I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   2 0 6 3 ~ 2 0 7 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 16 .i 3 . p p 2 0 6 3 - 2 0 7 1           2063       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Desig n and  optim iza tion o hy brid   micro g rid rene wa ble energy   sy stem f o r ele ctri city sus taina bility  in  remo t e area         T h e r e s a   C h i n y e r O g b u a n y a 1 ,   T a i w o   F el i x   A d e b a y o 2   1 S c h o o l   o f   E d u c a t i o n   S t u d i e s,  U n i v e r si t y   o f   F r e e   S t a t e ,   B l o e mf o n t e i n ,   S o u t h   A f r i c a   2 D e p a r t me n t   o f   I n d u s t r i a l   Te c h n i c a l   E d u c a t i o n ,   U n i v e r si t y   o f   N i g e r i a ,   N s u k k a ,   N i g e r i a         Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   3 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   1 ,   2 0 2 5       Off - g rid   h y b r id   e lec tri c a sy ste m h a v e   b e c o m e   a   v iab le  o p ti o n   fo r   su sta in a b le  e n e rg y   so l u ti o n s,  m e e ti n g   th e   e n e r g y   s u p p ly   n e e d s   o ru ra l   c o m m u n it ies .   T h e se   sy ste m u se   a   b ro a d   a p p r o a c h   t o   tac k le   s u st a in a b il it y ,   d e p e n d a b il it y ,   a n d   e n v ir o n m e n tal   p ro tec ti o n   p r o b lem s.  T h e   su g g e st e d   h y b ri d   sy ste m   c o m b in e b a tt e r y   st o ra g e ,   b i o g a g e n e ra to rs,  a n d   s o lar  p h o to v o lt a ic   ( PV )   t o   p ro v id e   a   re li a b le  a n d   s tro n g   e n e rg y   so u rc e   fo r   I v o k o   Vill a g e   i n   En u g u   S tate   u si n g   p a r t i c l e   sw a r o p t i mi z a t i o n   ( P S O )   a n d   HO M ER  P r o   S o ftwa re .   T h e   p a p e c o m p a re t h re e   d iffere n t   c o n fig u ra ti o n o s u sta in a b l e   p o we sy ste m (HRES to   d e term in e   th e   b e st  a rc h it e c tu re   t h a is  su it a b le  fo r   ru ra a re a s.  T h e   re su lt   sh o ws   t h a c a se - 1   (b io g a s/P V/b a t)  is  t h e   b e st  o p t io n ,   with   n e p re se n t   c o st  ( NPC )   a n d   c o st  o f   e n e rg y   ( COE )   v a lu e o $ 1 , 2 2 5 , 9 1 4   a n d   0 . 2 8 6 5 $ / k W h ,   re sp e c ti v e ly .   Th e   re su lt s h o w   th a t   th e   P S O - b a se d   h y b ri d   p o we sy ste m   is  m o re   c o st - e ffe c ti v e   th a n   t h e   HO M ER - b a se d   o p ti m ize r.   Th e   NPC  a n d   l o we COE  fo r   m e e ti n g   p e a k   d e m a n d e m p h a siz e   th e   i n c re a sin g   ro le  o f   b io g a sy ste m   g e n e ra to rs   a a   c o st - e ffe c ti v e   lo c a l   p o we so u rc e .   Th is   h ig h li g h ts  t h e   P S O' p o ten ti a l   in   m a x imiz in g   h y b r id   re n e wa b le  p o we r   sy ste m fo ru ra l   a re a s,  o ffe ri n g   a   fin a n c iall y   v iab le  a n d   s u sta in a b le  e n e r g y   so lu ti o n .   K ey w o r d s :   C o s of   e n er g   HOM E R   s o f twar e   Hy b r id   m icr o g r id   Mo d elin g   N et   pr e s e nt   co s t   Op tim izatio n   Par ticle  s war m   o p tim izatio n     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T aiwo   Felix   Ad eb ay o   Dep ar tm en t o f   I n d u s tr ial  T ec h n ical  E d u ca tio n Un iv er s ity   o f   Nig er ia   Nsu k k a,   E n u g u   State,   Nig er ia   E m ail:  taiwo . ad eb ay o @ u n n . e d u . n g       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m an y   d ev elo p in g   co u n tr ie s ,   in ad eq u ate  p o wer   g e n er ati o n ,   in ef f icien tr an s m is s io n ,   o r   o u t d ated   d is tr ib u tio n   in f r astru ctu r ca n   lead   to   f r eq u en p o wer   s h o r ta g es,  af f ec tin g   th e   p o p u latio n   i n   v ar io u s   way s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h ese  en er g y   d ef icien cie s   ad v er s ely   im p ac in d u s tr ial  an d   co m m er cial  p r o d u ctiv ity ,   s af ety ,   an d   o v er al l   s o cial  well - b ein g   [ 3 ] .   T o   m itig ate  th ef f ec ts   o f   th ese  s h o r tag es,  lo ad   s h e d d in g   is   o f t en   em p lo y ed   as  a   tem p o r ar y   s o lu tio n .   T h is   p r ac tice  in v o lv es  d is co n n ec tin g   el ec tr icity   in   s p ec if ic  ar ea s   f o r   f ew  h o u r s   ea ch   d ay .   W h en   p o wer   d em an d   e x ce ed s   th n etwo r k s   ca p ac ity ,   u tili ty   o p er ato r s   im p lem en lo ad   s h ed d in g   b y   r ed u cin g   o r   cu ttin g   o f f   elec tr icity   to   ce r tain   ar ea s   [ 4 ] .   T h is   ap p r o ac h   h el p s   p r ev en t w id esp r e ad   s y s tem   f ailu r es  b y   ad d r ess in g   th e   im b alan ce   b etwe en   elec tr icity   s u p p l y   an d   d em a n d ,   e n s u r in g   th at  a   s u f f icien am o u n o f   p o wer   r em ain s   av ailab le   f o r   all  u s er s   [ 5 ] .   Fo r   m an y   co n s u m er s ,   in s tallin g   in d ep en d en d iesel  g en er ato r s   o r   u n in ter r u p tib le  p o wer   s u p p lies   ( UPS)  with   b atter y   b ac k u p s   is   p r ac tical  s o lu tio n   t o   ad d r ess   p o wer   s h o r ta g es.   W h ile  th ese  tr ad itio n al  m eth o d s   ar s im p le  an d   co m m o n l y   u s ed ,   th ey   co m with   s ev er a d r awb ac k s .   UPS   s y s tem s ,   f o r   e x am p le,   r ely   o n   th alr ea d y   s tr ain ed   p o wer   g r id   f o r   c h ar g in g ,   wh ich   e x ac e r b ates  th is s u o f   in s u f f icien g en e r atio n   an d   h i g h   d em a n d .   A d d itio n ally ,   UP s y s tem s   ca n   waste  u p   to   2 5 o f   p o wer   d u r i n g   ch ar g in g   an d   d is ch ar g in g   d u to   p o o r   co n s tr u ctio n   an d   lo ef f icien cy   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   Diese g en er ato r s ,   wh ile   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   206 3 - 2 0 7 1   2064   ef f ec tiv e,   ar less   ef f icien t,  n o is y ,   an d   r eq u ir f r eq u e n m a in ten an ce .   E n er g y   f r o m   th ese  lo ca lized   s o u r ce s   is   ty p ically   co s tlier   th a n   g r id - s u p p lied   e n er g y .   Mo r eo v e r ,   th eir   u n c o n tr o lled   o p er atio n   co n tr ib u tes  s ig n if ican tly   to   en v ir o n m e n tal  p o llu tio n   b y   in cr ea s in g   g r ee n h o u s g as  em is s io n s   [ 8 ] .   As  e n v ir o n m e n tal  co n ce r n s   g r o w,   th er is   in cr ea s in g   p r ess u r o n   th en er g y   s ec to r   to   s h if t to war d s   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s   r ath er   th an   r ely in g   o n   f o s s il  f u els  [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Dev elo p in g   co u n tr ies  f ac d u al   ch allen g e:  th ey   n ee d   to   p ar ti cip ate  in   th g lo b a l   s h if to war d   clea n ,   s u s tain ab l en er g y   wh ile  s im u ltan eo u s ly   ad d r ess in g   th e n er g y   n ee d s   o f   th eir   g r o win g   p o p u latio n s ,   wh o   s till   lack   b asic p o wer   ac ce s s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   N e v e r t h e l es s ,   m a n y   o f   t h e s e   co u n t r i e s   h a v e   a m p l e   a n d   c o s t - e f f e c t i v e   r e n e w a b le   r e s o u r c e s .   W i n d   a n d   s o l a r   p o w e r ,   i n   p a r ti c u l a r ,   a r e   v i e w e d   a s   h i g h l y   p r o m is i n g   d u e   t o   t h e i r   w i d es p r e ad   a v a i l a b il i t y   a n d   e n v i r o n m e n t a l   b e n e f i t s   [ 1 3 ] [ 1 4 ] .   T h e s e   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y s t e m s   d o   n o t   r e q u i r e   f u e l ,   a r e   e a s y   t o   i n s t a l l ,   a n d   n e e d   m i n i m a l   m a i n t e n a n c e .   Mo r e o v e r ,   r e c e n t   a d v a n c e m e n t s   i n   r e n e w a b l e   e n e r g y   t e c h n o l o g y   h a v e   s h o w n   t h a t   t h e s e   s y s t e m s   c a n   e f f e ct i v e l y   r e p l a c e   t r a d i t i o n a o n e s   a t   lo w e r   c o s t ,   a d d r e s s i n g   m a n y   o f   t h e i r   li m i t at i o n s .   T e c h n o l o g i e s   s u c h   a s   wi n d   t u r b i n e s ,   p o w e r   c o n v e r t e r s ,   a n d   s o l a r   p a n e l s   a r e   n o t a b l e   e x a m p l e s .   H o w e v e r ,   t h i n h e r e n t   v a r i a b il i t y   o f   w i n d   a n d   s o l a r   e n e r g y ,   w h i c h   d e p e n d s   o n   w e a t h e r   c o n d it i o n s ,   m a k e s   it   c h a l le n g i n g   t o   r el y   s o l e l y   o n   t h e s e   s o u r c e s   t o   r e p la c e   t h e   e l e c t r i c a l   g r i d   d u r i n g   l o a d - s h e d d i n g   e v e n t s .   T h e r e f o r e ,   c o m b i n i n g   v a r i o u s   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e s   w it h   b a c k u p   s o l u t i o n s   l i k e   b a t t e r i e s   a n d   d i e s e l   g e n e r a t o r s   is   o f t e n   n e c e s s a r y   [ 1 5 ] - [ 2 3 ] .   A n   i n v e n t i v h y b r i d   r e n e w a b l e l e ct r i c a l s y s t e m   t h at   i n c o r p o r a t e s   p h o t o v o l t a i ( PV )   a r r a y s ,   e n e r g y   s t o r a g u n i t s   ( E S U s ) ,   wi n d   t u r b i n e s ,   a n d   a   s t a n d b y   d i e s e l   e n g i n e   i s   b e i n g   p r o p o s e d   t o   s o l v e   t h e   l o a d - s h e d d i n g   p r o b l e m .   I t   i s   a n t i c i p a te d   t h at   h y b r i d i z at i o n   w i l l r e s u l t   i n   s i g n i f i c a n t i n c r ea s e   i n   i n f r as t r u c t u r c o s t s   o v e r a l l .   F u r t h e r m o r e ,   t h c o m p l e x   n a t u r e   o f   t h e   p l a n t   m a y   b e   f u r t h e r   e n h a n c e d   b y   t h e   i n t e r a c t i o n   b e tw e e n   t h e   i n te r m i t t e n t   s o u r c e s   o f   r e n e w a b l e   p o w e r   a n d   t h e   d is tu r b e d   g r i d   ( r e s u l t i n g   f r o m   l o a d   s h e d d i n g ) .   O p t i m i za t i o n   an d   e f f e c t i v e   e n e r g y   m a n a g e m e n t   a r e   t h e r e f o r e   m u c h   m o r e   c r u c i a b e c a u s p o o r   d e s i g n   m i g h h a v e   d e t r i m e n ta l   e f f e c ts ,   s u c h   as  t u r n i n g   o f f   s u p p l y   t o   a n   e s s e n t ia l   s e r v i ce   ( m e d i c a l   a n d   m i l it a r y - r e l a t e d )   [ 2 4 ] - [ 2 7 ] .     T h is   p r o ject  m o d eled   h y b r id   r en ewa b le  p o wer   s y s te m   th at  u s es  s o lar   PV,   b io m ass ,   d iese l   g en er ato r s ,   an d   b atter ies   to   p r o d u ce   en er g y   f o r   th I v o k o   v i llag in   E n u g u   State,   Nig er ia.   Hy b r id   r e n ewa b le  en er g y   d esig n s   ar e   cr ea ted   p r im ar ily   f o r   r eg io n   th at  u tili ze s   s o lar   en er g y   a n d   a n im al  waste  to   b o o s th e   av ailab ilit y   o f   elec tr icity   b ec au s th r eg io n   d o es  n o h av en o u g h   ac ce s s   to   en er g y .   T h e r ef o r e,   th p r o p o s ed   way   o f   p r o d u ci n g   p o wer   is   af f o r d ab le  an d   h as  ex ce llen tech n ical  v iab ilit y   b ec au s an im al  waste  an d   s u n lig h ar ab u n d a n tly   av ailab le.   Fu r th er m o r e,   an   ec o n o m ic  a s s es s m en is   co n d u cted   u s in g   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   an d   HO ME R   Pro   s o f twar to   ascer tai n   th f ea s ib ilit y   o f   a   m icr o g r i d   s tr u ctu r t h at  is   an   in ter co n n ec ted   r e n ewa b le  p o wer   p lan t   with in   th e   co m m u n ity .   I m p r o v in g   en er g y   r eliab ilit y ,   en v ir o n m en tal   ef f ec ts ,   an d   ec o n o m ic  v iab ilit y   ar th m ai n   o b jectiv es o f   r u r al  m icr o g r id   a n aly s is .     T h m ain   c o n tr ib u tio n s   o f   t h p ap er   a r as  f o llo ws:   i)   I n t eg r atin g   PS with   HOM E R   f o r   h y b r id   m icr o g r id   o p tim izatio n   p r o v id es  n ew  in s ig h ts   in to   ef f icien t   s y s tem   d esig n .   W h ile  HOM E R   p r o v id es  d etailed   m o d elin g   an d   s im u latio n ,   PS en h an ce   o p tim izatio n   b y   e x p lo r in g   b r o ad e r   s o lu tio n   s p ac e ;   ii)  T h s tu d y   u tili ze d   an   e n er g y   m a n ag em e n s y s tem   ( E MS)   c o n ce p t   to   e f f icien tly   m a n ag e n er g y   with in   s elf - s u f f icien t   co m m u n ity ,   em p lo y in g   an   o p t im al  s izin g   m o d el  to   f in d   th m o s co s t - ef f ec tiv HR E d es ig n   u s in g   PS an d   HOM E R   Pro   s o f twar e iii)  De v elo p   an d   test   cu s to m ized   v a r i an ts   o f   PS d ea ls   with   th s p e cif ic  ch allen g es  o f   h y b r id   m icr o g r id   o p tim izatio n .   T h e   ad a p tiv PS ad ju s ts   p ar am eter s   b ased   o n   th e   o p tim izatio n   s tag o r   p r o b lem - s p ec if ic  en h a n ce m en ts   th at  im p r o v c o n v er g en ce   s p ee d   an d   s o lu tio n   q u ality .       2.   M E T H O D   I n   th is   s tu d y ,   h y b r id   m icr o g r id   was  d esig n ed   f o r   I v o k o   v illag in   E n u g u   State,   Nig er ia,   u tili zin g   PS an d   HOM E R .   T h m ai n   o b jectiv es  o f   th is   m icr o g r id   d esig n   ar to   lo wer   th v illag e' s   elec tr icity   co n s u m p tio n   co s ts   an d   e n s u r co n tin u o u s   en er g y   s u p p l y .   Ho wev er ,   p r e d ictin g   h o well  th is   p r o p o s ed   m icr o g r id   will  p er f o r m   o v er   its   2 5 - y ea r   life s p an   is   ch alle n g i n g .   T h d esig n   is   b ased   o n   c u r r en an d   r elativ ely   id ea co n d itio n s ,   b u s ev er al  r ea l - wo r ld   f ac to r s   co u ld   s ig n if ican tly   im p ac its   p er f o r m a n ce .   T h ese  f ac to r s ,   r ef er r ed   to   as  p er f o r m a n ce   v ar iab les,  in clu d th ag i n g   o f   P m o d u les,  p o ten tial  in cr ea s es  in   en er g y   d em an d   o v er   tim e,   th f r e q u en c y   an d   s ev er ity   o f   g r id   in ter r u p tio n s ,   an d   v a r iatio n s   in   b io m ass   p r o d u ctio n ,   wh ich   is   ex p ec ted   to   r is an n u ally .   T h er ef o r e,   it  is   c r u cial  to   ass ess   an d   u n d er s tan d   th im p ac o f   th ese   v ar iab les.   E v alu atin g   s u c h   s y s tem   in v o lv es  ad d r ess in g   n u m er o u s   v ar i ab les  an d   th eir   ef f ec ts   s im u lta n eo u s ly ,   m a k in g   it  co m p lex   ch allen g e .   T h e   HOM E R   an aly s is   d etailed   lo ad   p r o f iles   with   r eso u r ce   a v ailab ilit y   d ata  was  ap p lied   to   p er f o r m   s im u latio n s   o f   d if f er en s y s tem   co n f ig u r ati o n s   u n d er   v a r io u s   s ce n ar io s   as  i llu s tr ated   in     Fig u r e s   1   an d   2 .   PS d eter m i n es   m u lti - o b jectiv e   f u n ctio n   th at  b alan ce s   co s t,  r eliab ilit y ,   an d   e n v ir o n m en tal   im p ac t ,   wh ich   in co r p o r ates   tech n ical,   ec o n o m ic,   an d   en v i r o n m en tal   co n s tr ain ts .   T h i m p lem en tatio n   o f   a   d y n am ic  r e - o p tim izatio n   ap p r o ac h   wh er d esig n   to   u p d ate  n ew  d ata  an d   ch an g in g   c o n d i tio n s .   T h is   en s u r es  th s y s tem   ad ap ts   to   ev o lv i n g   u n ce r tain ties .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         Desig n   a n d   o p timiz a tio n   o f h yb r id   micro g r id   r en ewa b le  en erg s ystem     ( Th eres a   C h in ye r Og b u a n y a )   2065       Fig u r 1 .   S c h e m at i of   t h h y b r id   co n f ig u r atio n           Fig u r 2 .   E le c tr i l o ad   of   t h hy br id   co n f ig u r atio n       2 . 1 .     M o delin g   o f   ph o t o v o lt a ic  s y s t em     T h PV sy s tem   p o wer   o u t p u ca n   b ev al u ated   u s in g   ( 1 )   [ 2 2 ] :      ( ) =   ( ) ×  × ( ) × ( 1 +  (  ) )   ( 1 )     w h er   ( )   is   th PV  m o d u le  m ax i m u m   s ize( k W ) ,      is   th d er atin g   co ef f icien t,     is   PV  p late  ir r ad ian ce ,   is   n o m in al  ir r ad ian ce   c o n d itio n s ,      is   th tem p er atu r in d ex .   T k   is   PV  tem p er atu r ce ll,  T wp   is   th ty p ical   PV c ell  tem p er atu r test   co n d i tio n s .     2 . 2 .     B a t t er y   ba nk   m o delin g   T h s tate  o f   ea ch   b atter y   an d   co n n ec ted   b atter ies  at  p ar t icu lar   s tag is   ap p lied   to   d eter m in th e   to tal  am o u n o f   en e r g y   p r o d u c ed   an d   c o n s u m ed .   T h b atter y   b an k   at  p ar ticu lar   tim is   an a ly ze d   in   ( 2 )   [ 2 2 ] :     ( ) = ( 1 ) +  ( ) × α CC × σ C HG   ( 2 )     w h er  ( ) is   r esid u al  r ef er en ce   en er g y   α CC   is   th s y s tem   ch ar g in g   co n tr o ller   an d   σ C HG   is   th ef f icien cy   o f   b atter y   ch ar g in g   f ac to r .   T h ( 3 )   illu s tr ates   th q u ality   o f   b atter y   ch ar g in g :       ( )    ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   206 3 - 2 0 7 1   2066   w h er e,      is   th SOC   m in im u m   co ef f icien t,  SOC   is   th b atter y   s tate  o f   ch ar g e ,   an d       is   th SO C   m ax im u m   c o ef f icien t.   T h m i n im u m   SOC   co ef f icien t is:      = 1    ( 4)     DOD  is   th lev el  o f   b atter y   d is ch ar g in g .     2 . 3 .     M o delin g   o f   t he  bio g a s   s y s t em   T h to tal  ( in   m ass )   o f   s o lid   d u n g   f o r   elec tr icity   p r o d u ctio n   is   d ef in ed   in   ( 5 )   t o   ( 8 ) .   T h e   s o lid   d r y   waste  m ass :     ( ) = ×   ( 5 )     N is   th an im al' s   to tal  n u m b er ,   wh ile  C is   th s o lu b le  an im a l m an u r p er   d a y   ( k g ) B io g as’   v o lu m e ,     ( ) = ×     ( 6 )     is   g en er ated   b io g as  o f   to tal  d r y   m ass   b etwe en   0 . 2   m 3 kg - t o   0 . 4   m 3 kg - 1 ,   M d   is   th in p u m ass   o f   dung Als o ,   th b io g as e n e r g y   g en er ated   c an   b ca lcu lated   u s in g   ( 7 ) .     = ɳ × ×   ( 7 )     Her e ,   H b   r e p r esen ts   th b u r n in g   h ea t   v o lu m o f   th e   b io g as,  a n d   ɳ   s tan d s   f o r   t h ef f icac y   o f   co m b u s tio n   o f   th e   co m b u s to r s .   T h e   m eth o d   o f   d er iv in g   th s ize  o f   th g e n er at o r   is   v ia  th u s o f   th ( 8 )   [ 2 7 ] :   W h er   is   th e   s u m   ef f icien cy   o f   co n v er s io n   an d     is   th g en er ato r   q u an tity   i n   k W .     = × × 1    24ℎ ×  3412   ( 8 )     2 . 4 .     O pti m iza t io m o del o f   t he  o bje ct iv f un ct io n     T h o p tim izatio n   o b jectiv p r o b lem   d ea ls   with   t h m in im iz atio n   o f   o p e r atio n al  c o s ts .   T h o b jectiv e   f u n ctio n   is   d e f in ed   as  [ 2 2 ] :     (  ) = +   + +     ( 9 )     W h er ea ch   co m p o n en co s t ,   in clu d in g   o p er atio n   co s ts ,   ca p ital  co s ts ,   m ain ten an ce   c o s ts ,   f u el  co s ts ,   an d   r ep lace m en t ,   is   an aly ze d   ( 1 0 ) :     = + + & +   ( 1 0 )     T h co n s tr ain t p o wer   b ala n ce   o cc u r s   b etwe en   lo a d   d em a n d   a n d   g en er atio n .   C o n s tr ain ts :     l o a d c o n v bat pv b i o P P P P P + + +   ( 1 1 )     2 . 5 .     L o a d e nerg y   estim a t io n dem a nd   T h lo ad   d ata  co m es  f r o m   an aly s es   th at  ar s en to   th co m m u n ities .   T h s u r v ey s   h av s ec tio n s   o n   h o u s eh o ld   lo ad ,   b u s in ess   lo ad ,   co m m u n ity   d em an d ,   a n d   a g r icu ltu r al  d em a n d ,   d ep e n d in g   o n   th e n er g y   n ee d s   th at  ar co v e r ed   b y   th s tu d y .   Mo s o f   th en e r g y   was  u s ed   b y   th h ea lth   ce n ter ,   elem en t ar y   s ch o o l,   s h o p s ,   an d   s tr ee lig h ts .   Fig u r es  1   an d   2   illu s tr ate  th h y b r id   s y s te m ' s   e s tim ated   d aily   to tal  en er g y   d em an d   in   k W h   an d   p ea k   lo ad ,   wh ich   ar 6 2 3   k W h   an d   5 7 . 4 9   kW ,   r esp ec tiv ely .       2 . 6 .     P s eudo   co de  o f   t he  P SO   i)   I n itialize  th p ar ticle  v elo citie s   , positio n s   , ite r a tion   c ount e r , gl ob a l   b e s t ,   ,    pe r s on a l   b e s t      ii)   Gen er ate  s et  o f   r a n d o m   p ar ti cles ( P)   iii)   Fo r   ev er y   p ar ticle  ( i)   -   E v alu ate  f itn ess   f u n ctio n   ( f i)   -   Up d ate  th g lo b al  b est g b est,  an d   th e   p ar ticle' s   p er s o n al  p b est   iv )   R ep ea t u n til th m ax im u m   n u m b er   o f   iter atio n s   is   r ea ch ed :   -   Fo r   ev er y   p ar ticle  ( i )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         Desig n   a n d   o p timiz a tio n   o f h yb r id   micro g r id   r en ewa b le  en erg s ystem     ( Th eres a   C h in ye r Og b u a n y a )   2067   -   Up d ate  th p ar ticle’ s   p o s itio n   ,   a n d   ve l oc ity     -   I f   th p o s itio n     ex ce ed s   th d e f in ed   lim it,  s et           -   R ec alcu late  th f itn ess   f i   -   Up d ate  th g lo b al  b est g b est,  an d   p er s o n al  p b est   v)   E n d   f o r   v i)   E n d   wh ile       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T ab le s   1   an d   2   s h o w   t h o p ti m izatio n   r esu lts   o f   th h y b r id   s y s tem   o f   Oji - R iv er   C o m m u n ity   u s in g   HOM E R   an d   PS O ,   r esp ec tiv ely .   T h b io g as  s y s tem   was  s elec ted   as  th b ase  ca s s y s t em ,   an d   th b io g as  s y s tem   d iesel  p r ice  was  a s s u m ed   to   b co n s tan at  3   to n s   wh ile  th m ass   o f   d iesel  p r ice  v ar ied .   T h r esu lts   o f   en er g y   g en er ate d   an d   t h NPC   o f   th s y s tem s   in   ea ch   ca s wer also   p r esen ted .   Fig u r 3   s h o ws   th m o n th ly   av er ag s o lar   g lo b al  h o r izo n tal  ir r ad ian ce ,   a n d   Fig u r e   4   s h o ws  th m o n th ly   a v er ag a v ailab le  b io m ass       T ab le   1 .   O pt i m i za ti o r e s ul of   t h h y br i s y s t e m   u s i ng   H O M E R   A r c h i t e c t u r e   P V   S i z e   ( K w )   B i o g a s Ge n   ( K w )   B a t t e r y   ( K w )   C O ( $ / k W h )   N P C   ( $ )   P V / B i o g a s / B a t   70   1 0 0   20   0 . 3 6 3 8   1 , 6 6 1 , 1 6 4   B i o g a s Ge n / B a t   -   1 0 0   20   0 . 6 5 9   2 , 3 6 1 , 6 5 3   P V / B i o g a s G e n   6 . 5   1 0 0   -   0 . 4 6 6 5   2 , 3 8 7 , 5 4 2       T ab le   2.   O pt i m i za ti o r e s u lt   of   t h h y br i s y s t e m   u s i ng   P S O   A r c h i t e c t u r e   P V   S i z e   ( K w )   B i o g a s Ge n   ( K w )   B a t t e r y   ( K w )   C O ( $ / k W h )   N P C   ( $ )   P V / B i o g a s / B a t   60   80   15   0 . 2 8 6 5   1 , 2 2 5 , 9 1 4   B i o g a s Ge n / B a t   -   80   15   0 . 4 1 9 6   2 , 0 7 8 , 1 2 9   P V / B i o g a s G e n   5   80   -   0 . 3 4 7 3   2 , 1 4 0 , 2 5 1           Fig u r 3 .   Mo n th ly   a v er ag s o l ar   g lo b al  h o r izo n tal  ir r ad ian ce           Fig u r 4 .   Mo n th ly   a v er ag a v ailab le  b io m ass       3 . 1 .     Ca s e - 1 :   P V/bio g a s /ba t t e ry   T h e   H O M E R   r e s u l t   i n   s c e n a r io   1   s h o w s   t h a t   t h e   e n e r g y   s o u r c e s   a l l o t t e d   t o   m e e t   t h e   v i ll a g e ' s   e n e r g y   r e q u i r e m e n t   a r e   b a t t e r i e s ,   b i o g a s   g e n e r a t o r s ,   a n d   s o l a r   P V .   T h e   s y s t e m ' s   t h r e e   s i z es   a r e   2 0   k W ,   1 0 0   k W ,   a n d     7 0   k W   f o r   t h s o la r ,   b i o g a s   g en e r a t o r ,   a n d   b a t t e r y ,   r e s p e ct i v el y .   T h e   5 , 217 , 22  k W h   o f   e n e r g y   a r e   e x p e c t e d   t o   b c o n s u m e d   a n n u a l l y ,   w h i l e   1 5 . 9 %   o f   t h a t   e n e r g y   i s   a v ai l a b l e   as   s u r p l u s .   T h e r e   w a s   a   $ 1 , 6 6 1 , 1 6 4   n e t   p r e s e n t   c o s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   206 3 - 2 0 7 1   2068   ( N PC )   a n d   a   $ 0 . 3 6 3 8 $ / k W h   c o s t   o f   e n e r g y .   T h e   PS O   s u g g e s ts   t h a t   s i z es   a r e   1 5   kW 80   kW ,   a n d   6 0   kW   f o r   s o l a r ,   b i o g a s   g e n e r at o r ,   a n d   b a tt e r y ,   r e s p e c ti v e l y ,   wi t h   NP C   o f   $ 2 , 1 4 0 , 2 5 1   a n d   C O E   o f   0 . 3 4 7 3 $ / k W h     3 . 2 .   Ca s e - 2 :   B io g a s /B a t t er y   B atter ies  an d   b io g as  en g in es  ar co n s id er ed   i n   C ase  2 .   T h en er g y   s o u r ce s   f o r   t h s y s tem   h av ca p ac ity   o f   1 0 0   k W   f o r   b i o g as  an d   2 0   k W   f o r   b atter ies,  r esp ec tiv ely .   T h er e   is   p o te n tial  s u p p ly   o f   ex tr a   en er g y   at  6 . 1 9 %,  a n d   t h esti m ated   y ea r l y   en e r g y   u s ag is   4 , 9 5 1 , 6 4   k W h .   Fu r th er m o r e,   th co s o f   e n er g y   ( C OE )   is   0 . 6 5 9 $ / k W h ,   an d   th n et  p r esen co s ( NP C )   i s   $ 2 , 3 6 1 , 6 5 3 .   T h PS s in u ates  t h at  s izes  ar e   8 0   k W   f o r   b io g as a n d   1 5   k W   f o r   b atte r ies ,   r esp ec tiv ely ,   with   NPC   o f   $ 2 , 0 7 8 , 1 2 9   an d   C OE   o f   0 . 4 1 9 $ / k W h     3 . 3 .   Ca s e - 3 :   P V/B io g a s     I n   ca s 3 ,   PV  an d   b io g as  g en er ato r s   ar tak en   in to   c o n s id e r atio n .   T h e   PV  s y s tem   h as  ca p ac ity   o f   6 . 5   k W ,   wh ile  th b io g as  g e n er ato r   h as  a   ca p ac ity   o f   1 0 0   k W .   T h esti m ated   an n u al  en e r g y   co n s u m p tio n   is   1 1 2 , 9 4 8   k W h ,   a n d   th e   esti m ated   q u a n tity   o f   ex ce s s   en e r g y   i s   1 8 . 3 1 %.   T h e   PS s in u ates  th at  s izes  ar 5   k W ,   wh ile  th b io g as  g en er ato r   h as  ca p ac ity   o f   8 0   k W   with   NPC   o f   $ 2 , 0 7 8 , 1 2 9   an d   C OE   o f   0 . 3 4 7 3 $ / k W h T ab le s   1   a n d   2   s h o t h o p tim izatio n   r esu lts   f o r   HOM E R   an d   PS O ,   r esp ec tiv ely .   T h PV/ b io g as/B att   s tr u ctu r is   s h o wn   to   b th e   ch ea p est   ap p r o ac h   with   b o th   NPC   an d   C OE .   I t   also   g e n er ates  s ig n if ican t   q u an tity   o f   ex ce s s   en er g y ,   m a k in g   it a p p r o p r iate  in   ca s es o f   an ticip ated   ex p an s io n .   Ou t o f   all  th co m p o n en ts ,   th b io g as  g e n er ato r   h as  th ch ea p est  o v er all  co s t ,   wh ile  t h b atter y   b ac k u p   m ec h a n is m   h as  th m o s t.  T h e   ab u n d a n ce   o f   r ea d ily   av ailab l an im al  ex cr em en ca u s es  th is ,   wh ich   in   tu r n   r ed u ce s   th d em an d   f o r   co s tly   d iesel  an d   p h o to v o ltaic  s y s tem s ,   as  s h o wn   in   Fig u r e s   5   t 9 .   T h f in d in g s   in d icate   th at ,   in   co m p ar is o n   t o   HOM E R ,   PS O - b ased   o p tim iz atio n   is   m o r ec o n o m ical.   I n t e g r a t i n g   b i o g a s   g e n e r a t o r s   w i t h   P V   p a n e ls   i n   a   m i c r o g r i d   s y s te m   i s   a n   e f f e c t i v e   a p p r o a c h   t o   e n s u r e   c o n t i n u o u s   e n e r g y   s u p p l y .   H o w e v e r ,   t o   ac h i e v e   r e al is t i l o n g - t e r m   p e r f o r m a n c e   r es u l ts ,   it   is   e s s e n t i al   t o   a c c o u n t   f o r   s e v e r a l   f ac t o r s ,   i n c l u d i n g   th e   a g i n g   o f   P m o d u l e s ,   a n n u a l   i n c r e as e s   i n   e n e r g y   d e m a n d ,   t h e   f r e q u e n c y   o f   p o w e r   o u t a g e s ,   t h e   ti m e   r e q u i r e d   t o   r e p a i r   f a u l ts ,   a n d   f l u c t u a tio n s   i n   b i o m a s s   p r o d u c t i o n .           Fig u r 5 .   Sizin g   o f   PV/b io g as/ b at           Fig u r 6 .   Sizin g   o f   b i o g as/b at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         Desig n   a n d   o p timiz a tio n   o f h yb r id   micro g r id   r en ewa b le  en erg s ystem     ( Th eres a   C h in ye r Og b u a n y a )   2069       Fig u r 7 .   Sizin g   o f   PV/b io g as           Fig u r 8 .   NPC   o f   ar c h itectu r e           F ig u re   9 .   COE   o Arc h it e c tu re       4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   s p ec if ied   th m o d elin g   an d   o p tim izatio n   o f   th h y b r id   is o lated   p o we r   s y s tem   f o r   r em o te  ar ea s ,   u tili zin g   I v o k o   as  ca s e   s tu d y .   Sev er al  f ac to r s   wer co n s id er ed   in   th d ev elo p m e n o f   th e   s y s tem   o p er atin g   p lan ,   i n clu d i n g   s o u r ce   d is tr ib u tio n ,   e n er g y   d em an d   esti m atio n   an d   co m p a r is o n   o f   ec o n o m ic   asp ec ts .   Fu r th er m o r e ,   th r ee   d is tin ct  h y b r i d   en e r g y   s y s tem   ca s es ,   wh ich   a r PV/ b io g as/ b atter y ,   b i o g as   Gen /B at,   an d   PV/ b io g as  g en ,   h av b ee n   ev alu ate d   u s in g   PS an d   HOM E R   Pro .   A m o n g   all  ca s es,  th co m b in atio n   o f   b io g as,  PV,  an d   b atter y   p r o d u ce s   th lo west  C OE   an d   least  NPC ,   at  0 . 3 6 3 8 $ / k W h   an d   $ 1 , 6 6 1 , 1 6 4 ,   r esp ec tiv ely   f o r   HOM E R   an d   PS g en er ates  0 . 2 8 6 5 $ / k W h   a n d   $ 1 , 2 2 5 , 9 1 4   o f   C OE   an d   NPC ,   r esp ec tiv ely .   T h er e f o r e,   th o r o u g h   an aly s is   f r o m   an   ec o n o m ic  an d   tech n o lo g ical  p er s p e ctiv h ig h lig h ts   th e   f ea s ib ilit y   o f   th e   s u g g ested   h y b r id   PV - b io g as  s y s tem   s tr en g t h en ed   with   b atter ies  f o r   i n s tallatio n   in   t h I v o k o   Villag e.   C o m p ar ed   to   HOM E R ,   th PS O - b ased   s y s tem   ac h i ev es  lo wer   C O2   em is s io n s   an d   f ea tu r es  g r ea ter   in teg r atio n   o f   b i o g as  an d   PV  s y s tem s .   T h p r o p o s ed   b io g as  ca p ac ity   is   ab o v th v illag e' s   p ea k   lo ad   d em a n d ,   wh ich   h elp s   to   m in im ize  ex ce s s   elec tr icity   p r o d u ctio n   w h ile  ad eq u ately   m ee tin g   d em an d .   I n   c o n tr ast  to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   206 3 - 2 0 7 1   2070   HOM E R ,   th P SO  ap p r o ac h   f o r ec asts   m o r s tr ea m lin ed   b io g as  s etu p   th at  p r ec is ely   m atch es  th p ea k   lo ad   d em an d ,   th u s   en s u r in g   m in im al  ex ce s s   elec tr icity   g en er atio n .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h au th o r s   ac k n o wled g th tech n ical  s u p p o r r ec eiv e d   f r o m   th E n er g y   an d   Su s tain ab le  R esear ch   Gr o u p   ( E SR G)   UNN ,   f o r   en a b led   th tim ely   c o m p letio n   o f   th is   r esear ch ,   as  well  as   th en tire   co m m u n ity   o f   I v o k o   v illag in   E n u g u   State  f o r   th eir   d etailed   d ata  co llectio n   an d   t h eir   h elp f u l te ch n ical  d is cu s s io n .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h au t h o r s   d ec lar e   th at  th e y   h av n o   k n o wn   c o m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h av ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   T h er e s C hi n ye r O g bu a n y a                               T a i w F e li A d e ba y o                         j         C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   D a t a   a v a il a b i li t y   is   n o t   a p p l i ca b l e   t o   t h is   p a p e r   a s   n o   n e w   d at w e r e   c r e a t e d   o r   a n al y z e d   i n   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   X .   M o ,   J.  Zh u ,   J.  C h e n ,   Y .   G u o ,   Y .   X i a ,   a n d   M .   L i u ,   A   st o c h a s t i c   s p a t i o t e m p o r a l   d e c o mp o s i t i o n   d e c i s i o n - ma k i n g   a p p r o a c h   f o r   r e a l - t i me   d y n a m i c   e n e r g y   ma n a g e men t   o f   m u l t i - m i c r o g r i d s,   I E EE  T ra n s a c t i o n o n   S u s t a i n a b l e   En e rg y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,     p p .   8 2 1 8 3 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TST E. 2 0 2 0 . 3 0 2 1 2 2 6 .   [ 2 ]   Z.   M .   A n j u m,   D .   M .   S a i d ,   M .   Y .   H a ss a n ,   Z .   H .   L e g h a r i ,   a n d   G .   S a h a r ,   P a r a l l e l   o p e r a t e d   h y b r i d   A r i t h me t i c - S a l p   sw a r m o p t i m i z e r   f o r   o p t i ma l   a l l o c a t i o n   o f   mu l t i p l e   d i s t r i b u t e d   g e n e r a t i o n   u n i t i n   d i s t r i b u t i o n   n e t w o r k s,   PL o S   O N E ,   v o l .   1 7 ,   n o .   4   A p r i l ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 6 4 9 5 8 .   [ 3 ]   L.   M b o mv u ,   I .   T.   H l o n g w a n e ,   N .   P .   N x a z o n k e ,   Z .   Q a y i ,   a n d   J.  B r u w e r ,   Lo a d   s h e d d i n g   a n d   i t i n f l u e n c e   o n   S o u t h   A f r i c a n   sma l l ,   med i u m   a n d   mi c r o   e n t e r p r i s e   p r o f i t a b i l i t y ,   l i q u i d i t y ,   e f f i c i e n c y ,   a n d   so l v e n c y ,   S S RN   El e c t ro n i c   J o u r n a l ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 1 3 9 / ssr n . 3 8 3 1 5 1 3 .   [ 4 ]   H .   B e v r a n i ,   A .   G .   T i k d a r i ,   a n d   T.   H i y a m a ,   P o w e r   sy s t e m   l o a d   s h e d d i n g :   K e y   i ss u e s   a n d   n e w   p e r s p e c t i v e s,”   Wo r l d   Ac a d e m y   o f   S c i e n c e ,   E n g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 5 ,   p p .   1 9 9 2 0 4 ,   2 0 1 0 .   [ 5 ]   R .   S .   S h r e s t h a ,   El e c t r i c i t y   c r i s i ( l o a d   s h e d d i n g )   i n   N e p a l ,   i t s   ma n i f e st a t i o n a n d   r a m i f i c a t i o n s,   H y d ro   N e p a l :   J o u rn a l   o f   Wa t e r ,   En e r g y   a n d   E n v i r o n m e n t ,   v o l .   6 ,   p p .   7 1 7 ,   1 9 7 0 ,   d o i :   1 0 . 3 1 2 6 / h n . v 6 i 0 . 4 1 8 7 .   [ 6 ]   B .   S h i   a n d   J.   L i u ,   D e c e n t r a l i z e d   c o n t r o l   a n d   f a i r   l o a d - sh e d d i n g   c o mp e n sat i o n s   t o   p r e v e n t   c a sc a d i n g   f a i l u r e s   i n   a   sm a r t   g r i d ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t ri c a l   Po w e a n d   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   6 7 ,   p p .   5 8 2 5 9 0 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s . 2 0 1 4 . 1 2 . 0 4 1 .   [ 7 ]   K .   S i r a j   e t   a l . ,   O p t i m a l   p o w e r   d i s p a t c h   i n   s o l a r - a ss i st e d   u n i n t e r r u p t i b l e   p o w e r   su p p l y   sy s t e ms ,   I n t e r n a t i o n a l   T ra n s a c t i o n s   o n   El e c t r i c a l   En e r g y   S y s t e m s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / 2 0 5 0 - 7 0 3 8 . 1 2 1 5 7 .   [ 8 ]   V .   A .   A n i ,   D e si g n   o f   a   r e l i a b l e   h y b r i d   ( P V / D i e se l )   p o w e r   s y st e m   w i t h   e n e r g y   s t o r a g e   i n   b a t t e r i e s   f o r   r e mo t e   r e si d e n t i a l   h o me ,”  J o u rn a l   o f   En e rg y ,   v o l .   2 0 1 6 ,   p p .   1 1 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 6 / 6 2 7 8 1 3 8 .   [ 9 ]   P .   M a l i k ,   M .   A w a s t h i ,   a n d   S .   S i n h a ,   A   t e c h n o - e c o n o m i c   i n v e st i g a t i o n   o f   g r i d   i n t e g r a t e d   h y b r i d   r e n e w a b l e   e n e r g y   sy s t e ms,”   S u s t a i n a b l e   E n e rg y   T e c h n o l o g i e s   a n d   Assessm e n t s ,   v o l .   5 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s e t a . 2 0 2 2 . 1 0 1 9 7 6 .   [ 1 0 ]   T.   W u ,   H .   Z h a n g ,   a n d   L.   S h a n g ,   O p t i m a l   si z i n g   o f   a   g r i d - c o n n e c t e d   h y b r i d   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y st e ms   c o n s i d e r i n g   h y d r o e l e c t r i c   st o r a g e ,   E n e r g y   S o u r c e s ,   Pa rt   A:   R e c o v e r y ,   U t i l i za t i o n   a n d   En v i r o n m e n t a l   Ef f e c t s ,   v o l .   4 6 ,   n o .   1 ,   p p .   5 0 4 3 5 0 5 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 5 6 7 0 3 6 . 2 0 2 0 . 1 7 3 1 0 1 8 .   [ 1 1 ]   M .   T.   D i l i p   A h u j a   et   al . ,   S u s t a i n a b l e   e n e r g y   f o r   d e v e l o p i n g   c o u n t r i e s,   S API  EN .   S .   S u rv e y s   a n d   P e rs p e c t i v e I n t e g r a t i n g   En v i r o n m e n t   a n d   S o c i e t y ,   v o l .   2 . 1 ,   p p .   1 4 8 ,   2 0 0 8 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / s a p i e n s.r e v u e s . o r g / 8 2 3 % 5 C n w w w . t w a s.o r g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         Desig n   a n d   o p timiz a tio n   o f h yb r id   micro g r id   r en ewa b le  en erg s ystem     ( Th eres a   C h in ye r Og b u a n y a )   2071   [ 1 2 ]   S .   M a so u d ,   A .   A l t b a w i ,   A .   S a f a w i ,   Z.   A .   A r f e e n ,   U .   T .   M a l a y si a ,   a n d   J .   B a h r u ,   En h a c e m e n t   o f   mi c r o g r i d   t e c h n o l o g i e u s i n g   v a r i o u s a l g o r i t h ms,   T u rki sh   J o u r n a l   o f   C o m p u t e a n d   M a t h e m a t i c Ed u c a t i o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 1 2 7 1 1 7 0 ,   2 0 2 1 .   [ 1 3 ]   S .   S i n h a   a n d   S .   C h a n d e l ,   R e v i e w   o f   r e c e n t   t r e n d i n   o p t i mi z a t i o n   t e c h n i q u e f o r   so l a r   p h o t o v o l t a i c w i n d   b a s e d   h y b r i d   e n e r g y   sy st e ms,   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   En e rg y   R e v i e w s ,   p p .   7 5 5 7 6 9 ,   2 0 1 5 .   [ 1 4 ]   W .   A n j u m,  A .   R .   H u sa i n ,   J.  A .   A z i z ,   S .   M .   F a s i h   U r   R e h ma n ,   M .   P .   B a k h t ,   a n d   H .   A l q a r a g h u l i ,   A   r o b u s t   d y n a m i c   c o n t r o l   st r a t e g y   f o r   st a n d a l o n e   P V   s y st e u n d e r   v a r i a b l e   l o a d   a n d   e n v i r o n me n t a l   c o n d i t i o n s,   S u st a i n a b i l i t y   ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 4 ,   n o .   8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / su 1 4 0 8 4 6 0 1 .   [ 1 5 ]   K .   A l m u t a i r i ,   S .   S .   H o sse i n i   D e h sh i r i ,   S .   J.   H o ssei n i   D e h s h i r i ,   A .   M o st a f a e i p o u r ,   A .   I ssak h o v ,   a n d   K .   Te c h a t o ,   U se  o f   a   h y b r i d   w i n d s o l a r d i e s e l b a t t e r y   e n e r g y   sy s t e m   t o   p o w e r   b u i l d i n g i n   r e m o t e   a r e a s :   A   c a s e   s t u d y ,   S u s t a i n a b i l i t y   ( S w i t z e rl a n d )   v o l .   1 3 ,   n o .   1 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 3 1 6 8 7 6 4 .   [ 1 6 ]   S .   A y u b ,   S .   M d .   A y o b ,   C .   W .   T a n ,   L.   A y u b ,   a n d   A .   L.   B u k a r ,   O p t i ma l   r e s i d e n c e   e n e r g y   ma n a g e m e n t   w i t h   t i me  a n d   d e v i c e - b a se d   p r e f e r e n c e u s i n g   a n   e n h a n c e d   b i n a r y   g r e y   w o l f   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m,”   S u st a i n a b l e   E n e r g y   T e c h n o l o g i e s   a n d   Assessm e n t s ,   v o l .   4 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . set a . 2 0 2 0 . 1 0 0 7 9 8 .   [ 1 7 ]   R .   Z i e b a   F a l a ma  e t   a l . ,   A   s o l u t i o n   t o   t h e   p r o b l e o f   e l e c t r i c a l   l o a d   s h e d d i n g   u s i n g   h y b r i d   PV / b a t t e r y / g r i d - c o n n e c t e d   s y st e m:   Th e   c a se   o f   h o u s e h o l d s’   e n e r g y   su p p l y   o f   t h e   n o r t h e r n   p a r t   o f   C a mer o o n ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 1 0 2 8 3 6 .   [ 1 8 ]   S .   U .   R e h ma n ,   S .   R e h m a n ,   M .   S h o a i b ,   a n d   I .   A .   S i d d i q u i ,   F e a s i b i l i t y   st u d y   o f   a   g r i d - t i e d   p h o t o v o l t a i c   s y st e m   f o r   h o u s e h o l d   i n   P a k i st a n :   C o n s i d e r i n g   a n   u n r e l i a b l e   e l e c t r i c   g r i d ,   En v i r o n m e n t a l   Pr o g re ss  a n d   S u st a i n a b l e   E n e r g y ,   v o l .   3 8 ,   n o .   3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e p . 1 3 0 3 1 .   [ 1 9 ]   P .   K .   N d w a l i ,   J .   G .   N j i r i ,   a n d   E.   M .   W a n j i r u ,   O p t i m a l   o p e r a t i o n   c o n t r o l   o f   m i c r o g r i d   c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c - d i e sel   g e n e r a t o r   b a c k u p   s y st e u n d e r   t i me   o f   u se  t a r i f f ,   J o u rn a l   o f   C o n t r o l ,   A u t o m a t i o n   a n d   El e c t ri c a l   S y s t e m s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 0 1 1 0 1 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 0 3 1 3 - 0 2 0 - 0 0 5 8 5 - w.   [ 2 0 ]   S .   M .   A mr r ,   M .   S .   A l a m,   M .   S .   J .   A s g h a r ,   a n d   F .   A h ma d ,   L o w   c o st   r e si d e n t i a l   m i c r o g r i d   s y s t e m b a s e d   h o me   t o   g r i d   ( H 2 G )   b a c k   u p   p o w e r   ma n a g e m e n t ,   S u s t a i n a b l e   C i t i e s   a n d   S o c i e t y ,   v o l .   3 6 ,   p p .   2 0 4 2 1 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . scs. 2 0 1 7 . 1 0 . 0 1 6 .   [ 2 1 ]   M .   P .   B a k h t ,   Z.   S a l a m ,   A .   R .   B h a t t i ,   U .   U .   S h e i k h ,   N .   K h a n ,   a n d   W .   A n j u m,   Te c h n o - e c o n o m i c   m o d e l l i n g   o f   h y b r i d   e n e r g y   sy st e m   t o   o v e r c o m e   t h e   l o a d   s h e d d i n g   p r o b l e m :   A   c a s e   s t u d y   o f   P a k i st a n ,   PL o S   O N E ,   v o l .   1 7 ,   n o .   4   A p r i l ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 6 6 6 6 0 .   [ 2 2 ]   T .   O .   A r a o y e ,   E C A s h i g w u i k e ,   M .   J M b u n w e ,   O .   I   B a k i n s o n ,   a n d   T .   I O z u e ,   Te c h n o - e c o n o m i c   mo d e l i n g   a n d   o p t i m a l   s i z i n g   o f   a u t o n o m o u h y b r i d   mi c r o g r i d   r e n e w a b l e   e n e r g y   sy s t e m   f o r   r u r a l   e l e c t r i f i c a t i o n   su s t a i n a b i l i t y   u si n g   H O M ER   a n d   g r a ssh o p p e r   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m,   R e n e w a b l e   En e r g y ,   2 0 2 4 .   [ 2 3 ]   P .   G a o ,   Y .   Li ,   M .   H u a n g ,   W .   Y a o ,   X .   Zh e n g ,   a n d   C .   Z h a n g ,   A n   e n e r g y   st o r a g e   e q u i p me n t   si z i n g   p r o c e ss  b a se d   o n   st a t i c   a n d   d y n a mi c   c h a r a c t e r i st i c f o r   p u l s e d   p o w e r   l o a d   i n   a i r b o r n e   e l e c t r i c a l   p o w e r   s y st e m,”   I E EE  T r a n s a c t i o n o n   T ra n s p o r t a t i o n   El e c t r i f i c a t i o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 8 9 9 2 9 1 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TTE . 2 0 2 3 . 3 3 0 3 2 1 3 .   [ 2 4 ]   H .   A .   E l - S a t t a r ,   M .   H .   H a s s a n ,   D .   V e r a ,   F .   J u r a d o ,   a n d   S .   K a m e l ,   M a x i m i z i n g   h y b r i d   m i c r o g r i d   s y s t e m   p e r f o r m a n c e :   A   c o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   a n d   o p t i m i z a t i o n   u s i n g   a   g r a d i e n t   p e l i c a n   a l g o r i t h m ,   R e n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   2 2 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 2 4 . 1 2 0 4 8 0 .   [ 2 5 ]   M .   A .   M .   S h a h e e n   e t   a l . ,   E n h a n c e d   t r a n si e n t   se a r c h   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m - b a se d   o p t i m a l   r e a c t i v e   p o w e r   d i sp a t c h   i n c l u d i n g   e l e c t r i c   v e h i c l e s,”   E n e r g y ,   v o l .   2 7 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 3 . 1 2 7 7 1 1 .   [ 2 6 ]   T.   O .   A r a o y e ,   E .   C .   A sh i g w u i k e ,   S .   V .   E g o i g w e ,   F .   U .   I l o ,   A .   C .   A d e y e m i ,   a n d   R .   S .   L a w a l ,   M o d e l i n g ,   si mu l a t i o n ,   a n d   o p t i m i z a t i o n   o f   b i o g a s - d i e se l   h y b r i d   mi c r o g r i d   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y st e f o r   e l e c t r i f i c a t i o n   i n   r u r a l   a r e a ,   I ET  Re n e w a b l e   P o w e r   G e n e r a t i o n ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 0 ,   p p .   2 3 0 2 2 3 1 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / r p g 2 . 1 2 1 6 4 .   [ 2 7 ]   T.   O .   A r a o y e ,   E.   C .   A s h i g w u i k e ,   S .   A .   U mar,  a n d   D .   B .   N n a d i ,   A d a p t i v e   sl i d i n g   m o d e   c o n t r o l   b a se d   o n   f u z z y   l o g i c   f o r   h y b r i d   smar t   m i c r o g r i d   e n e r g y   m a n a g e me n t   sy st e m,   A u st r a l i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t ri c a l   a n d   El e c t ro n i c E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 0 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 4 3 7 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 4 4 8 8 3 7 X . 2 0 2 3 . 2 2 4 7 5 9 8 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Th e r e sa   Chi n y e r e   O g b u a n y a           is  a   p ro fe ss o o In d u str ial  Ed u c a ti o n   a th e   Un iv e rsity   o f   Ni g e ria,  Ns u k k a ,   a n d   a   re n o wn e d   re se a rc h   fe ll o w   a th e   S c h o o l   o f   Ed u c a ti o n   S tu d ies ,   Un iv e rsit y   o th e   F re e   S tate ,   Blo e m fo n tein ,   S o u th   Afric a .   S h e   h a p u b li s h e d   n u m e ro u o u tsta n d i n g   a rti c les   in   re p u tab le  i n tern a ti o n a j o u r n a ls.   He re se a r c h   in tere sts  c u t   a c ro ss   v a rio u se g m e n ts  o f   tec h n ica e d u c a ti o n ,   e lec tri c a p o we r,   a n d   i n sta ll a ti o n S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   c h i n y e re . o g b u a n y a @u n n . e d u . n g .         Ta iwo   Feli x   Adeba y o           is  a   Lec tu re in   th e   De p a rtme n o I n d u str ial  Tec h n ica l   Ed u c a ti o n   (El e c tri c a El e c tr o n ics   Tec h n o lo g y ),   Un iv e rsit y   o f   Ni g e ria ,   Ns u k k a .   He   h o l d a   Ba c h e lo r' a n d   M a ste r' in   I n d u s tri a Tec h n ica E d u c a fe ti o n   fr o m   th e   Un i v e rsity   o Ni g e ria ,   Ns u k k a .   He   h a s p u b li sh e d   se v e ra Jo u rn a ls t o   h is cre d it .   His res e a rc h   in tere sts in c lu d e   a rti ficia l   in telli g e n c e ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a n d   e lec tri c a se n so rs.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il taiwo . a d e b a y o @u n n . e d u . n g .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.