Power and Energy Commons^™

Bibliometric Review Of Energy Storage System For Grid Connected Wind Power Plant, Jayshree Ashok Pande, Paresh Nasikkar

Library Philosophy and Practice (e-journal)

The integration of RESs like wind energy pose several problems for aggregators and grid operators majorly because of their intermittent and unstable behavior. The instability and intermittency can be reduced through accuracy in forecasting and reliable and effective storage and utilization. The main objective of this bibliometric review is to understand the extent of the available literature for the area of Energy Storage Systems for renewable energy resource specifically grid connected wind power plants. The bibliometric analysis is primarily based on Scopus, Research Gate, Mendeley and tools like GPS visualizer. It is revealed from the bibliometric analysis that major publications …

Recuperation Of Regenerative Braking Energy In Electric Rail Transit Systems, Mahdiyeh Khodaparastan

Dissertations and Theses

Electric rail transit systems are large consumers of energy. In trains with regenerative braking capability, a fraction of the energy used to power a train is regenerated during braking. This regenerated energy, if not properly captured, is typically dumped in the form of heat to avoid overvoltage. Finding a way to recuperate regenerative braking energy can result in substantial economic as well as technical benefits. Regenerative braking energy can be effectively recuperated using wayside energy storage, reversible substations, or hybrid storage/reversible substation systems. In this research study, we compare these recuperation techniques and investigate their application in New York City …

Influence Graphs For Modeling Of Cascading Failures In Electric Distribution Networks, Muhammad S. Bhatti

Dissertations and Theses

Power Grids are one of the most intricate systems and greatly affect economic, political, and social aspects of contemporary life. A well-operated power system consists of many control devices and protection methods to prevent the interruption of power to consumers. However, such systems are highly vulnerable to severe events; for instance, natural disasters, cyber-attacks, mal-function of control devices, etc. The occurrence of these odd events may lead to cascading failures, which are prominent contributors to blackouts.

This paper focuses on the development of a cascade model in a distribution network using Newton-Raphson’s power flow method to study the impact of …

Wind Turbine Generator Overheating Solution, Gopal Singh

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

An increase in the demand for electrical power and tremendous growth of renewable energy sources has been seen in the last decade, which resulted in designing the wind turbine system components for higher load point performance, resulting in higher annual energy production. Cost optimization, weight reduction, and lower non-conformance cost are some of the expectations that the wind turbine needs to meet in the present stringent market condition. Overheating of the wind turbine system components is one of the primary challenges to overcome when the system operates at a higher load point. The overheating issue of the wind turbine generator …

Computational Intelligence Approaches For Energy Optimization In Microgrids, Tamal Roy

Electronic Theses and Dissertations

The future electrical system termed as smart grid represents a significant paradigm shift for power industry. Nowadays, microgrids are becoming smarter with the integration of renewable energy resources (RESs) , diesel generators , energy storage systems (ESS), and plug-in electric vehicles (PEV or EV) . However, these integration bring with new challenges for intelligent management systems. The classical power generation approaches can no longer be applied to a microgrid with unpredictable renewable energy resources. To relive these problem, a proper power system optimization and a suitable coordination strategy are needed to balance the supply and demand. This thesis presents three …

Wind Power Forecasting Methods Based On Deep Learning: A Survey, Xing Deng, Haijian Shao, Chunlong Hu, Dengbiao Jiang, Yingtao Jiang

Electrical & Computer Engineering Faculty Research

Accurate wind power forecasting in wind farm can effectively reduce the enormous impact on grid operation safety when high permeability intermittent power supply is connected to the power grid. Aiming to provide reference strategies for relevant researchers as well as practical applications, this paper attempts to provide the literature investigation and methods analysis of deep learning, enforcement learning and transfer learning in wind speed and wind power forecasting modeling. Usually, wind speed and wind power forecasting around a wind farm requires the calculation of the next moment of the definite state, which is usually achieved based on the state of …

Distributed Machine Learning Approach To Fast Frequency Response-Based Inertia Estimation In Low Inertia Grids, Abodh Poudyal

Electronic Theses and Dissertations

Recent updates to the IEEE 1547-2018 standard allow active participation of distributed energy resources (DERs) in power grid services with the goal of increased grid reliability and resiliency. With the rapid growth of DERs towards a low inertia converter-dominated grid, the DERs can provide fast frequency response (FFR) services that can quickly counteract the change in system frequency through inertial support. However, in low voltage grids, frequency and voltage face dynamics coupling due to a high resistance to reactance ratio and cannot be controlled separately as in the bulk electric grid. Due to the coupling effect, the control of one …

Design, Modeling And Optimization Of Reciprocating Tubular Permanent Magnet Linear Generators For Free Piston Engine Applications, Jayaram Subramanian

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Permanent Magnet Linear Generators (PMLG) are electric generators which convert the linear motion into electricity. One of the applications of the PMLG system is with free piston engines. Here, the piston is moved by the expander using an internal combustion engine or a Stirling engine. Other applications of the PMLG are wave energy conversion, micro energy harvesters, and supercritical CO₂ expander systems. The most common technology of the electric generators is a rotary electric generator. The current technology of the engine-generators (GENSET) is of a rotary type which uses a crankshaft to convert the linear motion to rotary motion …

Assessment Of Unmanned Aerial Systems And Lidar For The Utility Vegetation Management Of Electrical Distribution Rights-Of-Ways, Matthew R. Walker

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Utility Vegetation Management (UVM) is often the largest maintenance expense for many utilities. However, with advances in Unmanned Aerial Systems (UAS; or more commonly, “drones”) and lidar technologies, vegetation managers may be able to more rapidly and accurately identify vegetation threats to critical infrastructures. The goal of this study was to assess the utility of Geodetics’ UAS-lidar system for vegetation threat assessment for 1.6 km of a distribution electric circuit. We investigated factors which contribute to accurate tree crown detection and segmentation of trees from within an UAS-lidar derived point cloud, and the factors which contribute to accurate tree risk …

An Examination To Pathways Powering Car Using Clean Energy, Marina Miranda

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Traditional vehicles powered by internal combustion engines contribute significantly to increasing emissions of greenhouses gasses (GHG). There has been increasing interest in powering vehicles using green energy include using electricity produced by wind turbine and solar panel. The green electricity can be used to directly charge the Battery Electric Vehicles (BEV), or producing hydrogen as fuel for Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) by converting electrical energy to hydrogen (H₂) through water electrolysis. The low energy density H₂ produced can be stored on board as either compressed H₂ or liquefied H₂.

This research examines the …

Phase-Locked Loop Control In Low-Inertia Grid-Connected Voltage-Source Converters, Ifechukwude Gideon Odogwu

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

As the integration of renewable energy on the grid increases, the number of voltage-source converters (VSC) installed also does. VSC controls both switch turn-on and turn-off, allowing a dc voltage source to be switched between phases. For the converter to accurately synchronize with the grid, a phase-locked loop (PLL) is used for the frequency measurements of the grid. However, the implementation of PLL with measurement delay introduces harmonics, noise, high frequency, and voltage oscillation to the system due to its dynamics. The dynamics introduced to the grid can be ignored under stiff grid conditions, but power from renewable sources decreases …

Design And Development Of Fiber Bragg Grating Sensor For Detecting Of Hydrogen Gas In Transformer Oil, Mohd Raffi Samsudin

Student Works (2020-2029)

Hermetically sealed oil-immersed transformers are the key to electricity distribution networks. They are also one of the most expensive facilities in the electricity supply network. Immediate replacement is expected for this type of transformer upon failure because it is directly connected to the customer. Transformer oil acts as insulation, coolant and condition indicator. To date, there is no economical real-time monitoring system available to monitor the transformer oil condition. Therefore, there is a need to develop a cheap, non-intrusive and non-electrical sensor to monitor the health of the transformer by measuring the amount of dissolved hydrogen gas in oil, which …

Impact Of Grid-Following And Grid-Forming Ders On Resilient Operation Of Holonic Grid, Ali M. Alsenan

Electronic Theses and Dissertations

This thesis investigates how different distributed energy resources (DERs) impact the resilience operation of a holonic grid. The holonic grid consists of two or more connected microgrids and /or provisional microgrids (PMGs). The type of the DER, i.e., grid-forming or grid-following, affects the operations of the holonic grid, particularly during the islanded mode. To study this emerging and timely topic, a resilience-oriented holonic grid optimal operation model is proposed. This model carefully formulates the operations of both grid-forming and grid-following DERs. A variable value of lost load (VoLL) is further employed in the proposed model to help quantify and monetize …

Control Of Voltage-Source Converters Considering Virtual Inertia Dynamics, Tri Nguyen

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Controlling power-electronic converters in power systems has significantly gained more attention due to the rapid penetration of alternative energy sources. This growth in the depth of penetration also poses a threat to the frequency stability of modern power systems. Photovoltaic and wind power systems utilizing power-electronic converters without physical rotating masses, unlike traditional power generations, provide low inertia, resulting in frequency instability. Different research has developed the control aspects of power-electronic converters, offering many control strategies for different operation modes and enhancing the inertia of converter-based systems. The precise control algorithm that can improve the inertial response of converter-based systems …

Distributed Strategy For Power Re-Allocation In High Performance Applications, Vaibhav Sundriyal, Masha Sosonkina

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

To improve the power consumption of parallel applications at the runtime, modern processors provide frequency scaling and power limiting capabilities. In this work, a runtime strategy is proposed to distribute a given power allocation among the cluster nodes assigned to the application while balancing their performance change. The strategy operates in a timeslice-based manner to estimate the current application performance and power usage per node followed by power redistribution across the nodes. Experiments, performed on four nodes (112 cores) of a modern computing platform interconnected with Infiniband showed that even a significant power budget reduction of 20% may result in …

Advances In Atomic Layer Deposition (Ald) Nanolaminate Synthesis Of Thermoelectric Films In Porous Templates For Improved Seebeck Coefficient, Xin Chen, Helmut Baumgart

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Thermoelectrics is a green renewable energy technology which can significantly contribute to power generation due to its potential in generating electricity out of waste heat. The main challenge for the development of thermoelectrics is its low conversion efficiency. One key strategy to improve conversion efficiency is reducing the thermal conductivity of thermoelectric materials. In this paper, the state-of-the-art progresses made in improving thermoelectric materials are reviewed and discussed, focusing on phononic engineering via applying porous templates and ALD deposited nanolaminates structure. The effect of nanolaminates structure and porous templates on Seebeck coefficient, electrical conductivity and thermal conductivity, and hence in …

Real-Time Optimization Of Anti-Reflective Coatings For Cigs Solar Cells, Grace Rajan, Shankar Karki, Robert W. Collins, Nikolas J. Podraza, Sylvain Marsillac

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

A new method combining in-situ real-time spectroscopic ellipsometry and optical modeling to optimize the thickness of an anti-reflective (AR) coating for Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) solar cells is described and applied directly to fabricate devices. The model is based on transfer matrix theory with input from the accurate measurement of complex dielectric function spectra and thickness of each layer in the solar cell by spectroscopic ellipsometry. The AR coating thickness is optimized in real time to optically enhance device performance with varying thickness and properties of the constituent layers. Among the parameters studied, we notably demonstrate how changes in thickness of …

การประเมินการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากมาตรการอนุรักษ์พลังงานกรณีศึกษาเทศบาลนครนครราชสีมา, อมรวรรณ ศรีสวัสดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาวิเคราะห์ปริมาณการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเขตเทศบาลนครนครราชสีมา แล้วจึงนำเสนอทางเลือกการลดการใช้พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพื่อนำไปคาดการณ์ผลของการดำเนินการใช้มาตรการลดการใช้พลังงานในปี พ.ศ. 2573 ซึ่งจะนำไปสู่การเป็นเมืองคาร์บอนต่ำ จากผลการศึกษาพบว่าปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายในเขตเทศบาลฯ ในปี พ.ศ. 2560 เท่ากับ 484,799.68 tCO2eq และคิดเป็นปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อคน เท่ากับ 3.74 tCO2eq ต่อคนต่อปี นอกจากนี้กลุ่มกิจกรรมที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากที่สุดคือกลุ่มการเผาไหม้อยู่กับที่ มีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่ากับ 266,786.63 tCO2eq (55.03%) รองลงมาคือกลุ่มขนส่ง มีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่ากับ 134,905.19 tCO2eq (27.83%) จากผลการคาดการณ์ปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปี พ.ศ. 2573 พบว่ามีค่าเท่ากับ 750,086.14 tCO2eq โดยกลุ่มการเผาไหม้อยู่กับที่ และกลุ่มขนส่งยังคงเป็นกลุ่มการปล่อยก๊าซเรือนกระจกกลุ่มหลัก ดังนั้นแนวทางการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพคือมาตรการอนุรักษ์พลังงานและมาตรการด้านการขนส่ง เพื่อช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเขตเทศบาลฯ ได้แก่ การส่งเสริมการติดตั้งโซล่าเซลล์ ส่งเสริมการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ไฟฟ้าแสงสว่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (LED) และมีการพัฒนาระบบรถไฟฟ้ารางเบา (Light Rail Transit : LRT) จะส่งผลให้สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลงร้อยละ 12.89 ของปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดในปี พ.ศ. 2573 หรือหากเทศบาลฯ มีการพัฒนาระบบรถโดยสารประจำทางพลังงานไฟฟ้า (Electric Vehicle Bus) แทนระบบรถไฟฟ้ารางเบา จะส่งผลให้ มีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลดลงร้อยละ 14.68 หรือมีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่ากับ 631,349.58 tCO2eq ในปี พ.ศ. 2573

การประเมินความต้องการเทคโนโลยีพลังงานในภาคอาคารของประเทศไทยเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก, เทพพนม นพรัตน์ไชยพร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาความต้องการเทคโนโลยีพลังงานในภาคอาคารของประเทศไทยเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยจัดลำดับความสำคัญของเทคโนโลยีพลังงานที่เหมาะสม เพื่อนำไปสู่การจัดทำข้อเสนอแนะเชิงนโยบายเกี่ยวกับแนวทางการส่งเสริม สนับสนุนเทคโนโลยีพลังงานที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภาคอาคารของประเทศไทย ซึ่งงานวิจัยนี้ใช้วิธีการวิเคราะห์ทางเลือกจากหลายเกณฑ์ (Multi-Criteria Analysis) โดยกำหนดเกณฑ์ที่ใช้ในการประเมินเป็นสองด้าน ประกอบด้วย ด้านความพร้อม และด้านผลกระทบ และอ้างอิงรายการเทคโนโลยีพลังงานของภาคอาคารที่ใช้ในการประเมิน จากเอกสารของโครงการพัฒนาแห่งสหประชาชาติ (United Nations Development Programme) และอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (United Nations Framework Convention on Climate Change) ซึ่งได้นำมาทำการคัดเลือกใช้เฉพาะเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับอาคารในประเทศไทย และให้ผู้เชี่ยวชาญ ผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย และผู้ที่เกี่ยวข้องในภาคอาคาร ทำการประเมินให้คะแนน จากผลการประเมินพบว่า ผู้เชี่ยวชาญให้ความสำคัญกับเกณฑ์ด้านความพร้อมในประเด็นนโยบาย โครงสร้างพื้นฐาน รวมทั้งกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง (R1) ต้นทุนและผลประโยชน์ (R3) การสนับสนุนด้านการเงิน (R2) การยอมรับจากสังคมและผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย (R4) ทรัพยากรบุคคล ผู้เชี่ยวชาญ หรือสถาบันเฉพาะทาง (R5) และความเป็นไปได้ของการผลิตภายในประเทศ (R9) และเกณฑ์ด้านผลกระทบในประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม: มลพิษทางอากาศ มลพิษทางน้ำ การปนเปื้อน ฯลฯ (I3) โดยผลการจัดลำดับความสำคัญของเทคโนโลยีพลังงานที่มีความพร้อมและผลกระทบสูงที่สุด 5 อันดับ ได้แก่ 1) อาคารอัตโนมัติ 2) อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ 3) เครื่องใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะและบ้านอัตโนมัติ 4) การควบคุมอัจฉริยะ และ 5) หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ หลอด LED ตามลำดับ

การใช้พลังงานและแนวคิดการออกแบบอาคารที่พักฉุกเฉินแบบถอดประกอบได้, สรรชัย แสงตัน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ความต้องการการใช้พลังงานในกรณีที่เกิดภัยพิบัติ เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อผู้ประสบภัยพิบัติในพื้นที่ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความต้องการการใช้พลังงานเฉลี่ย/คน/วัน ของผู้ประสบภัยพิบัติ โดยทำการศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องและออกแบบอาคารที่พักอาศัยสำเร็จรูปซึ่งติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์โดยสามารถผลิตพลังงานเพื่อรองรับผู้ประสบภัยพิบัติ 60 คน วัสดุที่ใช้ในระบบประกอบอาคารเป็นวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำและใช้พัดลมในการระบายอากาศ ผลการวิจัยพบว่า ปริมาณการใช้พลังงานต่อวันประมาณ 150 kWh เฉลี่ยการใช้พลังงาน 2.5 kWh/คน/วัน วัสดุประกอบอาคารใช้โฟมโพลียูรีเทนซึ่งมีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุด คือ 0.024 W/m.K เมื่อเทียบกับวัสดุฉนวนชนิดอื่นๆ ใช้พัดลมขนาด 22 นิ้วในการระบายอากาศซึ่งมีอัตราการระบายอากาศในพื้นที่พักอาศัยชั่วคราว หรือ ห้องนอน 38,382 cfm และอัตราการระบายอากาศในห้องรับประทานอาหาร 102,353 cfm ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน ASHRAE 62.1