عنـــوان                                                             صفحه
فهرست مطالب هشت
فهرست شکل‌ها یازده
فهرست جدول‌ها. سیزده
لیست نمادها. چهارده
چکیده 1
فصل اول: مقدمه
1-1-. پیشگفتار 2
1-2-. پیشینه تحقیق 3
1-2-1- کلیدزنی انتقال در دیدگاه سنتی بهره‌برداری 3
1-2-2- کلیدزنی بهینه انتقال 4
1-2-3-. تأثیر ساختار سیستم انتقال بر قدرت بازار 6
1-3-. مدل‌سازی رفتار بازار برق در شرایط رقابت ناقص 8
1-4- تعریف مسأله و نوآوری 12
1-5-. ساختار پایان‌نامه 14
فصل دوم: بررسی اثر کلیدزنی انتقال بر قدرت بازار
2-1-. پیشگفتار 15
2-2- مثال روشنگر 15
2-3-. مرز رقابت (CB) 17
2-4-. مسأله CB با در نظر گرفتن TS (ECB) 19
2-5-. تبدیل مسأله ECB به مسأله MILP 20
2-6-. مطالعات عددی 23
2-6-1-. معرفی شبکه تست IEEE-14 Bus 23
2-6-2- نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-14 Bus 25
2-6-3-. معرفی شبکه تست IEEE-118 Bus 35
2-6-4- نتایج شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-118 Bus 35
2-6-5- تحلیل حساسیت نتایج به پارامترهای خطی‌سازی و مدل مسأله 41
2-7- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 44
 
فصل سوم: کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظر گرفتن تعادل در بازار برق
3-1-. پیشگفتار 46
3-2-. کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال 47
3-3- مفروضات مسأله کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظرگرفتن تعادل در بازار برق (MESOTS) 47
3-4- مدل سه سطحی مسأله MESOTS 48
3-4-1- سطح اول: تصمیم به خروج خط با هدف حداقل‌سازی هزینه بهره‌برداری کل دوره 49
3-4-2- سطح دوم: حداکثرسازی سود بازیگران 50
3-4-3- سطح سوم: مسأله تسویه بازار 50
3-5-. یکپارچه‌سازی سطح دوم و سوم مسأله MESOTS 52
3-6-. مدل‌سازی تعادل بازار در هر روز به صورت EPEC 56
3-7- مسأله یکپارچه MESOTS 64
3-8- تبدیل مسأله MESOTS به مسأله MILP 68
3-9-. مطالعات عددی 77
3-9-1- معرفی شبکه تست سه شین 77
3-9-2- تحلیل شبکه در یک روز 79
3-9-3- حساسیت تعادل بازار به پارامتر در تعادل یک روز 81
3-9-4-          MESOTS برای شبکه سه شین 87
3-10- جمع بندی و نتیجه‌گیری 99
فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
4-1- جمع‌بندی مطالب 101
4-2- نتیجه‌گیری 103
4-3-. پیشنهادات 104
پیوست(الف): معرفی شاخص‌های قدرت بازار 105
پیوست (ب): مسائل بهینه‌سازی چندسطحی و مدل‌های تعادل 107
ب-1-  مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی دیگر (OPcOP) 107
ب-2-  شرایط بهینگی KKT 110
ب-3-  تبدیل مسأله OPcOP با دو مسأله سطح پایین به مسأله تک سطحی 111
ب-4-  مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی خطی (OPcLP) 112
ب-5-  دوگان یک مسأله بهینه‌سازی خطی 114
 
ب-6-  جایگزین کردن OPcLP با قیود اصلی، دوگان و قید دوگانگی قوی 115
ب-7-  مسأله بهینه‌سازی با قیود تعادل (MPEC) 116
ب-8-   مسائل تعادل مقید به قیود تعادل (EPEC) 117
پیوست (ج): اطلاعات شبکه IEEE-118 Bus 119
مراجع. 124
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست اشکال
شکل ‏1-1 ساختار رقابتی در یک بازار لحظه‌ای مبتنی بر ساختار حوضچه 10
شکل ‏2-1 یک شبکه سه شین نمونه 16
شکل ‏2-2 نحوه تقریب تابع درجه دو مجموع توان تولیدی واحدهای هر مالک 21
شکل ‏2-3 دیاگرام خطی شبکه IEEE-14 Bus 24
شکل ‏2-4 اطلاعات خطی‌سازی مجذور توان تولیدی هر مالک 26
شکل ‏2-5 کمینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-14 Bus 28
شکل ‏2-6 بیشینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-14 Bus 29
شکل ‏2-7 کمینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-14 Bus 29
شکل ‏2-8 بیشینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-14 Bus 30
شکل ‏2-9 کمینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-14 Bus 30
شکل ‏2-10 بیشینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-14 Bus 31
شکل ‏2-11 نحوه خطی‌سازی توان تولیدی هر مالک در سیستم IEEE-118 Bus 37
شکل ‏2-12 کمینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-118 Bus 38
شکل ‏2-13 بیشینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-118 Bus 39
شکل ‏2-14 کمینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-118 Bus 39
شکل ‏2-15 بیشینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-118 Bus 40
شکل ‏2-16 کمینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-118 Bus 40
شکل ‏2-17 بیشینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-118 Bus 41
شکل ‏3-1 ساختار مسأله سه سطحی MESOTS 49
شکل ‏3-2 نحوه تبدیل یک مسأله بهینه‌سازی دو سطحی به MPEC تک سطحی 52
شکل ‏3-3 مدل EPEC 57
شکل ‏3-4 دیاگرام خطی شبکه سه شین 78
شکل ‏3-5 حساسیت تعادل در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 83
شکل ‏3-6 حساسیت مجموع سود بازیگران در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 83
شکل ‏3-7 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور A در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 84
شکل ‏3-8 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور B در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 84
شکل ‏3-9 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور C در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 85
شکل ‏3-10 حساسیت قیمت در شین‌ها به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 85
شکل ‏3-11 حساسیت هزینه بهره‌برداری کل به تغییرات پارامتر با کلیدزنی 86
شکل ‏3-12 حساسیت قیمت در شین‌ها به تغییرات پارامتر با کلیدزنی 86
شکل ‏3-13 ضرایب بار در طول دوره 87
شکل ‏3-14 تولید ژنراتورها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 88
 
شکل ‏3-15 قیمت در شین‌ها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 89
شکل ‏3-16 مجموع سود مالکین بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 90
شکل ‏3-17 تولید ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 90
شکل ‏3-18 قیمت در شین‌ها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 91
شکل ‏3-19 مجموع سود مالکین با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 91
شکل ‏3-20 قیمت در شین‌ها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 93
شکل ‏3-21 توان تولیدی ژنراتورها بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 93
شکل ‏3-22 مجموع سود مالکین بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 94
شکل ‏3-23 قیمت پیشنهادی ژنراتورها بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 94
شکل ‏3-24 توان تولیدی ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 96
شکل ‏3-25 مجموع سود مالکین با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 96
شکل ‏3-26 قیمت در شین‌ها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 97
شکل ‏3-27 قیمت پیشنهادی ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 97
شکل ب-1 ساختار OPcOP مقید به n مسأله بهینه‌سازی مقیدکننده [51] 109
شکل ب-2 ساختارOPcLP مقید شده به n مسأله بهینه‌سازی خطی [51] 114
 
 
فهرست جدول‌ها
جدول ‏2–1 اطلاعات شین‌های شبکه سه شین 15
جدول ‏2–2 اطلاعات خطوط شبکه سه شین 16
جدول ‏2–3 نتایج محاسبه قیمت‌های محلی 16
جدول ‏2–4 نتایج محاسبه قیمت‌های محلی پس از خروج یک خط. 17
جدول ‏2–5 اطلاعات ژنراتورهای شبکه IEEE-14 Bus [60] 23
جدول ‏2–6 اطلاعات خطوط شبکه IEEE-14 Bus [60] 24
جدول ‏2–7 اطلاعات بارهای شبکه IEEE-14 Bus [60] 25
جدول ‏2–8 اطلاعات سناریوهای ساختار مالکیت در شبکه IEEE-14 Bus. 25
جدول ‏2–9 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار پایه سیستم 32
جدول ‏2–10 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار غیر پیک سیستم  32
جدول ‏2–11 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم 32
جدول ‏2–12 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار پایه سیستم. 34
جدول ‏2–13 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار غیرپیک سیستم. 34
جدول ‏2–14 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار پیک سیستم. 34
جدول ‏2–15 اطلاعات ساختار مالکیت در شبکه IEEE-118 Bus 35
جدول ‏2–16 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به تعداد تکه‌های خطی‌سازی. 43
جدول ‏2–17 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به طول تکه‌های خطی‌سازی. 44
جدول ‏2–18 حساسیت HHI با TS در سطح بار پیک سیستم به تعداد خطوط مجاز برای TS 44
جدول ‏2–19 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به مدل مسأله    44
جدول ‏3–1 اطلاعات شین‌های شبکه سه شین 78
جدول ‏3–2 اطلاعات خطوط شبکه سه شین 78
جدول ‏3–3 نحوه مالکیت واحدهای تولیدی. 78
جدول ‏3–4 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت کامل 81
جدول ‏3–5 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت ناقص. 81
جدول ‏3–6 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت کامل در یک دوره 88
جدول ‏3–7 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت ناقص در یک دوره 95
جدول ج–1 اطلاعات خطوط شبکه IEEE-118 Bus. 119
جدول ج–2 اطلاعات بارهای شبکه IEEE-118Bus 122
جدول ج–3 اطلاعات ژنراتورهای شبکه IEEE-118Bus 123
 

لیست نمادها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اندیس‌ها:
 
 
اندیس نمایش‌دهنده روز
 
اندیس نمایش‌دهنده ژنراتور
 
اندیس نمایش‌دهنده تکه‌ خطی‌سازی
 
اندیس نمایش‌دهنده مالک‌
 
اندیس نمایش‌دهنده خط
 
اندیس نمایش‌دهنده شین‌
 
 
پارامترها:
 
 
عنصر سطر و ستون از ماتریس تلاقی خط با شین‌ها (اگر خط از شین خارج شود 1 و اگر به آن وارد شود 1- است و در غیر این‌صورت صفر است)
 
عنصر سطر و ستون از ماتریس تلاقی ژنراتورها با شین‌ها (اگر ژنراتور در شین واقع شده باشد مقدار آن 1 و در غیر این‌صورت صفر است)
 
عنصر سطر و ستون از ماتریس تلاقی میان مالکین و ژنراتورها (اگر ژنراتور متعلق به مالک باشد مقدار آن 1و در غیر این‌‌صورت مقدار آن صفر است)
 
سوسپتانس خط
 
هزینه نهایی ژنراتور
 
بار متصل به شین
 
بار متصل به شین در روز
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید حداکثر توان تولیدی ژنراتور g در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید حداکثر توان تولیدی ژنراتور g در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای اصلاح قید توان عبوری از خط l
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید حداکثر توان عبوری از خط l در روز d
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید حداکثر توان عبوری از خط l در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید اصلاح شده توان عبوری از خط l در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید اصلاح شده توان عبوری از خط l در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید زاویه ولتاژ در شین‌n در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید زاویه ولتاژ در شین‌n در روز d
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی قید پیشنهاد قیمت ژنراتور g در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی ضریب لاگرانژ قید پیشنهاد قیمت ژنراتور g در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید حداکثر توان تولیدی ژنراتور g در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید حداکثر توان تولیدی ژنراتور g در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید حداکثر توان عبوری از خط l در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید حداکثر توان عبوری از خط l در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید اصلاح شده توان عبوری از خط l در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای ضریب لاگرانژ حد پایین/ بالای قید اصلاح شده توان عبوری از خط l در روز d در مسأله MPEC بازیگر j
 
عدد مثبت به اندازه کافی بزرگ برای خطی‌سازی حد پایین/ بالای قید زاویه ولتاژ در شین n در روز d در مسأله MPEC بازیگر j