Mohamed Sayed Fathi Salhen,

Scheduling Approaches For Smart Energy Management Systems/ /أساليب جدولة لنظم إدارة الطاقة الذكية Mohamed Sayed Fathi Salhen ; Supervisors: Prof. Dr. Tamer F. Abdelmaguid, Prof. Dr. Mohamed A. Shalaby, Dr. Ahmed Shaban Shaban Khalifa. - 88 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.

Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 76-87.

Upgrading traditional grids to integrated smart grids in which household renewable
energy sources are integrated with the national electricity grid helps in smart energy
management. Energy management in smart grids depends on the exchange of information
in real time between the electricity grid and the consumer.
The literature lacks scheduling models for household electrical appliances that
consider all the characteristics and advantages of energy management systems in Egypt.
This thesis introduces two mixed-integer quadratic programming (MIQP) mathematical
models for managing energy in smart homes equipped with renewable energy sources.
One of these models focuses on minimizing the cost of electricity, while the other focuses
on maximizing consumer convenience through smart scheduling to operate electrical
appliances under the inclined block rate (IBR) tariff and the net metering system adopted
in Egypt. The models can be employed to schedule the household electrical appliances
at the Egyptian household level and provide the optimal solution for determining the
hours number and operating times for various appliances on a daily basis. Additionally,
they determine the optimal amount of energy to be either purchased from or sold to the
national electricity grid. The results confirm the ability of the two proposed MIQP models
for managing household energy at the Egyptian household level.
تساعد ترقية شبكات الكهرباء التقليدية إلى شبكات ذكية متكاملة، والتي يتم فيها دمج منظومات الطاقة المتجددة المنزلية مع الشبكة القومية للكهرباء، في الإدارة الذكية للطاقة. تعتمد إدارة الطاقة في الشبكات الذكية على تبادل المعلومات في الوقت الحقيقي بين شبكة الكهرباء والمستهلك. لذلك تتيح هذه الأنظمة لتبادل المعلومات تطبيق سياسات إدارة الطاقة المرنة في المنازل الذكية بهدف تقليل تكاليف الكهرباء أو تحقيق أقصى قدر من المنفعة للمستهلك.
تفتقر الأدبيات إلى نماذج جدولة لأجهزة المنزل الكهربائية التي تأخذ في الاعتبار الخصائص والظروف لأنظمة إدارة الطاقة في مصر وتناسب احتياجات الاسرة المصرية. لذلك يقدم هذا البحث توصيفا واضحا لمشكلة الطاقة التي تواجه الاسرة المصرية وتم صياغة نماذج رياضية مبتكرة لهذه المشكلة بالشكل الذي يحقق الأهداف المختلفة للفئات المختلفة للاسرة المصرية.
على وجه التحديد، تم صياغة نموذجان رياضيان لجدولة أجهزة المنزل الكهربائية في مصر وهما من نوع البرمجة الخطية التربيعية المختلطة .(MIQP)يهدف النموذج الأول إلى تدنية تكلفة الكهرباء مع مراعاة الحد الأدنى من المنفعة للمستهلك والتي يتم تحديدها من قبل المستهلك نفسه. بينما يهدف النموذج الثاني إلى تحقيق أقصى منفعة ممكنة للمستهلك مع مراعاة الحد الاقصى للميزانية اليومية التي يحددها المستهلك. يأخذ هذان النموذجان في الاعتبار تطبيق نظام صافي القياس والمعتمد في مصر في حالة وجود محطات الطاقة الشمسية المنزلية. يمكن استخدام هذه النماذج لجدولة الأجهزة الكهربية المنزلية على مستوى الاسرة في مصر وتقديم الحل الأمثل لعدد الساعات وأوقات التشغيل لهذه الأجهزة يوميًا. بالإضافة إلى تحديد الكمية المثلى للطاقة المشتراة أو المباعة إلى الشبكة القومية للكهرباء.
تمت دراسة حالات مختلفة للأسر المصرية ذات الدخل المنخفض والمرتفع لضمان فعالية النماذج المقترحة تحت ظروف مختلفة. تمت دراسة هذه الحالات استنادًا إلى بيانات حقيقية متعلقة باستخدام الأجهزة الكهربائية وأنواعها الأكثر شيوعًا في الأسر المصرية. تم الحصول على هذه البيانات من خلال استبيان تم اجرائه خلال هذه الرساله. تؤكد النتائج فاعلية النموذجين المقترحين للإدارة الذكية للطاقة في المنازل على مستوى الأسر المصرية وإتاحة النتائج استنتاجات ودلالات هامة لادارة الطاقة على مستوى الاسرة المصرية.





Text in English and abstract in Arabic & English.


Energy systems

Smart grid Smart home Demand side management Energy management systems Household appliances scheduling

621.042