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Accès ouvert déclaré 2025 article

Optimal sizing of battery energy storage systems for peak shaving and demand response using a degradation-aware Bayesian Optimization-Mixed-Integer Linear Programming framework

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3Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

• Degradation-aware framework co-optimizes energy storage systems’ size and dispatch. • Electrochemical model captures calendar and cycling aging impacts. • Stacked peak-shaving with demand response shift optimal system’s size. • Sensitivity sweeps reveal economic no-storage thresholds and sizing design charts. The increasing integration of renewable energy and rising electricity demand highlight the importance of battery energy storage systems for peak shaving and demand response. Unlike prior approaches that overlook operational impacts on degradation, this study proposes a Bayesian Optimization–Mixed Integer Linear Programming framework for optimal battery energy storage system sizing. In this framework, Mixed Integer Linear Programming determines short-term scheduling while a calibrated electrochemical model iteratively evaluates degradation. The central hypothesis is that the framework can efficiently identify optimal sizes that yield realistic and economically robust outcomes. The method is tested across three scenarios: peak shaving, peak shaving with energy-reduction demand response, and peak shaving with power-reduction demand response. Results show that the framework converge to the optimum within 20 iterations out of 150 possible sizes. Under baseline conditions, the framework consistently selects the smallest feasible system, minimizing unnecessary degradation costs from oversized storage. Sensitivity analyses reveal that larger systems are favored as demand rates or incentives increase. Comparisons of demand response programs indicate that power-reduction demand response offers greater economic benefits than energy-reduction demand response, although demand savings from peak shaving remain the dominant contributor to overall performance. This study demonstrates that the proposed framework balances computational tractability with degradation fidelity, identifies critical economic thresholds for investment, and offers a practical, flexible tool to guide industrial stakeholders in cost-effective battery energy storage system deployment.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Optimal sizing of battery energy storage systems for peak shaving and demand response using a degradation-aware Bayesian Optimization-Mixed-Integer Linear Programming framework
Date Crossref
01/02/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Utah Department of Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Oak Ridge National Laboratory pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Brigham Young University Department of Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Department of Chemical Engineering — University of Utah, Oak Ridge National Laboratory et Department of Chemical Engineering — Brigham Young University.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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