دانلود فرمت word : پایان نامه ارشد برق الکترونیک گرایش مديريت و کنترل شبکه هاي قدرت:مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

پايان‌نامه كارشناسي ارشد

گرايش مديريت و کنترل شبکه هاي 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 بهره­برداری ایمن از سیستم قدرت یکی از مسائل چالش برانگیز می­باشد. ساختارهاي مختلفي براي بستن بازارهاي انرژي و رزرو و ساير خدمات جانبي در سيستم‏هاي قدرت هست. در برخي از سيستم‏ها بهره‏بردار شبکه براي يافتن نقطه عملکرد سيستم در کوتاه مدت بازارهاي متنوعي را در نظر مي‏گيرد؛ براي مثال بازار انرژي، بازار تنظیم، بازار رزرو و … . در برخي دیگر بهره­بردار براي يافتن نقطه عملکرد سيستم با انجام يک بهينه‏سازي، وضعيت و توان توليدي واحدها، رزروها و ساير متغيرهاي موجود در سيستم را به صورت هم زمان بگونه‏اي که تمامي قيود شبکه، مانند قيود امنيتي، برآورده شوند بدست مي‏آورد.

تمایل روزافزون بهره­گیری از انرژی باد به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر ارزان و در عین حال متغیر در نظر گرفته می­گردد. پس بهره گیری از مزرعه بادی در برنامه­ریزی و بهره­برداری سیستم قدرت مطرح می­گردد. عملکرد اقتصادی و قابلیت اطمینان یک شبکه قدرت وابستگی قابل ملاحظه­ای به دقت پیش­بینی بار دارد. پس با در نظر داشتن امکان وجود خطا در پیش­بینی تولید بادی و میزان بار شبکه، برنامه­ریز سیستم بایستی الگوی تولید را به نحوی تعیین نماید که علاوه بر تامین بار مصرفی، رزروها نیز تامین گردد و خطای پیش­بینی بار، تولید بادی و همچنین خروج واحد تولید و خط جبران گردد.

در اين پايان‏نامه به معرفی ساختاری جدید برای در نظر گرفتن عدم قطعیت پیش­بینی 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 می باشد. خاطر نشان می گردد که عدم قطعیت­های سیستم، اعم از تولید مزرعه بادی، بار پیش­بینی شده و همچنین خروج واحدهای تولید و خطوط نیز در مسئله بهینه­سازی در نظر گرفته شده می باشد. برای مدل­سازی مسئله بر اساس تکنیک برنامه‏ريزي ترکیبی با اعداد صحیح و حقيقي در حالت خطي بهره گیری شده می باشد.

با بهره­گیری از سیستم­های تست قابلیت اطمینان IEEE، کارائی فرمول­بندی ارائه شده، نشان داده شده و نتايج بدست آمده از انجام اين مطالعات تشریح گردیده می باشد. در انتها، پيشنهاداتی براي ادامه اين پایان­نامه آورده شده می باشد.

كلمات كليدي: برنامه مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی، پخش بار اقتصادي، تسويه بازار، رزرو بالا رونده و پايين رونده در سمت توليد 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 محدوديت‏هاي امنيتي 10

2-1 مقدمه 12

2-2 مروری بر منابع 15

2-3 فرمولاسيون متداول مسئله مشارکت واحدها 19

2-3-1 معرفي شماي کلي الگوريتم 19

2-3-2 تابع هدف 21

2-3-3 قيود موجود در مسئله اصلي 24

2-3-4 قيود شبکه در حالت عملکرد عادی 27

2-3-5 قيود شبکه در حالت عملکرد بعد از وقوع حوادث محتمل 28

2-4 فرمولاسيون مورد بهره گیری براي حل مسئله بکارگيري واحدها 29

2-4-1 تفاوتهاي بین روش مورد بهره گیری و فرمولاسيون مرسوم 30

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

2-4-2 زيربرنامه تعيين نوع باسها بعد از وقوع هر حادثه 32

2-4-3 جمع بندی الگوريتم 34

2-5 مطالعات موردی 37

2-5-1 بررسي شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه يک ساعته در پيک بار 40

2-5-2 بررسي شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه سه ساعته 45

2-5-3 بررسي شبکه نمونه IEEE RTS2 در بازه يک ساعته 49

2-5-4 بررسي شبکه نمونه IEEE RTS1 در بازه 24 ساعته 53

2-5-5 بررسي 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 قيود موجود در مسئله مشارکت واحدها با قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی 70

3-3-3 زيربرنامه تعيين 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 الگوريتم 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 قيود 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 : نتيجه‏گيري و ارائه پيشنهاد جهت ادامه کار 109

5-1 نتايج بدست آمده 110

5-2 ارائه پيشنهاد 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) : ليست متغيرها 115

متغيرها و توابع: 115

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

بردارها و ماتريس‏ها: 116

پیوست (ب) : کارکردهاي مختلف انواع رزرو در حفظ امنيت 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

شكل (2-1): شمای کلی الگوريتم متداول معرفی شده 20

شکل (2-2): تکهای خطی کردن تابع هزینه واحدهای تولید 23

شكل (2-3): الگوريتم مراحل اجراي برنامه مشارکت امنيتي واحدها 35

شكل (2-4): دياگرام شبکه نمونهاي IEEE RTS1 [50] 39

شكل (2-5): دياگرام شبکه نمونه اي IEEE RTS2 [52] 50

شکل (3-1): پخش بار اقتصادی برای یک روز با حضور نیروگاه بادی 63

شكل (3-2): الگوريتم مراحل اجراي برنامه مشارکت امنيتي 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 می باشد) 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

شكل (ض-1): شبکه کوچک معرفي شده در توضيح کارکرد اول رزروهاي پايين رونده 118

شكل (ض-2): شبکه کوچک معرفي شده در توضيح کارکرد دوم رزروهاي پايين 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,tz(i,t) وu(i,t) 27

جدول (2-2): مشخصات واحدهاي نيروگاهي شبکه هاي مورد بررسي در مطالعات موردي 40

جدول (2-3): توان مصرفي در باس‏هاي 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): وضعيت قرارگيري واحدها در باس ها و مقایسه نتايج اجراي برنامه با مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 42

جدول (2-7): مقايسه کلي روش پيشنهادي و روش مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 43

جدول (2-8): مقايسه رزرو بالا رونده سمت مصرف براي روش پيشنهادي و روش مرجع [41] در شبکه 24 باس برای یک ساعت 43

جدول (2-9): خطوط پر شده برای مطالعه موردي 1 ساعته در شبکه 24 باس برای یک ساعت 44

جدول (2-10): نوع باس هاي شبکه مطالعه موردي اول بعد از هر حادثه در شبکه 24 باس برای یک ساعت 44

جدول (2-11): مقايسه کلي روش پيشنهادي و روش [41] در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46

جدول (2-12): وضعيت روشن و خاموش بودن واحدها در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46

جدول (2-13): وضعيت مشارکت واحدها در باسها و نتايج اجراي برنامه با روش پيشنهادي و روش مرجع [41] برای توان تولیدی در شبکه 24 باس برای سه ساعت 46

جدول (2-14): وضعيت مشارکت واحدها در باس ها و نتايج اجراي برنامه با روش پيشنهادي و روش مرجع [41] براي رزرو بالا رونده سمت توليد در شبکه 24 باس برای سه ساعت 47

جدول (2-15): وضعيت مشارکت واحدها در باس ها و نتايج اجراي برنامه با روش پيشنهادي و روش مرجع [41] براي رزرو پايين رونده سمت توليد در شبکه 24 باس برای سه ساعت 48

جدول (2-16): نتايج اجراي برنامه با روش پيشنهادي و روش مرجع [41] براي رزرو بالا رونده سمت مصرف در شبکه 24 باس برای سه ساعت 48

جدول (2-17): مقايسه کلي روش پيشنهادي و روش مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 50

جدول (2-18): رزرو بالا رونده سمت مصرف با روش پيشنهادي و مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 51

جدول (2-19): وضعيت قرارگيري واحدها در باس ها و نتايج اجراي برنامه با روش پيشنهادي و مرجع [41] در شبکه 48 باس برای یک ساعت 51

جدول (2-20): وضعيت 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 کلي شبیه سازی روش پيشنهادي در IEEE RTS1 در بازه 24 ساعته 56

جدول (2-26): مقايسه کلي روش پيشنهادي 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 کلي شبیه سازی روش پيشنهادي 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 می باشد) 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

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل1

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

بعد از تحول تجديد ساختار در سيستم‏های قدرت، جنبه‏های اقتصادی سيستم‏های قدرت موضوع بسياری از تحقيقات در زمينه مهندسی قدرت بوده می باشد؛ زيرا تغييرات مختلف و سريع در ساختار اجتماعی- اقتصادی اين سيستم‏ها منجر به تحولات شگفت انگيزی در جنبه‏های فنی بهره­برداری و کنترل و مديريت آنها شده می باشد.

استراتژی­های گوناگونی برای حداقل کردن هزینه واحدهای تولید انرژی الکتریکی پیشنهاد شده می باشد که برنامه­ریزی 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 دنيا مبادلات توان الکتریکی از طريق بازار برق صورت می­گيرد و بهره­بردار سيستم موظف به حفظ سطح قابل قبولی از امنيت در اين سيستم‏هاست. در عين حال عملکرد اقتصادی سيستم‏های قدرت مطلبی می باشد که شديداً مدنظر بهره­بردار قرار می­گيرد. لازم می باشد انواع رزروهای بالارونده و پائين رونده در سمت توليد و احتمالاً در طرف مصرف درنظر گرفته گردد تا از به خطر افتادن سيستم درصورت خروج واحدها و ساير تجهيزات جلوگيری گردد.

ساختارهاي گوناگوني براي اجراي بازارهاي انرژي و رزرو و ساير خدمات جانبي در سيستم‏هاي قدرت مختلف هست. هر يک از اين ساختارها داراي نقاط قوت و ضعف بسياري هستند. بهره گیری از هر يک از اين ساختارها به گستردگي سيستم و خواسته‏هاي بهره‏بردار بستگي دارد. در برخي از سيستم‏ها براي يافتن نقطه عملکرد سيستم در کوتاه مدت بازارهاي متنوعي در نظر گرفته مي‏گردد. براي مثال بازار انرژي، بازار تنظیم، بازار رزرو و … . ضعف اصلي این ساختار بهينه نبودن پاسخ نهايي می باشد. در برخي سيستم‏ها بهره­بردار براي يافتن نقطه عملکرد سيستم با انجام يک بهينه‏سازي، وضعيت و توان توليدي واحدها، پيشنهادهاي رزرو پذيرفته شده و ساير متغيرهاي موجود در سيستم را به صورت هم زمان، بگونه‏اي بدست مي‏آورد که تمامي قيود شبکه، مانند قيود امنيتي، برآورده شوند. ضعف‏ اصلي این ساختار دشواري اجراي آن بر روي سيستم‏هاي گسترده با تعداد زياد واحدهاي توليدي مي‏باشد.

قیمت برق در سیستم سنتی بر مبنای هزینه­های تولید برق بوده و در بسیاری از موارد با در نظر داشتن 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 در نظر داشتن برنامه­ریزی 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 گردد. در کشورهای توسعه یافته و حتی جهان سوم نیز تجدیدساختار با استقبال مواجه شده می باشد، زیرا که این امر معمولاً سبب می­گردد که سرمایه­گذارهای خصوصی اقدام به ساخت، نصب و راه­اندازی نیروگاه­ها به خرج خود نمایند و هزینه سنگین احداث آن­ها از دوش دولت برداشته گردد. در سیستم تجدید ساختار شده صنعت برق بهره­برداری 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 می باشد که یکی از آن­ها تامین رزرو سیستم می باشد [3].

برنامه زمانبندی تولید (کوتاه مدت-بلندمدت)، که با عنوان مشارکت واحدها نیز شناخته می­گردد یکی از مسائل عمده سیستم قدرت می­باشد. برنامه­ريزي مشارکت واحدها شامل بهينه­سازي منابع توليد براي حداقل­سازي هزینه توليد توان با رعايت قيود 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 می باشد که بتواند توان الکتریکی را به شبکه انتقال دهد. بکارگیری تعداد زیادی واحد تولید که تقریباً گران می باشد و یا خارج کردن تعدادی از واحدها زمانی که مورد نیاز نباشند می­تواند موجب صرفه­جویی در حجم زیادی از پول گردد. به صورت بنیادی، دقیق­ترین روش برای حل مسئله مشارکت واحدها، روش یکایک شماری می باشد. 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 می باشد. پس لزوم اعمال یک الگوریتم مناسب به این مسئله ضروری به نظر می­رسد. تکنیک­های حل مختلفی برای این مسئله هست که بطور کلی آن­ها را می­توان به سه دسته روش­های عددی، روش­های هوشمند و روش­های ترکیبی تقسیم نمود. روش­های هوشمند به لحاظ همگرایی عددی و نیز کیفیت پاسخ مقبولیت بالایی ندارند [4].

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :136

Categories: مهندسی برق

Tagged as: , , , , , , , , , , ,