Instructions

Due date and time: on Friday 28th July 2023 at 1 pm

Each  student  is required  to  submit  an  individual  and  formal report.  The problem  has no unique approach/ solution and therefore the methods/ solutions are expected to be varying from one student to another.

Students may make best possible assumptions if any extra information  is required, however, they

should be justified in a Micro Grid context, giving relevant reasons/references.  The assignment should be completed with hand calculations and simulation  software use for any design calculation is not permitted.

Submission will be via Canvas, please familiarise yourself with Canvas before submissions are due. Files are to be smaller than 20MB to be able to submit to the Canvas.

Maximum number of pages in your report, excluding the cover page, must not be more than 15 pages (Including appendices). Minimum font size of the body of the report should be 11. Font size of the captions of figures and tables must be 10. The file type must be PDF.

Late submissions will be penalised by deducting 5% marks per day late. Assignments will not be accepted more than 20 days late after the submission deadline.

Academic Integrity

Plagiarism will not be tolerated. It is the act of a Student claiming as their own, intentionally or by

omission, work which was not done by that Student. Plagiarism also includes a Student deliberately claiming to have done work submitted by the Student for assessment which was never undertaken by that Student, including self-plagiarism and the other breaches. Sanctions of a plagiarism include the Student failing the Programme of study.

Problem Statement

Figure 1 shows a single line diagram of Micro Grid architecture. Its primary objective is to supply the electricity demand of local electricity consumers.   In the secondary objective, the Micro-Grid exports electricity to the utility power grid and makes appropriate decisions to import power from utility power

grid as economically and secure as possible. There are a plenty of wind and PV resources in the chosen site of the Micro Grid. In some parts of the Micro Grid, diesel units can be installed however the primary generation of the Micro Grid should be from renewable power generators. Energy storage solutions can also be used as per the economic and technical needs of the Micro Grid. Micro-Grid design and operation should not compromise the energy security and the reliability of power supply of the Micro Grid at the maximum use of renewable power generation, unless otherwise micro-grid loads are flexible.

The Micro Gris will experience a constant load demand growth of 1.75% per year in the first

five years and then it follows   1.75%(1 + at )2     increment in every year until the end of the design lifetime of the Micro Grid, where tis the year under consideration and represents a constant of

0.025.

There are five load centres in the micro-grid. They are shown in Figure 1 as bus 3, 4, 5, 6, and

7. Technical data of each load centre is given in Table 1. 25% and 60% of loads respectively connected at Bus 4 and 6 are critical loads.

Several wind turbine generators are installed at Bus 7 to supply 50% of active power demand at bus 4. Installed capacity of a wind turbine generator is 90 kW. The loads connected at Bus 4 represent residential and commercial loads with a 40% and 60% composition respectively. The active

power electricity demand at Bus 3 should be supplied by a PV power generation operated with a suitable battery energy storage technology. The installed capacity of a PV module is given 6 kW. The owner  of the micro-grid requests  you  to  decide type(s)  of generation  technologies  to  supply the electricity demand  in the other parts  of the Micro Grid considering the Micro Grid primary and secondary objectives.

Table 2 shows the technical data of feeders. Micro-grid feeders are to be designed to carry at least 140% of excess load demand from the peak load demand at any operating condition considering the designed lifetime of the Micro Grid.    Table 3 gives the average electricity loads at each bus in a characteristic day that is representative of the average daily load of the corresponding month in a

typical year, normalised wind power output, and peak sun hours in the characteristic day. Wind power output is normalised by dividing the actual power output of the wind plant by its installed capacity.

Consider that the characteristic day number represents corresponding month of a typical year. The

diesel    plants    can    be    selected    from    a    pool    of n1 # 6 kW, n2 # 10 kW, n3 # 30 kW   where, n1 , n2 , and n3  represent any integer number of diesel generators that are required for the Micro

Grid to meet its objectives. The diesel generators should not be operated below 20% of their capacities to limit in-efficient operating cycles.