دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش شبکه های قدرت
با عنوان :مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی
پایان‌نامه كارشناسی ارشد
گرایش مدیریت و کنترل شبکه های قدرت
عنوان
مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی
استاد راهنما
دکتر سید حمید حسینی
تابستان 90
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.
كلمات كلیدی: 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
فصل2 : برنامه مشارکت واحدها و بازار همزمان انرژی و رزرو با در نظر گرفتن محدودیتهای امنیتی 10
2-3 فرمولاسیون متداول مسئله مشارکت واحدها 19
2-3-1 معرفی شمای کلی الگوریتم 19
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
2-5-1 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
فصل3 : مدل کردن عدم قطعیت باد 60
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
فصل4 : مدل کردن عدم قطعیت بار 87
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
فصل5 : نتیجهگیری و ارائه پیشنهاد جهت ادامه کار 109
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
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
فهرست شکلها
شكل (2-1): شمای کلی الگوریتم متداول معرفی شده 20
شکل (2-2): تکهای خطی کردن تابع هزینه واحدهای تولید 23
شكل (2-3): الگوریتم مراحل اجرای برنامه مشارکت امنیتی واحدها 35
شكل (2-4): دیاگرام شبکه نمونهای IEEE RTS1 [50] 39
شكل (2-5): دیاگرام شبکه نمونه ای IEEE RTS2 [52] 50
شکل (3-1): پخش بار اقتصادی برای یک روز با حضور نیروگاه بادی 63
شكل (3-2): الگوریتم مراحل اجرای برنامه مشارکت امنیتی واحدها در حضور مزرعه بادی 75
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
شكل (ض-1): شبکه کوچک معرفی شده در توضیح کارکرد اول رزروهای پایین رونده 118
شكل (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 (2-7): مقایسه کلی 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 (2-17): 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 (2-20): 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
بعد از تحول تجدید ساختار در سیستمهای قدرت، جنبههای اقتصادی سیستمهای قدرت موضوع بسیاری از تحقیقات در زمینه مهندسی قدرت بوده است؛ زیرا تغییرات مختلف و سریع در ساختار اجتماعی- اقتصادی این سیستمها منجر به تحولات شگفت انگیزی در جنبههای فنی بهره برداری و کنترل و مدیریت آنها شده است.
استراتژیهای گوناگونی برای حداقل کردن هزینه واحدهای تولید انرژی الکتریکی پیشنهاد شده است که برنامه ریزی مشارکت واحدها و پخش بار اقتصادی جزو بهترین راه ها برای تامین برق با کیفیت، برای مشتری در یک حالت اقتصادی و امن میباشد [1].
امروزه در اکثر کشورهای دنیا مبادلات توان الکتریکی از طریق بازار برق صورت میگیرد و بهرهبردار سیستم موظف به حفظ سطح قابل قبولی از امنیت در این سیستمهاست. در عین حال عملکرد اقتصادی سیستمهای قدرت مطلبی است که شدیداً مدنظر بهرهبردار قرار میگیرد. لازم است انواع رزروهای بالارونده و پائین رونده در سمت تولید و احتمالاً در طرف مصرف درنظر گرفته شود تا از به خطر افتادن سیستم درصورت خروج واحدها و سایر تجهیزات جلوگیری شود.
ساختارهای گوناگونی برای اجرای بازارهای انرژی و رزرو و سایر خدمات جانبی در سیستمهای قدرت مختلف وجود دارد. هر یک از این ساختارها دارای نقاط قوت و ضعف بسیاری هستند. استفاده از هر یک از این ساختارها به گستردگی سیستم و خواستههای بهرهبردار بستگی دارد. در برخی از سیستمها برای یافتن نقطه عملکرد سیستم در کوتاه مدت بازارهای متنوعی در نظر گرفته میشود. برای مثال بازار انرژی، بازار تنظیم، بازار رزرو و … . ضعف اصلی این ساختار بهینه نبودن پاسخ نهایی است. در برخی سیستمها بهرهبردار برای یافتن نقطه عملکرد سیستم با انجام یک بهینهسازی، وضعیت و توان تولیدی واحدها، پیشنهادهای رزرو پذیرفته شده و سایر متغیرهای موجود در سیستم را به صورت هم زمان، بگونهای بدست میآورد که تمامی قیود شبکه، از جمله قیود امنیتی، برآورده شوند. ضعف اصلی این ساختار دشواری اجرای آن بر روی سیستمهای گسترده با تعداد زیاد واحدهای تولیدی میباشد.
قیمت برق در سیستم سنتی بر مبنای هزینه های تولید برق بوده و در بسیاری از موارد با توجه به اینکه نیروگاهها در این سیستم متعلق به دولت میباشند، قیمت برق از سیاست های دولت تاثیر میپذیرد. در سیستم سنتی رقابت تولیدکنندگان برق در بهبود خدمات و بهینهسازی امور در سطح پایینی قرار داشته و نیروگاهها با توجه به برنامه ریزی انجام گرفته قبلی، موظف به تولید مقدار پیش بینی شده توان برای ساعت خاصی میباشند.
صاحبان سیستم قدرت انتظار دارند با تعمیم خصوصیسازی به سیستمهای قدرت، کندی موجود در سرعت پیشرفت و نوآوری در تکنولوژی ساخت نیروگاهها و خطوط انتقال مرتفع شود. در کشورهای توسعه یافته و حتی جهان سوم نیز تجدیدساختار با استقبال مواجه شده است، چرا که این امر معمولاً سبب میشود که سرمایهگذارهای خصوصی اقدام به ساخت، نصب و راهاندازی نیروگاهها به خرج خود نمایند و هزینه سنگین احداث آنها از دوش دولت برداشته شود. در سیستم تجدید ساختار شده صنعت برق بهره برداری ایمن از سیستم قدرت یکی از مسائل چالش برانگیز بهرهبردار مستقل سیستم میباشد [2]. بهرهبردار مستقل سیستم با موضوعات سخت و پیچیدهای در ارتباط با تامین امنیت و قابلیت اطمینان سیستم مواجه است که یکی از آنها تامین رزرو سیستم است [3].
برنامه زمانبندی تولید (کوتاه مدت-بلندمدت)، که با عنوان مشارکت واحدها نیز شناخته میشود یکی از مسائل عمده سیستم قدرت میباشد. برنامه ریزی مشارکت واحدها شامل بهینهسازی منابع تولید برای حداقلسازی هزینه تولید توان با رعایت قیود مربوطه میباشد که پتانسیل کافی برای صرفه جویی میلیونها دلار در سال، به عنوان عملیات اقتصادی را دارا میباشد. در مدار قرارگرفتن یک واحد تولیدی به معنی روشن کردن آن و سپس سنکرون کردن آن با سیستم و متصل کردن آن به گونهای است که بتواند توان الکتریکی را به شبکه انتقال دهد. بکارگیری تعداد زیادی واحد تولید که تقریباً گران است و یا خارج کردن تعدادی از واحدها زمانی که مورد نیاز نباشند می تواند موجب صرفهجویی در حجم زیادی از پول شود. به صورت بنیادی، دقیقترین روش برای حل مسئله مشارکت واحدها، روش یکایک شماری است. بدین ترتیب که با آزمایش تمام ترکیبات ممکن روشن و خاموش بودن واحدها در بازه زمانی مورد مطالعه تعداد کل ترکیبات ممکن خواهد بود که N نشان دهنده تعداد واحدها و M تعداد ساعات مورد مطالعه میباشد. با در نظر گرفتن سرعت پروسسورهای کنونی، حل مسئله به این روش برای سیستمهای قدرت امروزی کاملاً غیر ممکن است. بنابراین لزوم اعمال یک الگوریتم مناسب به این مسئله ضروری به نظر میرسد. تکنیکهای حل مختلفی برای این مسئله وجود دارد که بطور کلی آنها را میتوان به سه دسته روشهای عددی، روشهای هوشمند و روشهای ترکیبی تقسیم کرد. روشهای هوشمند به لحاظ همگرایی عددی و نیز کیفیت پاسخ مقبولیت بالایی ندارند [4].
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
تعداد صفحه :136
قیمت : 14700 تومان
