our c e s   that  ha ve   low  e mi s s ion  of   gr e e nhous e   ga s s e s   that  c ould  lea d  t o  global  wa r mi ng.   I n   thi s   r e s e a r c h,   the  dis tr ibu ted  ge ne r a tor s   will   be   f oc us e d  on  the  r e ne wa ble  e ne r gies ,   m a inl y  on     the  wind  powe r   a nd   s olar   powe r   invol ving  the  mi c r o - gr id  ne twor k.   T he   mi c r o - gr id   will   us e   only   is lande d  mode  w he r e   the  mi c r o - gr id   will   be   s tanda lone  without   c onne c ti ng  it   to  the  gr id,   in   or de r   to  p r ovide  e lec tr i c it y  f or   the  loads   whe r e   thi s   is   invol ving  of   the  r e li a bil it y  of   the  mi c r o - gr id   s ys tem  a s   we ll   a s   i ts   s e c ur it y.   T h e   mi c r o - gr id   s hould  be   a ble   to   s upply  s pe c if ic   vo lt a ge   f or     the  e lec tr icity  by   us ing  the   dis tr ibut e d   ge ne r a tor s   t ha t  will   f oll ow   the  ne e ds   of   the   us e r s   with  the   a id  of   s om e  a uxil iar y  de vice s   [ 10 ,  13 ] .    T he   tot a l  powe r   ge ne r a ted  by   R E S s   a t  a ny   ti me  t   is   de f ined  a s   P r e ( t)   a nd  it   c a n  be   given  a s :     P r e ( t)   =   {P pv ( t)   +   P wtg( t ) }   ( 4)     w he r e   P pv( t )   is   the  tot a l   powe r   ge ne r a ted  by   s olar   P V  pa ne ls   a nd  P wtg ( t)   is   the   tot a l   powe r   ge ne r a ted  by  wind   tur bines .   T he   tot a l  e lec tr ica l   load  de mand  a t   a ny  ti me  t  is   de f ined   a s   P load( t )   a nd  i t  is   p r e s e nted  a s :     P load( t)   = {P load1( t)   +   P load2( t)   +   P load3( t )   ( 5)     w he r e   P load1( t)   is   the  hous e   1   load,   P load2( t )   is   th e   hous e   2  load  a nd  P load3( t)   is   the  hous e   3   load.     2. 5.     P owe r   c on t r ol  b y   d r oop   c h ar ac t e r is t ics   I n  thi s   r e s e a r c h,   the   ba tt e r y   c ontr oll e r   or   powe r   dr oop   c ontr ol ler   is   r e s pons ibl e   f or   c ontr ol li ng    the  volt a ge   o f   the   M G  a s   we ll   a s   the  r e s pons ibi li ty  of   c ontr oll ing  the   dis c ha r ging  a nd   c ha r ging   modes   of     the  DE S S   in  the  M G.   I nit ially ,   the  ba tt e r y  c ontr oll e r   will   r e c e ive  the  s ignal  f r om  powe r   s e c onda r y  f r om  M G.   T he   powe r   s e c onda r y,   P s e c ,   c a n  be   g iven  a s     P s e c ( t)   =   P r e ( t)   −   P load( t )   ( 6)     T he   ba tt e r y   c ontr oll e r   a ls o  de pe nds   on   the   S OC   li m it ,   whe r e   the   S OC mi n  is   0%   a nd  S OC max   is   100% .   I f   the  powe r   ge ne r a ted  is   s a ti s f a c tor y  a nd   gr e a ter   th a n  load  ne e ds   {P r e ( t) }   > =   { P load( t) } ,   then  the   load   de mand   c a n  be   f ulf i ll e d  dir e c tl y  by  the  R E S s   a nd  the  e xtr a   powe r   f r om  the  ge ne r a ti on  c a n  be   pr ovided  to  the   ba tt e r y  s tor a ge   thr ough   the  ba tt e r y  c ont r oll e r ,   whe r e   the   P owe r   s e c onda r y  will   s ignal  the   ba tt e r y   c ontr ol ler   t o  c ha r ge   the  ba tt e r y  s tor a ge   whe n  it   is   in  pos it ive  va lue .   I f   the  {P r e ( t) }  < =   {P load( t) } ,   the  P s e c   will   s ignal  th e   ba tt e r y  c ontr oll e r   to   dis c ha r ge   the  ba tt e r y   s tor a ge   whe n  it   i s   in  ne ga ti ve   va lue,   in  o r de r   to  s upply  the   r e mainin g  powe r   to  the  load  de mand .   W h e n   { S O C ( t ) }   >   { S O C m i n ( t ) } ,   t h e   b a t t e r y   s t o r a g e   w i l l   b e   i n   c h a r g i n g   m o d e   w h e n   t h e r e   i s   e x c e s s   e n e r g y   i n   t h e   M G   a n d   d i s c h a r g i n g   m o d e   w h e n   t h e   R E S s   c a n n o t   s a t i s f y   t h e   l o a d   d e m a n d .   I f   t h e   { S O C ( t ) }   <   { S O C m i n ( t ) } ,   the  ba tt e r y  will   be   c ha r ging   whe n  ther e   is   s ur plus   e ne r gy  in  the  M G  a nd  will   not   c ha r ge   whe n  ther e   is   n o  e xc e s s   e ne r gy  in   the   s ys tem.   M or e ove r ,   whe n   the   {S OC ( t) }  =   {S OC max( t) } ,   the   ba tt e r y   s tor a ge   will   not   c ha r ge   or   dis c ha r ge   be c a us e   it   is   not  be ing  pe r f or med  by   the  ba tt e r y  c ontr oll e r   a nd  i f   ther e   is   a n  e xc e s s   e ne r gy,   t he   e ne r gy   will   be   s tor e d  in   the  M G  s ys tem  a nd  it   will   be   pr o vided  to  the  load   de mand  if   the  R E S s   powe r   is   not   e nough.   T he   ba tt e r y   c ontr oll e r   will   pe r f or m   a ga in  whe n   the   R E S s   c a nnot   s a ti s f y  the   load  de mand   a nd  will   dis c ha r ge   to  s e r ve   the  load.   T he   ba tt e r y   s tor a ge   e ne r gy   f low   is   c ont r oll e d   by   a   ba tt e r y   c ontr oll e r   f or   c ha r ging   a nd   dis c ha r ging  modes .   T he   ba tt e r y   s tor a ge   will   s tor e   the  e xc e s s   powe r   in   the  mi c r o - gr id   whe r e   thi s   pr oc e s s   is   k nown  a s   c ha r ging.   T he   p r oc e s s   of   dis c ha r ging  oc c ur s   w he n  ther e   is   powe r   s hor tage   in  the  mi c r o - gr id   s ys tem.   T he   m ic r oa r r a y   is   c onne c ted   to   the   s tep - down  tr a ns f or mer   whe r e   it   lowe r s   the  vol tage   f r om   6. 6kV   to   2 00V  a nd   c onne c ted  to  the   powe r   ne twor k .   T he   r e ne wa ble  e n e r gy  s our c e s   whic h   a r e   the  wind   tu r bine   ge ne r a ti on   a nd   the  s olar   powe r   ge ne r a ti on  a r e   di r e c t  powe r   powe r   s ou r c e s   a nd  the  ba tt e r y  s tor a ge   is   a ls o  one   of   the  di r e c t  c ur r e nt   s our c e s .   T he   c ont r ol  s tr a tegy   a s s umes   that  the  po we r   s uppli e d  f r om   the  wind   tur bine   ge ne r a ti on,   s o lar   powe r   ge ne r a ti on  a nd   s tor a ge   is   a lwa ys   e nough  whe r e   the   s ys tem  will   not   de pe nd  on   the   p owe r   that   will   be   s uppli e d   f r om  the   powe r   g r id   a s   in   [ 24 ,  25] .   T he   s im ulation  r e s ult s   ha ve   be e n  obtaine d   a c c or di ng  to  a   da il y   load  p r of il e   ( 24   hour s )   a nd  the   ti me  int e r va l  is   60  s e c onds .   F igur e   2  s hows   that  whe n  s tate   of   c ha r ge   ( S OC )   f o r   the  ba tt e r y   r e a c he s   0%   whic h  is     the  mi nim um ,   the   ba tt e r y   s tor a ge   will   be   c ha r ge d  whe n  the  r e ne wa ble  e ne r gy  s our c e s   pr oduc e   m or e   than    the  e ne r gy  o f   load  de mand   but  i t  wil l  not   do   a ny thi ng  whe n  the   load   de mand  is   higher   than  the   r e ne wa ble   e ne r gy  s our c e s .   F igur e   2  a ls o  s howe d  that  whe n  the   s tate   of   c ha r ge   r e a c he s   100% ,   whic h   is   the  maxim u m  va lue  f or   s tate   of   c ha r ge ,   that  will   ke e p  the  ba tt e r y   e ne r g y  r e main  a t  z e r o,   s ince   the  c ha r ging  a nd  d is c ha r ging  is   not  be ing  c ontr oll e d  by  the  ba tt e r y  c ont r oll e r .   W he n  t he   r e ne wa ble  e ne r gy  f r om  the  wind   tur bine  ge ne r a ti on  a nd  s olar   pa ne l  P V  ge ne r a ti on  i s   not  e nough  to  s uppo r t  the  load  de mand  e ne r gy,   the  ba tt e r y  dis c ha r gin g  will   be   c ontr oll e d  by  the   ba tt e r y  c ont r oll e r   a s   in  [ 26 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   1 8 ,   No .   4 ,  Augus t   2020 :    2158   -   21 68   2162       F igur e   2.   F lowc ha r t   of   the  P r opos e d  M - G       3.   S I M UL AT I ONS   AN D  RE S UL T S   T a ble  1  s hows   the  pa r a mete r s   va lues   f or   the  wind   tur bine,   s olar   pa ne l  P V ,   load   r e s idential  whic h  a r e   4. 238kW ,   5kW   a nd  2. 5kW   on  e a c h  load.   T he   pe a k  va lue  f or   the  load  is   7. 5kW   in  tot a l  f or   thr e e   loads .     T he   mi nim u m  s tate   o f   c ha r ge   ( S OC mi n)   is   0%   a nd  the  max im um   s tate   of   c ha r ge   is   100%   f o r   the   ba tt e r y  s tor a ge   a nd  the  ini ti a l  s tate   of   c ha r ge   f or   the  ba tt e r y  s tor a ge   is   80% .   T he   ba tt e r y  AH   is   1000  us e d  f or   the  m icr o - gr id  s ys tem  with  nomi na l  volt a ge   12V .       T a ble  1.   S im ulation   P a r a mete r s   P a r a me te r s   V a lu e   W in d  tu r bi ne  ge ne r a ti on   0 - 4.238 kW   S ol a r  P V  pa ne l  ge ne r a ti on   0 - 5 kW   L oa d ( r e s id e nt ia l)     0 – 2.5 kW  i n e a c h l oa d   P e a k l oa d    7.5 kW   S O C mi n    0%   S O C ma x    100%   I ni ti a l  S O C   80%   N omi na l  vol ta ge  f or  ba tt e r y   12V   B a tt e r y A H   1000       T he   p r opos e d  of   the   r e s e a r c h  is   to   s how   the  po we r   e ne r gy   s ha r ing   a mong   the  ba tt e r y,   r e ne wa bl e   e ne r gies   a nd  loads .   T he   ba tt e r y  c ontr oll e r   a c t  a s   a   c ontr oll e r   f or   the  ba tt e r y  c ontr ol  to  he lp  th e   e ne r gy  dis tr ibut ion  f r om   r e ne wa ble  e ne r gy  int o  the  ba tt e r y   s tor a ge   f or   c ha r ging  pur pos e   whe n  ther e   is   a n  e xtr a   e ne r gy  f r om  the  s ys tem  a nd  it   will   dis c ha r ge   the  e ne r gy  f r om  the  ba tt e r y  s tor a ge   int o  the  s ys tem  whe n  the  load  c a nnot  ge t  e nough  powe r   s upply  f r om  the  r e ne wa ble  e ne r gy.   T he   s tor a ge   ba tt e r y  will   s upply  e ne r gy  whe n   ther e   is   ins uf f icie nt  powe r   f r om   the   mi c r og r id   a nd   a bs or bs   the  e xc e s s   e ne r gy   f r om   the  mi c r ogr id   whe n   i ts   powe r   e xc e e ds   the  load  e ne r gy.     T he   s olar ,   wind   a nd  load   r e s our c e s   da ta  is   take n  f r o m  the  NA S A  s ur f a c e   we a ther   f or e c a s ti ng  we bs it e .   B y  us ing  the  r e s our c e s   da ta,   the  s olar   powe r   P V  i s   c a lcula ted  us ing  in   ( 1 ) .   F igur e   3  de mons tr a tes   th e   powe r   ge ne r a ted  by  s olar   P V   on  a   da y .   T he   s olar   pa ne l   powe r   is   ba s e d  on  the  da ta   of   the   ir r a dianc e   a nd  ba s e d  on     the  s olar   pa ne l  in   ( 1 )   whe r e   the   powe r   r a ti ng  f o r   the   s olar   pa ne l  is   5kW   a nd  the  tempe r a tu r e   c oe f f icie nt   is   0. 5 %   whe r e   the  mate r ial  f or   the  s olar   pa ne l   us e d  is   a   mo noc r ys talli ne   s olar   c e ll .   B a s e d  on  the  r e s our c e s   da ta,   the   output   powe r   o f   the   wind   tur bine   ge ne r a tor s   is   c a lcula ted  us ing    in   ( 2) .   F igur e   4  s hows   the  powe r   ge ne r a ted  b y  the  wind  tur bine  ge ne r a ti on   on  the  s a me  da y.   Ne xt,     the  wind  tur bine  powe r   is   c ons tr uc ted  ba s e d  on  the  da ta  of   the  wind  a nd  ba s e d  on  the   wind  tur bine   in   ( 2 ) ,   whe r e   the  c ons tants   of   the  wind  tur bine  a r e   the  r a dius   whic h  is   e qua l  to  2. 618m,   a ir   de ns it y,   ρ  =   1 . 2kg/m ³,   e f f icie nc y,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Optimal  pow e r   s c he duli ng  of  r e ne w able  e ne r gy   s o ur c e s   in  mic r o - gr id  v ia  …   ( I br ahim  A lhamr ouni )   2163   η  =   40%   a nd  i t  will   p r oduc e   a   c ons tant  with  va l ue   of   278,   in  o r de r   to   ge t  the  powe r   of   the   wind   tur bine,     the  c ons tant,   278  is   mul ti pli e d  with  the  wind  a c c or ding  to  the  f or mul a   o f   the  wind  tur bine  ge ne r a ti on .   Fi gur e   5  s hows   the  r e s our c e s   da ta  of   the  load  de mand  f or   a   typi c a l  r e s ident  load,   whe r e   a ll   thr e e   loads   will   r e c e ive    the  s a me  da ta  a nd  the  powe r   de mand  of   the  load   is   the  tot a l  of   the  th r e e   loads   de mand.           F igur e   3.   P owe r   ge ne r a ti on  by   S olar   P V  ge ne r a tor   a t  the  mi c r o - gr id           F igur e   4.   P owe r   ge ne r a ti on  by   wind  tu r bine           F igur e   5.   L oa d  de mand  a t  m icr o - gr id       F igur e   6   s hows   the  powe r   that   ha s   be e n  ge ne r a ted  by  dif f e r e nt  s our c e s ,   the   wind,   s olar   P V ,   ba tt e r y ,   s e c onda r y  a nd  load  de mand   on  the  s a me  da y.   T he   c a pa c it y  of   the   ba tt e r y  in  both   modes   ( c ha r gi ng  a nd  dis c ha r ging)   withi n   24   hou r s   is   s hown  F igu r e   7.   W he r e   s tate   o f   c ha r ge   o f   the   ba tt e r y   thr oughout   the   2 4  hour s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   1 8 ,   No .   4 ,  Augus t   2020 :    2158   -   21 68   2164   whic h  is   de pe nde nt  on   the   we a ther   c ondit ions   is   il lu s tr a ted   in  F igur e   8.   T he   s c he duli ng  be twe e n  the   r e n e wa ble  e ne r gy  s our c e s   a nd  the  ba tt e r y  whe r e   mi c r o - gr id  w ould  be   s uppli e d  is   s hown  in   F igur e   9.           F igur e   6.   T o tal  powe r   ge ne r a ti on   by  R E S s ,   load   de mand,   s ur plus   powe r   ( P s e c )     a nd  ba tt e r y  powe r   r e quir e ment  ( c ha r ging  a nd   dis c ha r ging  modes )   a t  M G           F igur e   7.   B a tt e r y  P owe r   on   c ha r ging  a nd  d is c ha r ging  modes   a t  the  m icr o - gr id           F igur e   8.   S tate   o f   c ha r ge   of   the  ba tt e r y   a t  the  m icr o - gr id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Optimal  pow e r   s c he duli ng  of  r e ne w able  e ne r gy   s o ur c e s   in  mic r o - gr id  v ia  …   ( I br ahim  A lhamr ouni )   2165       F igur e   9.   P owe r   dis tr ibut ion   a nd  ba tt e r y   powe r   on   c ha r ging  a nd  dis c ha r ging  a t   the  mi c r og r id       F r om  the  F igu r e   10,   the  s ur plus   a nd  s hor tage   e ne r gy  c a n  be   f ound  by  ha ving  a   tot a l  in  be twe e n     the  dif f e r e nc e s   on  tot a l  of   r e ne wa ble  e ne r gy  f r om  s olar   P V  pa ne l  ge ne r a ti on,   wind  tur bine  ge ne r a ti on  a nd  load  de mand   whe r e   if   the   va lue  is   in   pos it ive,   it   mea ns   th a t  it   is   a n  e xc e s s   e ne r gy  a t   M G  a nd  c a n  be   us e d  f o r   c ha r ging  the  ba tt e r y   s tor a ge .   W he n  the   va lue   is   in   ne ga ti ve ,   it   s howe d  that   the   M G  is   in   s hor tage   o f   e ne r gy  a nd   ne e d  to   e xtr a c t  e ne r gy  f r om  ba tt e r y   s tor a ge   b y   dis c ha r ging  it   a c c or dingl y  on   load  de mand  e ne r gy .   T he r e   is   s ur plus   powe r   s e c onda r y  ( P s e c )   in  the  s y s tem  a t  17  hour s   unti l  2000  hour s   be c a us e   the  s tate   of   c ha r ge   f or   the  ba tt e r y  r e a c he d  100%   whe r e   the  c ha r ging  a nd  dis c ha r ging  is   not  be ing  c ontr oll e d  by    the  ba tt e r y  c ontr oll e r   a nd  whe n  the   s ys tem  ha s   a   s hor tage   e ne r gy,   the   s ur plus   e ne r gy  f r om  P s e c   will   be   s uppli e d  to  the  load  de mand .   W he n  the  s ys tem  s ti ll   ha s   a   s ho r tage   of   e ne r gy ,   the   ba tt e r y  s tor a ge   wil l  dis c ha r ge   it s   e ne r gy  whe r e   it   is   be ing   pe r f or med  by  the  ba tt e r y   c ontr oll e r   to  s upply  the  load  de mand.           F igur e   10.   T o tal  powe r   ge ne r a ti on   by  R E S   a nd   loa d  de mand,   s ur plus   powe r   ( P s e c )     a nd  ba tt e r y  powe r   a t  M G       F igur e   11  s hows   the  powe r   s e c onda r y  whe r e   it   c a n  be   c a lcula ted  ba s e d  on  the  ( 6) ,   whe r e   it   s ignals   the   M G  a nd  the  s ignal  will   be   r e a d  by  the  ba tt e r y  c ont r oll e r   in  o r de r   to  p e r f or m   the  c ha r ging  o r   dis c ha r gi ng  mode  f or   the   ba tt e r y  s tor a ge .   At  1500   hour s   unti l   1800  ho ur s ,   the  va lue  is   a t   z e r o  be c a us e   the  ba tt e r y   c ontr oll e r   is   not   pe r f or med  f o r   the  c ha r ging  a nd  dis c ha r ging  modes   f or   the  ba tt e r y  s tor a ge .   At  1800  hour s ,   the  ba tt e r y   c ontr oll e r   is   pe r f or med   be c a us e   of   the  s ignal   f r om   the   powe r   s e c onda r y  whe r e   the   va lue  of   the   s ignal  is   in   a   ne ga ti ve   va lue,   the  ba tt e r y   s tor a ge   will   dis c ha r ge   it s   powe r   t o  s a ti s f y  the  loads '  de mand.     3. 1.     Cas e   s t u d y:   s olar  P V   p owe r   ge n e r at ion   s u d d e n   d e c r e as e     I n  thi s   s e gment,   a   c a s e   s tudy  whe r e   a   s udde n  de c r e a s e   in  the  s olar   powe r   ha s   be e n  c ons ider e d  in   be twe e n  0900  a nd  1000  hour s .   T his   s it ua ti on  us ua ll y  c a us e d  by  the  e nvir onment  or   na tur a l  phe n omenon.     F or   e xa mpl e ,   c loudy  e nvir onment  whe r e   thi s   wil l  a f f e c t  the  output   e ne r gy  f r om   the  s olar   powe r ,   whe r e   it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   1 8 ,   No .   4 ,  Augus t   2020 :    2158   -   21 68   2166   de pe nds   on  the  ir r a diation  f r om   s unli ght.   F r om   0 900  hour s   unti l  1000   hour s ,   a s   s hown  in  F igur e   1 2,   whe r e     a   s udde n  de c r e a s e   in  s olar   powe r   c a us e d  the  de man d  load  of   6559W   whic h  e xc e e ds   the  ge ne r a ti on  c a pa c it y  by  3171W .   T his   c a us e d  the  s ys tem  a t  powe r   s e c onda r y  to   ge ne r a te  a   s ignal   of   - 1378W ,   whic h  is   r e quir e d  f r om     the  ba tt e r y  e ne r gy  s tor a ge   to   dis c ha r ge   int o  the  s ys tem  to  f ul f il   the  load  de mand  a s   in  [ 27 ].   At   1000  h our s ,   the   powe r   plant   e ne r gy  ope r a ti on  a s   us ua l  a nd  s uppli e s   the  ge ne r a ted  powe r   to   the   mi c r o - gr id,   whe r e   the   ge ne r a ti on   c a pa c it y  is   6369W ,   whic h   e xc e e ds   the   load  de man d  whic h   is   3257W .   T he   powe r   s e c onda r y  pr oduc e s   a   s ignal  of   3112W   c a us ing  the  ba tt e r y  s tor a ge   to   c ha r ge   be c a us e   of   the  e xc e s s   e ne r gy  in  the  mi c r o - gr id  M G  s ys tem.             F igur e   11.   T o tal  powe r   ge ne r a ti on   by  R E S   a nd   loa d  de mand  a nd  s ur plus   powe r   ( P s e c )     a nd  ba tt e r y  powe r   a t  M G           F igur e   12.   R E S s   a nd   DE S s   powe r   a f ter   a   s udde n  d e c r e a s e   in  s olar   powe r   plant       F r om  F igur e   13 ,   it ’ s   s hown  that  the  s tate   of   c ha r ge   f or   the  ba tt e r y  s tor a ge   de c r e a s e   f r om  83. 54%   to   82. 97%   whe r e   dis c ha r ging  mode  oc c ur s   a t  0900  h our s   be c a us e   it   r e c e ives   a   s ignal  f r om  the  s e c onda r y  powe r   f or   - 1378W .   At  1000   hour s ,   the  s tate   o f   c ha r ge   f or   the  ba tt e r y  inc r e a s e s   be c a us e   it   r e c e ives   a   s ig na l  f r om   s e c onda r y  powe r   ( P s e c )   with   a   va lue  o f   3112W ,   whic h  is   c a us ing  the  ba tt e r y   s tor a ge   to  be   in  c ha r g ing  mode   a nd  c a us ing  the  incr e a s e   on  s tate   o f   c ha r ge   of   the  ba tt e r y  s tor a ge   f r om  82. 97 %   to  84. 85 %   a t  110 0  hour s .     T he   r e s ult s   s howe d  that,   the  pr opos e d  s c he me  m a na ge s   to  s olve  the  s udde n  de c r e a s e   of   a ny  e ne r g y  s our c e   e s pe c ially,   in  thi s   c a s e   invol ving  the  s olar   pow e r   plant  whe r e   the  e ne r gy   pr oduc e d  va r ies   a c c o r ding  to     the  ir r a dianc e   that  be ing  pr ovided   by  the  s unli ght  a nd  c ould  be   dis tur be d  if   the   we a ther   is   c loudy  or   a ny  e ve nt  that  c ould  dis tur b   the  pr oc e s s   of   r e c e ivi ng  s unli ght   by  the  s olar   powe r   plant   ge ne r a ti on  [ 28 ].     S olar   powe r   dis tur ba nc e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Optimal  pow e r   s c he duli ng  of  r e ne w able  e ne r gy   s o ur c e s   in  mic r o - gr id  v ia  …   ( I br ahim  A lhamr ouni )   2167       F igur e   13.   S OC   a f te r   a   s udde n  de c r e a s e   in  s olar   po we r   plant       3. 2.     Anal ys is   an d   d is c u s s ion       T he   c ha r ging   a nd  d is c ha r ging  modes   of   the  ba t ter y  s tor a ge   a r e   be ing  pe r f or med   by  the   ba tt e r y   c ontr oll e r   whe r e   in  thi s   s tudy  the  powe r   dr oop  c ont r oll e r   is   be ing  us e d.   T he   ba tt e r y  s tor a ge   is   in  c ha r gi ng  mode  whe n  ther e   is   s ur plus   e ne r gy   ge ne r a ti on   f r om   th e   r e ne wa ble  e ne r gy   s our c e s .   Als o,   the   ba tt e r y   s t or a ge   is     in  dis c ha r ging  modes   in  or de r   to  s e r ve   the  loads   whe n  the  ge ne r a ted  e ne r gy  c a nnot  s a ti s f y  the  load   de mand    a nd  us ing  the  s e c onda r y  powe r ,   P s e c   a s   powe r   s ig na l  that  will   be   r e a d  by  the  ba tt e r y  c ontr oll e r   a s   in  F igur e   9.   T he   r e s ult s   s how  the  c oor dinate d  c ha r ging  a nd  dis c ha r ging  of   the  DE S S   whe r e   thi s   c a n  a void  a   lot   of     powe r   qua li ty  is s ue s ,   whe r e   it   is   be ing  de ter mi ne d  by  P a h a s a   e t  a l.   2015  that  unc oor dinate d  c ha r g ing  a nd  dis c ha r ging  c a n  c a us e   s e r ious   is s ue s   in  powe r   s ys t e m  s uc h  a s   high  powe r   los s e s ,   incr e a s e d  f a ult s   lev e ls ,   a nd  volt a ge   de viations .   T he   s tate   of   c ha r ge   o f   the  ba tt e r y   s tor a ge   is   one   of   the  main  f oc us e s   whic h  is   be ing  c ons ider e d  in  thi s   s tudy,   whe r e   the   s tate   of   c ha r ge   is   li mi ted  in  be tw e e n  the  mi nim um   a nd  maxi mum   whic h   a r e   0 %   a n d  100%   r e s pe c ti ve ly.   W he n  ther e   is   s ur plus   e ne r gy  in  t he   mi c r o - gr id,   the  ba tt e r y   s tor a ge   c ha r ging  is   n ot  be ing  pe r f or med  by  the  ba tt e r y  c ontr oll e r .   On  the  o ther   ha nd,   whe n  the  s tate   of   c ha r ge   of   the   ba tt e r y  r e a c h e d  100%   whe r e   the  ba tt e r y  e ne r gy   will   r e main  z e r o   a nd  the   e xc e s s   e ne r gy  will   be   s uppli e d  to  the  loads   whe n   ther e   is   ins uf f icie nt  e ne r gy  ge ne r a ti on  f r o m  R E S s   to  s e r ve   the  loads   a s   in   F igur e   10.   T he   dis c ha r ging  mode  of     the  ba tt e r y   s tor a ge   wi ll   be   pe r f or med   by   the   ba tt e r y  c ontr ol ler   whe n  the   powe r   ge ne r a ti on   f r om   R E S s   a nd   s ur plus   e ne r gy  in   M G  c a nnot   s a ti s f y  the   loads   de m a nd  a s   in   F igur e   11 .   F r om   the   c a s e   s tudy,   the   c ha r ging  a nd   dis c ha r ging  modes   of   the  ba tt e r y  s tor a ge   a r e   be ing  pe r f or med  by  the  ba tt e r y  c ontr o ll e r   a c c or dingl y,   whe r e   it   s hows   the  e f f e c ti ve ne s s   e ve n  i f   ther e   is   powe r   di s tur ba nc e   f r om   r e ne wa ble   e ne r gy  s our c e s   ge ne r a t ion  a s   in   F igur e   12.       4.   CONC L USI ON     I n  thi s   r e s e a r c h,   the   int e r a c ti ons   be twe e n   the   pr opos e d  DE S S ,   pr opos e d  R E S s   a nd   pr opos e d    mi c r o - gr id  M G  ha s   be e n  e xa mi ne d.   T he   main  f oc us   f or   thi s   r e s e a r c h  is   on  e xa mi ning  the  c ha r ging  a nd  dis c ha r ging  modes   of   the  ba tt e r y   be twe e n  the  DE S S   a nd  the  M G  in  or de r   to  s olve  the  ir r e gular i ty  is s ue s   oc c ur r e d  in   the  M G  s ys tem  r e late d   to  the   R E S s   po we r   ge ne r a ti on.   P owe r   s ha r ing  s ys tem  of   the  mi c r o - gr id  ha s   be e n  s uc c e s s f ull y  a c hieve d  by  us ing  the  ba tt e r y  c on tr oll e r   ba s e d  on  the  dr oop  c ha r a c ter is ti c s   tec hniques ,   whe r e     t he   DE S S   is   c ontr ol led  by   the   ba tt e r y   c ontr o ll e r   f or   the  c ha r g ing  a nd   dis c ha r ging   modes   in   the   m icr o - gr id  s ys tem.   T he   s im ulation  r e s ult s   ve r if ied  the  e f f ici e nc y  on  the  DE S S   on   ha ndli ng  the  powe r   dis tr i buti on  in    the  typi c a l  M G  by   us ing  the  ba tt e r y   c ontr oll e r .   I mpac t  of   the  D E S S   ha s   be e n  dis c us s e d  in  c a s e   of   s udde n   de c r e a s ing  of   a ny  one   of   the   r e ne wa ble  e ne r gy  r e s our c e s .   T he   pr opos e d  s ys tem  ha s   be e n  e xe c uted  s a ti s f a c tor il y   a nd  ha s   obtaine d  pr omi s ing  r e s ult s .       AC KNOWL E DGE M E NT S     T he   a uthor s   would   li ke   to   e xpr e s s   their   g r a ti tude  to  Unive r s it i   Kua la  L umpur   f or   s uppor ti ng   a nd   f unding  thi s   r e s e a r c h  unde r   gr a nt   No.   s tr 18005.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.