Includes a title page in Arabic

Thesis (Ph.D.) Doctoral Egypt - Japan University of Science and Technology (E-JUST) - School of Electronic , Communication , and Computer Engineering (ECCE) - Electric Power Engineering Department 2024

Microgrids are considered as the key components of future smart power grids ; which facilitates the integration of distributed renewable energy generators to efficiently supply the load demand locally However , random and intermittent characteristics of renewable energy generations may hinder the reliable operation of Microgrid So , an energy management system (EMS) is essential to ensure a balance between load and energy supply Furthermore , the integration of demand response (DR) abilities into the EMS helps in reducing the cost and strengthens the reliability and security of MGs. Although , there have been a proliferation of EMS techniques for MGs , proposing new techniques for energy management is essential for addressing the evolving challenges Moreover , the bulk integration of the distributed resources into a single MG is deemed unfeasible So the networked MG or multi-Microgrid (MMG) , as a cluster of connected MGs , facilitates the integration of numerous distributed energy resources via local integration Furthermore , the recent developments of the communication infrastructure of smart grids have further strengthened the viability of MMGS ; consequently , the focus has been shifted from MG to MMG For the MG , this thesis proposed an EMS for residential MG considering the DR integration Based on the recently developed Honey Badger Algorithm (HBA) and the Artificial Hummingbird Algorithm (AHA) , the deterministic EM problem is solved Then to consider the uncertainties of renewable energy sources, load demand and energy prices a probabilistic EM is proposed based on a hybrid Point Estimation Method and AHA (PEM-AHA) technique considering the DR. The main objective for the EMS is operating cost minimization and benefit maximization The efficacy of the proposed techniques is demonstrated To enhance MG's reliability , a hybrid dynamic DR technique is proposed to reduce the peak load ; also , the effectiveness of pelican optimizer algorithm in solving the EM problem is demonstrated Additionally , for the optimal integration of the battery energy storage system in the MG , a probabilistic sizing technique is proposed, and the optimal size is selected Finally the techno - economic assessment for the hydrogen energy storage in MG is proposed Then MMG system is considered The deterministic operation of MMG and the effect of integration the DR to enhance the MMG dependability is proposed based on Snake Optimizer Moreover , a multi-layer multi - objective (MLMO) EM technique is proposed for the MMG The objective of MLMO is to reduce the operating cost , maximize the benefit , minimize the emissions , and maximize the dependability based on the Enhanced EO (EEO) algorithm The proposed MLMO technique is a hybrid e lexicography - weighted - sum that eliminates the need to normalize or secularize objectives Finally , the fair cost allocation of the cooperative MMG is proposed based on Shapely Value and the stochastic EM is developed using Monte Carlo Simulations technique with social network search optimizer

تعد الشبكات المصغرة من المكونات الرئيسية في شبكات الطاقة الذكية المستقبلية ؛ حيث تُيز تكامل مولدات الطاقة المتجددة الموزعة لتوفير الطلب المحلي على الطاقة بكفاءة و مع ذلك فإن الخصائص العشوائية و المتقطعة لتوليد الطاقة المتجددة قد تعرقل التشغيل الموثوق الشبكات المصغرة لذا ، فإن نظام إدارة الطاقة (EMS) أمر ضروري لضمان التوازن بين الحمل و التوليد علاوة على ذلك ، فإن تكامل قدرات الاستجابة للطلب (DR) في نظام EMS يساعد في تقليل التكلفة و تعزيز موثوقية و أمان الشبكات المصغرة على الرغم من وجود توسع في تقنيات EMS للشبكات المصغرة ، إلا أن اقتراح تقنيات جديدة لإدارة الطاقة ضروري لمواجهة التحديات المتطورة علاوةً على ذلك ، فإن التكامل الجماعي للموارد الموزعة في شبكة مصغرة واحدة يعتبر غير قابل للتطبيق لذا ، يُعتبر الشبكات المصغرة المتعددة (MMG) ، و التي تمثل مجموعة من الشبكات المصغرة ، وسيلة لتسهيل تكامل العديد من مصادر الطاقة الموزعة عبر التكامل المحلي علاوة على ذلك ، فقد تعززت قابلية البقاء لل MMGS بفضل التطورات الأخيرة في بنية الاتصالات للشبكات الذكية ؛ و بالتالي تم نقل التركيز من الشبكات المصغرة إلى الشبكات المصغرة المتعددة في هذه الرسالة تم اقتراح نظام إدارة الطاقة لشبكة مصغرة سكنية مع الاخذ في الاعتبار استجابة الطلب بناءً على خوارزمية (oney Bader Algorithm (HBA و خوارزمية (Artificial Hummingbird Algorithm (AHA اللتان تم تطويرهما حديثا ، لحل مشكلة نظام إدارة الطاقة التحديدية ثم باخذ عدم التيقن في مصادر الطاقة المتجددة و طلب الحمل و أسعار الطاقة في الاعتبار تم اقتراح نظام إدارة الطاقة تحتمل الاحتمالية بناءً على تقنية Point Estimation Method و AHA مع النظر في استجابة الطلب يعتبر الهدف الرئيسي لنظام إدارة الطاقة هو تقليل التكلفة التشغيلية و زيادة الفائدة و تم اثبات فعالية التقنيات المقترحة لتعزيز موثوقية الشبكة المصغرة ، تم اقتراح تقنية استجابة طلب ديناميكية مهجنة لتقليل الحمل القصوى و تظهر فعالية خوارزمية pelican optimizer في حل مشكلة إدارة الطاقة علاوة على ذلك ، للتكامل الأمثل لنظام تخزين الطاقة بالبطارية في الميكروشبكة ، تم اقتراح تقنية تحجيم مصادر التخزين الاحتمالية ، و تم اختيار الحجم الأمثل و أخيرا ، تم اقتراح التقييم التكنولوجي الاقتصادي لنظام تخزين الطاقة بالهيدروجين في الشبكات المصغرة ثم تم النظر في نظام الشبكات المصغرة المتعددة تم اقتراح التشغيل التحديدى للشبكات المصغرة المتعددة و تأثير استجابة الطلب لتعزيز الاعتمادية على أساس Snake Optimizer علاوة على ذلك ، تم اقتراح تقنية نظام إدارة متعددة الطبقات و متعددة الأهداف للشبكات المصغرة المتعددة الهدف منها تقليل التكلفة التشغيلية و زيادة الفائدة و تقليل الانبعاثات و تعزيز الاعتمادية على أساس خوارزمية (Enhanced EO (EEO تعد التقنية المقترحة هي تقنية hybrid e-lexicography - weighted - sum تقضي على الحاجة إلى تقييم أو تسجيل الأهداف و أخيرًا ، تم اقتراح توزيع التكاليف العادلة لنظام الشبكات المصغرة المتعددة التعاوني

Issued also as a digital file (for more information please check our Digital Repository)

include Summary in English and Arabic

(ECCE) School of Electronics, Communications and Computer Engineering (EPE) Electrical Power Engineering