برنامه ريزي احتمالاتي توسعه شبكه انتقال مبتني بر معادلات پخش توان AC با در نظر گرفتن الزامات قابليت اطمينان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

با توجه به رشد مصرف انرژي الكتريكي، همچنين توسعه و احداث منابع توليد انرژي الكتريكي مطالعات براي تقويت سيستم قدرت قدرت ضروري است. يكي از مطالعات مهم تقويت سيستم قدرت برنامه‌ريزي توسعه شبكه انتقال است. در اين برنامه‌ريزي هدف تقويت و توسعه شبكه انتقال با توجه به نياز شبكه، بودجه و فناوري‌هاي در دسترس است؛ به طوري كه در سال افق برنامه‌ريزي، انرژي الكتريكي بدون تبعيض و با قابليت‌اطمينان قابل قبول در دسترس تمام مصرف‌كنندگان قرار گيرد. در اين پايان نامه برنامه‌ريزي توسعه شبكه انتقال در سال هدف با در نظر گرفتن الزامات قابليت اطمينان با هدف حداقل‌سازي هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و بهره‌برداري و افزايش قابليت اطمينان شبكه به صورت همزمان مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. شاخص قابليت‌اطمينان انرژي مورد انتظار تأمين نشده با در نظر گرفتن معيار بروز حوادث N-1 براي تمام تجهيزات انتقال و واحد‌هاي نيروگاهي و همچنين معيار بروز حوادث N-2 براي شديدترين پيشامد‌هاي دوگانه مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. در اين مطالعات، ظرفيت و مكان نصب واحد‌هاي نيروگاهي مشخص فرض مي‌شود و بار در سه سطح به وسيله منحني تداومي پلكاني مدل‌سازي مي‌شود. مدل‌سازي‌هاي پيشنهادي براي حل مسأله برنامه‌ريزي توسعه شبكه انتقال به دو صورت انجام مي‌شود.‌ ابتدا مدل‌سازي مرسوم كه مبتني بر معادلات پخش‌توان جريان مستقيم است ارائه مي‌شود و نتايج آن بررسي مي‌شود. اين مسأله، به صورت يك مسأله برنامه‌ريزي خطي آميخته با اعداد صحيح مدل مي‌شود. اين مدل‌سازي داراي تقريب‌ و ساده‌سازي‌هاي بيشتري است كه در نتايج عددي نتيجه به كارگيري‌ اين تقريب‌ها نشان داده مي‌شود. مدل‌سازي دوم مبتني بر معادلات پخش‌توان جريان متناوب است، كه به واقعيت نزديك‌تر است. اين مدل‌سازي در مقايسه با مدل‌سازي اول، مولفه راكتيو، تلفات و محدوديت‌هاي ولتاژ را در بر دارد. همچنين تصويري از برنامه‌ريزي منابع‌راكتيو نيز به مسأله اضافه مي‌شود. اين موارد باعث مي‌شود كه مدل دوم يك مدل غيرخطي با ابعاد بزرگ باشد. براي تضمين دست‌يابي به جواب بهينه‌سراسري معادلات پخش‌توان به صورت مخروطي مرتبه دوم محدب‌سازي مي‌شوند. بدين ترتيب مدل دوم به صورت يك مسأله برنامه‌ريزي مخروطي مرتبه دوم آميخته با اعداد صحيح ارائه مي‌شود. در نظر گرفتن تمام پيشامدها در معيار N-1 و شديدترين پيشامدها در معيار N-2 براي مسائل ذكر شده با باعث افزايش ابعاد مسأله مي‌شود. نتيجه آن است كه حل مسأله در مدل‌ مبتني بر معادلات پخش‌توان جريان مستقيم براي شبكه‌هاي بزرگ به صورت يكپارچه بسيار زمان‌بر است. همچنين حل مسأله در مدل‌ مبتني بر معادلات پخش‌توان جريان متناوب مسأله در شبكه‌ با ابعاد كوچك بسيار زمان‌بر است و در شبكه‌هاي بزرگ غير ممكن مي‌شود. از اين رو با به كارگيري تجزيه بندرز، مدل‌هاي برنامه‌ريزي ارائه‌شده به يك مسأله اصلي و يك زير مسأله تجزيه مي‌شوند و در فرآيندي تكراري در زماني قابل قبول حل مي‌شوند. مدل‌هاي برنامه‌ريزي ارائه‌شده بر روي شبكه‌هاي آزمون استاندارد گارور و 118 باس در نرم‌افزار گمز پياده‌سازي مي‌شود. به كمك مطالعات موردي عددي متعدد، توانمندي مدل‌هاي پيشنهادي برنامه‌ريزي توسعه شبكه انتقال مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد.

222023

سيستم هاي قدرت

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان