Smart Grid System Management Using Advanced Techniques

Abstract

يقدم هذا العمل نهجًا لإدارة الشبكة الذكية باستخدام تقنيات متقدمة. في البداية، تماستخدام كل من المتحكم الكلاسيكي والمتقدم لتثبيت جهد التيار المستمر (Vdc)، حيث تم استخدامعدة خوارزميات ميتاهيرستيكية لضبط المعاملات المثالية للمتحكم، مما ينظم جهد التيار المستمر (DC) بفعالية. النظام الثاني يركز على تحسين كفاءة الشبكة الذكية وتقليل استهلاك الهيدروجين من خلال دمج تقنيات (SMC)، والتحكم التناسبي-التكاملي (PI)، والمنطق الضبابي (FL)، وخوارزمية محسن Harris Hawk (HHO). من بين هاته التقنيات، يُظهر HHO أداءً متفوقًا في تقليل استهلاك الهيدروجين مع تحسين الكفاءة العامة للنظام. علاوة على ذلك، تم دمج تطبيقات إنترنت الأشياء (IoT) لمراقبة النظام وعرض البيانات في الوقت الفعلي. كما تم دمج قاعدة بيانات سحابية لتخزين بيانات النظام، مما يتيح التحليل التنبؤي وتقييم الأداء على المدى الطويل. تمثل هذه المجموعة الذكية من التحكم، والتحسين، والمراقبة باستخدام إنترنت الأشياء، وتحليل البيانات السحابية خطوة هامة نحو تحقيق حلول طاقة مستدامة

This work presents a smart grid management approach using advanced techniques. Initially, both a classical and an advanced controller are employed to stabilize the DC voltage, with a metaheuristic algorithm used to tune the optimal controller parameters, effectively regulating the DC bus voltage (Vdc). The second system focuses on enhancing smart grid efficiency and minimizing hydrogen consumption by integrating State Machine Control (SMC), Proportional-Integral (PI) control, Fuzzy Logic (FL), and the Harris Hawk Optimizer (HHO). Among these, the HHO demonstrates superior performance in reducing hydrogen usage while improving overall system efficiency. Furthermore, an Internet of Things (IoT) application is integrated for real-time system monitoring and visualization. A cloud-based database is also incorporated to store system data, enabling predictive analysis and long-term performance evaluation. This intelligent combination of control, optimization, IoT monitoring, and cloud analytics represents a significant step toward achieving sustainable energy solutions

Ce travail présente une approche de gestion de réseau électrique intelligent utilisant des techniques avancées. Initialement, un contrôleur classique et un contrôleur avancé sont employés pour stabiliser la tension continue (Vdc), avec un algorithme métaheuristique utilisé pour ajuster les paramètres optimaux du contrôleur, régulant efficacement la tension du bus DC. Le deuxième système se concentre sur l'amélioration de l'efficacité du réseau intelligent et la réduction de la consommation d'hydrogène en intégrant le contrôle par machine d'état (SMC), le contrôle proportionnel-intégral (PI), la logique floue (FL) et l'optimiseur Harris Hawk (HHO). Parmi ceux-ci, l'HHO montre des performances supérieures pour réduire la consommation d'hydrogène tout en améliorant l'efficacité globale du système. De plus, une application Internet des objets (IoT) est intégrée pour la surveillance et la visualisation en temps réel du système. Une base de données basée sur le cloud est également incorporée pour stocker les données du système, permettant ainsi l'analyse prédictive et l'évaluation à long terme des performances. Cette combinaison intelligente de contrôle, d'optimisation, de surveillance IoT et d'analyse dans le cloud représente un pas important vers des solutions énergétiques durables