پایان نامه برق الکترونیک گرایش قدرت:مدیریت انرژی خوشهایِ بارهای متصلبههمِ پاسخگو به قیمت با رویکرد کارایی و برابری |
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست مطالب هشت
فهرست اشکال ده
فهرست جداول یازده
لیست نمادها سیزده
چکیده 1
فصل اول: مقدمه
1-1. پیشگفتار 2
1-2 توابع رفاه اجتماعی و مدیریت انرژی 4
1-3 مروری بر ساختارهای مدیریت انرژی الکتریکی 6
1-3-1 ساختار مدیریت انرژی متمرکز 7
1-3-2 ساختار مدیریت انرژی غیرمتمرکز 7
1-3-3 ساختار مدیریت انرژی ترکیبی 8
1-4 اهداف و نوآوریهای پایان نامه 9
1-5 مروری بر ساختار پایان نامه 11
فصل دوم: مدیریت انرژی خوشهای از بارهای پاسخگو به قیمت بر اساس بازی همکارانه
2-1. پیشگفتار 13
2-2 مدلسازی 14
2-2-1. فروض مسأله 14
2-2-2. فرمولبندی 15
2-2-3 نقد مسأله کلاسیک مدیریت انرژی ترکیبی 19
2-2-4 مدلسازی مسأله مدیریت انرژی ترکیبی بر اساس بازی همکارانه 20
2-3. نتایج عددی 21
2-3-1 ترکیب اول: خوشهای از دو بار 23
2-3-2 ترکیب دوم: خوشهای از سه بار 29
2-3-3. ترکیب سوم: خوشهای از هفت بار 34
2-4 جمعبندی و نتیجهگیری 39
فصل سوم: مدلسازی مسأله انتخاب نقطه تعادل به کمک بهینهسازی دوسطحی
3-1. پیشگفتار 41
3-2 مدلسازی انتخاب نقطه تعادل در مسأله مدیریت انرژی ترکیبی بهصورت یک مسأله بهینهسازی 42
3-3. تبدیل مسأله انتخاب نقطه تعادل به MPCC 44
3-4. استفاده از روش خطیسازی FM در MPCC 50
3-5. تبدیل مسأله انتخاب نقطه تعادل مدیریت انرژی به MPPDC 53
3-6. استفاده از روش گسترش باینری در خطیسازی MPPDC 55
3-7 جمعبندی و نتیجهگیری 59
فصل چهارم: معرفی معیارهای برابری تخصیص در انتخاب نقطه تعادل و نتایج عددی
4-1. پیشگفتار 60
4-2. توابع هدف پیشنهادی 61
4-2-1 تابع هدف حداقل فاصله (MD) 61
4-2-2 تابع هدف حداقل نسبتها (MND) 62
4-2-3 تابع هدف حداقلسازی تفاضل نسبتها (MDND) 62
4-3. نتایج عددی 63
4-4. مسائل محاسباتی 65
4-4-1 ترکیب اول: خوشهای از دو بار 65
4-4-2 ترکیب دوم: خوشهای از سه بار 69
4-4-3. ترکیب سوم: خوشهای از هفت بار 73
4-5. جبران کاهش کارایی در شبکه 77
4-5-1 روش جبران نسبتهای مساوی 78
4-5-2 نتایج عددی 79
4-6 جمعبندی و نتیجهگیری 81
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1 جمعبندی و نتیجهگیری 83
5-2 پیشنهادات 88
پیوست الف: مسأله بهینهسازی چندهدفه 89
پیوست ب: مسائل بهینهسازی چندسطحی 92
پیوست ج: شرایط بهینگی KKT 103
پیوست د: دوگان مسأله بهینهسازی 105
مراجع 107
فهرست اشکال
شکل 1‑1 ساختار مدیریت انرژی ترکیبی. 9
شکل 2‑1 پلههای پیشنهادی بار i برای مصرف انرژی در ساعت t. 16
شکل 2‑2 محاسبه انرژی مصرفی بار i در فاصله ساعت t1 تا t2 با بهره گرفتن از قانون ذوزنقهای 17
شکل 2‑3 مثالی از یک شبکه محلی با شینهای داخلی 3،2 و 5 و شینهای متصل به شبکه اصلی 1 و 4. 18
شکل 2‑4 شبکه 5 شینه پیشنهادی. 22
شکل 2‑5 شبکه 5 شینه با خوشهای از دو بار 23
شکل 2‑6 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از دو بار. 25
شکل 2‑7 جبهه پارتو در سناریوهای الف-2 تا الف-4 در شبکه با خوشهای از دو بار. 27
شکل 2‑8 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-1 در شبکه با خوشهای از دو بار 28
شکل 2‑9 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-2 در شبکه با خوشهای از دو بار 28
شکل 2‑10 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-3 در شبکه با خوشهای از دو بار 29
شکل 2‑11 شبکه 5 شینه با خوشهای از سه بار 29
شکل 2‑12 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از سه بار. 32
شکل 2‑13 جبهه پارتو در سناریو الف-4 در شبکه با خوشهای از سه بار 33
شکل 2‑14 شبکه 5 شینه با خوشهای از هفت بار 34
شکل 2‑15 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از هفت بار 37
شکل 2‑16 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-2 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از هفت بار. 38
شکل 2‑17 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از هفت بار. 38
شکل 4‑1 جبهه پارتو سناریو الف-4 و نقاط تعادل روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار. 68
شکل الف-1: جبهه پارتو مثالی از دو بازیگر فرضی. 91
شکل ب‑1 ساختار OPcOP با n مسأله بهینهسازی مقیدکننده 94
شکل ب‑2 ساختار MPCC با n مسأله بهینهسازی سطح پایین. 96
شکل ب‑3 ساختار OPcLP با n مسأله بهینهسازی خطی سطح پایین. 99
شکل ب‑4 ساختار MPPDC با n مسأله بهینهسازی خطی سطح پایین 101
فهرست جداول
جدول 2‑1 قیمتهای ساعتی انرژی (برحسب $/MWh) 22
جدول 2‑2 اطلاعات شبکه 5 شینه. 23
جدول 2‑3 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشهای از دو بار. 24
جدول 2‑4 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشهای از دو بار 24
جدول 2‑5 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشهای از دو بار 24
جدول 2‑6 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشهای از دو بار در طول 24 ساعت (برحسب $) 25
جدول 2‑7 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از دو بار 26
جدول 2‑8 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشهای از سه بار. 30
جدول 2‑9 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشهای از سه بار 30
جدول 2‑10 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشهای از سه بار. 31
جدول 2‑11 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشهای از سه بار در طول 24 ساعت (برحسب $) 31
جدول 2‑12 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از سه بار 33
جدول 2‑13 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشهای از هفت بار 34
جدول 2‑14 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشهای از هفت بار 35
جدول 2‑15 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشهای از هفت بار. 35
جدول 2‑16 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشهای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $) 36
جدول 2‑17 درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از هفت بار 36
جدول 2‑18 اطلاعات جبهه پارتو در نقاط ضریب وزنی واحد برای هر بار در سناریو الف-4 در شبکه با خوشهای از هفت بار. 39
جدول 4‑1 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار در طول 24 ساعت (برحسب $) 66
جدول 4‑2 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار 66
جدول 4‑3 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشهای از دو بار 66
جدول 4‑4 مقایسه SRP بار 1 نسبت به IP در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار 69
جدول 4‑5 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از سه بار در طول 24 ساعت (برحسب $). 70
جدول 4‑6 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از سه بار 70
جدول 4‑7 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشهای از سه بار 70
جدول 4‑8 مقایسه SRP بار 2 و 3 در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از سه بار. 72
جدول 4‑9 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $). 73
جدول 4‑10 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از هفت بار. 73
جدول 4‑11 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشهای از هفت بار 74
جدول 4‑12 مقادیر SSP، MSSP و کارایی، پس از حذف بار 1 از ترکیب خوشهای از هفت بار 75
جدول 4‑13 مقایسه SRP بار 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از هفت بار 76
جدول 4‑14 مقادیر جبرانسازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار (برحسب $) 79
جدول 4‑15 مقادیر جبرانسازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از دو بار 79
جدول 4‑16 مقادیر جبرانسازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از سه بار (برحسب $) 80
جدول 4‑17 مقادیر جبرانسازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از سه بار 80
جدول 4‑18 مقادیر جبرانسازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از هفت بار (برحسب $). 80
جدول 4‑19 مقادیر جبرانسازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روشهای مختلف در شبکه با خوشهای از هفت بار. 81
لیست نمادها
اندیسها:
اندیس نمایش باس
اندیس نمایش بار
اندیس نمایش پله انرژی
اندیس نمایش خط
اندیس نمایش ساعت
پارامترها:
مطلوبیت بار i در پله j و در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
حداقل و حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب مگاوات
تفاضل حداقل انرژی مورد نیاز بار i در طول دوره تصمیمگیری از حداکثر مقدار آن برحسب مگاوات ساعت
حداقل انرژی مورد نیاز بار i در طول دوره تصمیمگیری برحسب مگاوات ساعت
عنصر سطر b و ستون i از ماتریس تلاقی بارها و باسهای شبکه (برابر 1 است اگر بار i به باس b متصل باشد و در غیر این صورت برابر با صفر است)
عنصر سطر b و ستون l از ماتریس تلاقی خطوط و باسهای شبکه (برابر 1 است اگر خط l از باس b خارج شود، برابر 1- است اگر خط l به باس b وارد شود و در غیر این دو صورت برابر با صفر است)
حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی برحسب مگاوات
حداکثر توان قابل عبور از خط l برحسب مگاوات
قیمت انرژی الکتریکی در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
شیب تغییرات کاهشی و افزایشی بار i برحسب مگاوات بر ساعت
حداقل مقدار منفی مجموع شیب تغییرات بار i و حداکثر مقدار شیب تغییرات کاهشی برحسب مگاوات بر ساعت
حداقل مقدار تفاضل شیب تغییرات بار i از حداکثر مقدار شیب تغییرات افزایشی برحسب مگاوات بر ساعت
راکتانس خط l برحسب اهم
حداکثر انرژی درخواستی ممکن بار i در پله j در ساعت t برحسب مگاوات
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و درساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل انرژی مورد نیاز برحسب دلار بر مگاوات ساعت
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان عبوری از خط l در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
حداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر نرخ تغییرات مجاز افزایشی و کاهشی بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
متغیرها:
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و در ساعت t
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل انرژی مورد نیاز
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی در ساعت t
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر توان عبوری از خط l در ساعت t
متغیر باینری کمکی برای خطیسازی قید حداقل/حداکثر نرخ تغییرات مجاز افزایشی و کاهشی بار i در ساعت t
توان بار i در ابتدای ساعت t برحسب مگاوات
انرژی بار i در ساعت t برحسب مگاوات ساعت
تابع هدف بهینهسازی بار i
تابع مطلوبیت بار i در ساعت t برحسب دلار
توان تحویلی به شبکه محلی در ابتدای ساعت t در باس b متصل به شبکه اصلی برحسب مگاوات
توان عبوری از خط l در ابتدای ساعت t برحسب مگاوات
ضریب وزنی تابع هدف بهینهسازی بار i
انرژی بار i در پله j و در ساعت t برحسب مگاوات ساعت
زاویه ولتاژ باس b درابتدای ساعت t برحسب رادیان
ضریب لاگرانژ قید زاویه باس مرجع b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان
ضریب لاگرانژ قید تعادل توان در باس تولید b در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید توان عبوری از خط l در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید تعادل توان در باس غیر تولید b در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید مجموع انرژی مصرفی بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
ضریب لاگرانژ قید محاسبه انرژی مصرفی با بهره گرفتن از قانون ذوزنقهای برحسب دلار بر مگاوات ساعت
ضریب لاگرانژ قید تابع مطلوبیت بار i در ساعت t بدون واحد
ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان
ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و درساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
ضریب لاگرانژ قید حداقل انرژی مورد نیاز برحسب دلار بر مگاوات ساعت
ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان عبوری از خط l در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر نرخ تغییرات مجاز افزایشی و کاهشی بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
مجموعهها:
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1398-12-03] [ 04:58:00 ق.ظ ]
|