پایان نامه ارشد برق الکترونیک گرایش مدیریت و کنترل شبکه های قدرت:مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی |
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده:
در سیستم تجدید ساختار شده صنعت برق بهره برداری ایمن از سیستم قدرت یکی از مسائل چالش برانگیز میباشد. ساختارهای مختلفی برای بستن بازارهای انرژی و رزرو و سایر خدمات جانبی در سیستمهای قدرت وجود دارد. در برخی از سیستمها بهرهبردار شبکه برای یافتن نقطه عملکرد سیستم در کوتاه مدت بازارهای متنوعی را در نظر میگیرد؛ برای مثال بازار انرژی، بازار تنظیم، بازار رزرو و . . در برخی دیگر بهرهبردار برای یافتن نقطه عملکرد سیستم با انجام یک بهینهسازی، وضعیت و توان تولیدی واحدها، رزروها و سایر متغیرهای موجود در سیستم را به صورت هم زمان بگونهای که تمامی قیود شبکه، از جمله قیود امنیتی، برآورده شوند بدست میآورد.
تمایل روزافزون بهره گیری از انرژی باد به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر ارزان و در عین حال متغیر در نظر گرفته میشود. بنابراین استفاده از مزرعه بادی در برنامه ریزی و بهره برداری سیستم قدرت مطرح میشود. عملکرد اقتصادی و قابلیت اطمینان یک شبکه قدرت وابستگی قابل ملاحظهای به دقت پیش بینی بار دارد. بنابراین با توجه به امکان وجود خطا در پیش بینی تولید بادی و میزان بار شبکه، برنامهریز سیستم باید الگوی تولید را به نحوی تعیین نماید که علاوه بر تامین بار مصرفی، رزروها نیز تامین گردد و خطای پیش بینی بار، تولید بادی و همچنین خروج واحد تولید و خط جبران شود.
در این پایان نامه به معرفی ساختاری جدید برای در نظر گرفتن عدم قطعیت پیش بینی بار در تسویه همزمان بازارهای انرژی و رزرو در حضور مزرعه بادی ضمن در نظر گرفتن فرمولاسیونی نو برای لحاظ کردن هزینه وقوع هر سناریو در مسئله بهینه سازی دو مرحلهای در کوتاه مدت (24ساعت) پرداخته شده است. لازم به ذکر است که عدم قطعیتهای سیستم، اعم از تولید مزرعه بادی، بار پیش بینی شده و همچنین خروج واحدهای تولید و خطوط نیز در مسئله بهینهسازی در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی مسئله بر اساس تکنیک برنامه ریزی ترکیبی با اعداد صحیح و حقیقی در حالت خطی استفاده شده است.
با بهره گیری از سیستمهای تست قابلیت اطمینان IEEE، کارائی فرمولبندی ارائه شده، نشان داده شده و نتایج بدست آمده از انجام این مطالعات تشریح گردیده است. در انتها، پیشنهاداتی برای ادامه این پایان نامه آورده شده است.
کلمات کلیدی: برنامه مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی، پخش بار اقتصادی، تسویه بازار، رزرو بالا رونده و پایین رونده در سمت تولید و مصرف، قطع بار، برنامه ریزی ترکیبی با اعدادصحیح و حقیقی .
فهرست مطالب
فصل1 1
مقدمه 1
فصل2 : برنامه مشارکت واحدها و بازار همزمان انرژی و رزرو با در نظر گرفتن محدودیتهای امنیتی 10
2-1 مقدمه 12
2-2 مروری بر منابع 15
2-3 فرمولاسیون متداول مسئله مشارکت واحدها 19
2-3-1 معرفی شمای کلی الگوریتم 19
2-3-2 تابع هدف 21
2-3-3 قیود موجود در مسئله اصلی 24
2-3-4 قیود شبکه در حالت عملکرد عادی 27
2-3-5 قیود شبکه در حالت عملکرد بعد از وقوع حوادث محتمل 28
2-4 فرمولاسیون مورد استفاده برای حل مسئله بکارگیری واحدها 29
2-4-1 تفاوتهای بین روش مورد استفاده و فرمولاسیون مرسوم 30
2-4-2 زیربرنامه تعیین نوع باسها بعد از وقوع هر حادثه 32
2-4-3 جمع بندی الگوریتم 34
2-5 مطالعات موردی 37
2-5-1 بررسی شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه یک ساعته در پیک بار 40
2-5-2 بررسی شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه سه ساعته 45
2-5-3 بررسی شبکه نمونه IEEE RTS2 در بازه یک ساعته 49
2-5-4 بررسی شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه 24 ساعته 53
2-5-5 بررسی شبکه نمونه IEEE RTS2 در بازه 24 ساعته 57
2-6 نتیجه گیری 60
فصل3 : مدل کردن عدم قطعیت باد 60
3-1 مقدمه 61
3-2 مروری بر منابع 64
3-3 مدل کردن عدم قطعیتِ نیروگاه بادی 67
3-3-1 فرمولاسیون مشارکت واحدها با لحاظ کردن نیروگاه بادی 68
3-3-2 قیود موجود در مسئله مشارکت واحدها با قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی 70
3-3-3 زیربرنامه تعیین نوع باس ها بعد از وقوع حادثه 71
3-3-4 ایجاد و کاهش سناریوهای باد و خروج واحدها و خطوط 73
3-3-5 جمع بندی الگوریتم 73
3-4 مطالعات موردی 75
3-5 نتیجه گیری 83
فصل4 : مدل کردن عدم قطعیت بار 87
4-1 مقدمه 89
4-2 مروری بر منابع 92
4-3 مدل کردن عدم قطعیتِ پیش بینی بار 93
4-3-1 فرمولاسیون مشارکت واحدها باقیود امنیتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید باد و بار 95
4-3-2 قیود موجود در مسئله مشارکت واحدها با قیود امنیتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید باد و بار 96
4-3-3 ایجاد و کاهش سناریوی بار 97
4-3-4 جمع بندی الگوریتم 98
4-4 مطالعات موردی 101
4-5 نتیجه گیری 104
فصل5 : نتیجهگیری و ارائه پیشنهاد جهت ادامه کار 109
5-1 نتایج بدست آمده 110
5-2 ارائه پیشنهاد جهت ادامه کار 112
پیوستها : پیوست (الف): لیست متغیرها پیوست، (ب): رزرو بالارونده و پایین رونده، پیوست (ج): عدم قطعیتها، تولید و کاهش سناریو 114
پیوست (الف) : لیست متغیرها 115
متغیرها و توابع: 115
بردارها و ماتریسها: 116
پیوست (ب) : کارکردهای مختلف انواع رزرو در حفظ امنیت شبکه 117
پیوست (ج) : مدل کردن عدم قطعیتها 120
تولید سناریوی خروج های واحدها و خطوط شبکه 121
تولید سناریوی باد و یا بار 122
کاهش سناریو 124
مراجع 125
فهرست شکلها
شکل (2-1): شمای کلی الگوریتم متداول معرفی شده 20
شکل (2-2): تکهای خطی کردن تابع هزینه واحدهای تولید 23
شکل (2-3): الگوریتم مراحل اجرای برنامه مشارکت امنیتی واحدها 35
شکل (2-4): دیاگرام شبکه نمونهای IEEE RTS1 [50] 39
شکل (2-5): دیاگرام شبکه نمونه ای IEEE RTS2 [52] 50
شکل (3-1): پخش بار اقتصادی برای یک روز با حضور نیروگاه بادی 63
شکل (3-2): الگوریتم مراحل اجرای برنامه مشارکت امنیتی واحدها در حضور مزرعه بادی 75
شکل (3-3) : هزینه بستن بازار به ازای درصد نفوذ تولید نیروگاه بادی در شبکه 24 باس (نیروگاه بادی در باس 3 نصب شده است) 80
شکل (3-4) : هزینه بهره برداری سیستم به ازای درصد عدم قطعیت های متفاوت نیروگاه بادی در شبکه 81
شکل (4-1) : مشارکت واحدها با قیود امنیتی در حضور نیروگاه بادی و عدم قطعیت در پیش بینی بار 100
شکل (ض-1): شبکه کوچک معرفی شده در توضیح کارکرد اول رزروهای پایین رونده 118
شکل (ض-2): شبکه کوچک معرفی شده در توضیح کارکرد دوم رزروهای پایین رونده 119
شکل(ض-3): مدل مارکوف پیوسته زمان دو حالته برای واحدهای تولید و خطوط انتقال 120
شکل ( ض-4) : توزیع نرمال تقسیم شده به 5 بازه برای توان تولیدی باد 123
فهرست جدولها
جدول (2-1) : ارتباط بین y(i,t)، z(i,t) وu(i,t) 27
جدول (2-2): مشخصات واحدهای نیروگاهی شبکه های مورد بررسی در مطالعات موردی 40
جدول (2-3): توان مصرفی در باسهای گوناگون 40
جدول (2-4): نرخهای پیشنهادی برای رزرو بالارونده و پایین رونده هر واحد [41] 41
جدول (2-5): پیشامدهای احتمالی در نظر گرفته شده در شبیه سازی ها مطابق با مرجع [51] 42
جدول (2-6): وضعیت قرارگیری واحدها در باس ها و مقایسه نتایج اجرای برنامه با مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 42
جدول (2-7): مقایسه کلی روش پیشنهادی و روش مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 43
جدول (2-8): مقایسه رزرو بالا رونده سمت مصرف برای روش پیشنهادی و روش مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 43
جدول (2-9): خطوط پر شده برای مطالعه موردی 1 ساعته در شبکه 24 باس برای یک ساعت 44
جدول (2-10): نوع باس های شبکه مطالعه موردی اول بعد از هر حادثه در شبکه 24 باس برای یک ساعت 44
جدول (2-11): مقایسه کلی روش پیشنهادی و روش [41] در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46
جدول (2-12): وضعیت روشن و خاموش بودن واحدها در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46
جدول (2-13): وضعیت مشارکت واحدها در باسها و نتایج اجرای برنامه با روش پیشنهادی و روش مرجع [41] برای توان تولیدی در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46
جدول (2-14): وضعیت مشارکت واحدها در باس ها و نتایج اجرای برنامه با روش پیشنهادی و روش مرجع [41] برای رزرو بالا رونده سمت تولید در شبکه 24 باس برای سه ساعت 47
جدول (2-15): وضعیت مشارکت واحدها در باس ها و نتایج اجرای برنامه با روش پیشنهادی و روش مرجع [41] برای رزرو پایین رونده سمت تولید در شبکه 24 باس برای سه ساعت 48
جدول (2-16): نتایج اجرای برنامه با روش پیشنهادی و روش مرجع [41] برای رزرو بالا رونده سمت مصرف در شبکه 24 باس برای سه ساعت 48
جدول (2-17): مقایسه کلی روش پیشنهادی و روش مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 50
جدول (2-18): رزرو بالا رونده سمت مصرف با روش پیشنهادی و مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 51
جدول (2-19): وضعیت قرارگیری واحدها در باس ها و نتایج اجرای برنامه با روش پیشنهادی و مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 51
جدول (2-20): وضعیت مشارکت واحدها در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت 53
جدول (2-21): برنامه تولید مشارکت واحدها در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت 54
جدول (2-22): برنامه رزرو بالارونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت 55
جدول (2-23): برنامه رزرو پایین رونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت 55
جدول (2-24): برنامه رزرو بالا رونده سمت بار در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت 56
جدول (2-25): نتایج کلی شبیه سازی روش پیشنهادی در IEEE RTS1 در بازه 24 ساعته 56
جدول (2-26): مقایسه کلی روش پیشنهادی و روش [51] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 56
جدول (2-27): برنامه تولید واحدها در شبکه IEEE RTS2 در 24 ساعت 57
جدول (2-28): برنامه رزرو بالا رونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS2 در 24 ساعت 58
جدول (2-29): برنامه رزرو بالا رونده سمت بار در شبکه IEEE RTS2 در 24 ساعت 59
جدول (2-30): نتایج کلی شبیه سازی روش پیشنهادی در IEEE RTS2 در بازه 24 ساعته 59
جدول (3-1): هزینه های انرژی به ازای نصب نیروگاه در باس i 76
جدول (3-2): برنامه تولید مشارکت واحدها با قیود امنیتی در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت به ازای نصب نیروگاه بادی در باس شماره 3 77
جدول (3-3): برنامه رزرو بالارونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت به ازای نصب نیروگاه بادی در باس شماره 3 78
جدول (3-4): برنامه رزرو پایین رونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت به ازای نصب نیروگاه بادی در باس شماره 3 78
جدول (3-5): برنامه رزرو بالا رونده سمت بار در شبکه IEEE RTS1 در 24 ساعت در حضور نیروگاه بادی در باس شماره 3 78
جدول (3-6) : هزینه بستن بازار به ازای درصد نفوذ تولید نیروگاه باد در سیستم قدرت با عدم قطعیت 10% ( ) 79
جدول (3-7) : میزان تغییرات هزینه به ازای درصد تغییرات در تولید نیروگاه بادی با میانگین بادهای متفاوت 81
جدول (3-8) : مقایسه نتایج بدست آمده در شبیه سازی شبکه سه باسه با مرجع [69] (مقادیر توان بر حسب مگاوات است) 82
جدول (4-1): برنامه تولید واحدها با قیود امنیتی در شبکه IEEE RTS1 با عدم قطعیت تولید بادی در باس شماره3 و بار پیش بینی شده 101
جدول (4-2): برنامه رزرو بالارونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 با عدم قطعیت تولید بادی در باس شماره3 و بار پیش بینی شده 102
جدول (4-3): برنامه رزرو پایین رونده سمت تولید در شبکه IEEE RTS1 با عدم قطعیت تولید بادی در باس شماره3 و بار پیش بینی شده 103
جدول (4-4): برنامه رزرو بالا رونده سمت بار در شبکه IEEE RTS1 با عدم قطعیت تولید بادی در باس شماره3 و بار پیش بینی شده 103
جدول (4-5): هزینه مشارکت واحدها با قیود امنیتی در شبکه IEEE RTS1 با عدم قطعیت تولید بادی در باس شماره3 و بار پیش بینی شده 104
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1398-12-03] [ 06:35:00 ق.ظ ]
|