مسأله درمدارآوردن واحدهاي نيروگاهي مقيد به محدوديت‌هاي بهره‌برداري شبكه بر اساس معادلات پخش توان AC

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

مسأله درمدار آوردن واحدهاي نيروگاهي مقيد به محدوديت‌هاي بهره‌برداري از شبكه قدرت يكي از مسائلي است كه به صورت سنتي در صنعت برق در بهره‌برداري شبكه قدرت مطرح است. هدف از حل اين مسأله، به‌دست آوردن حالت بهينه در مدار قرار گرفتن واحدهاي نيروگاهي براي تأمين تقاضا در طول افق برنامه‌ريزي با هدف كمينه‌سازي هزينه‌هاي بهره‌برداي يا بيشينه‌سازي رفاه اجتماعي با درنظرگرفتن محدوديت‌هاي بهره‌برداري از واحدهاي نيروگاهي و بهره‌برداري از شبكه قدرت (عموماً مبتني بر معادلات پخش توان DC) است. با توسعه روزافزون زيرساخت‌ها و تكنيك‌هاي محاسباتي، امروزه درنظرگرفتن محدوديت‌هاي بهره‌برداري از شبكه قدرت مبتني بر معادلات پخش توان AC براي افزايش دقت در مدل‌سازي محدوديت‌هاي بهره‌برداري از شبكه مورد نياز است. حل مسأله در مدار آوردن واحد هاي نيروگاهي مقيد به محدوديت‌هاي بهره‌برداري مبتني بر معادلات پخش توان AC با دو مشكل روبرو است. مشكل اول، غيرمحدب بودن معادلات پخش توان است كه در اين صورت هيچ تضميني براي رسيدن به يك پاسخ بهينه سراسري وجود ندارد و همچنين باعث پيچيدگي در حل مسأله مي‌شود. مشكل دوم، ابعاد بزرگ مسأله است كه به شدت سرعت حل مسأله را تحت تاثير قرار مي‌دهد. در اين پايان نامه به حل توأم دو مشكل فوق‌الذكر پرداخته مي‌شود. براي حل مشكل اول، در مسأله در مدار آوردن واحدهاي نيروگاهي مقيد به محدوديت بهره‌برداري از شبكه قدرت، از معادلات پخش توان AC مخروطي درجه دوم به عنوان راهي براي محدب‌سازي مسأله استفاده مي‌شود. براي حل مشكل دوم، از روش تجزيه بندرز براي حل استفاده مي‌شود. به كمك اين روش، مسأله يك‌پارچه اوليه به يك مسأله اصلي و يك زير مسأله تقسيم مي‌شود. مسأله اصلي، مسأله‌اي رهاسازي‌شده از مسأله اوليه است كه به يافتن متغيرهاي باينري در مدار آوردن واحدهاي نيروگاهي به عنوان متغيرهاي پيچيده‌كننده اختصاص دارد. زيرمسأله نسخه‌اي محدودشده از مسأله اوليه است كه به يافتن متغيرهاي پيوسته مسأله اوليه مي‌پردازد. با حل متوالي اين دو مسأله و جابجايي اطلاعات لازم بين آنها مسأله اوليه در زمان قابل قبول حل مي‌شود. در ضمن، محدوديت‌هايي به عنوان محدوديت هاي شتاب دهنده به مسأله اصلي اضافه مي‌شود. اين محدوديت‌ها بدون اين كه، پاسخ بهينه نهايي مسأله را تحت تأثير قرار دهد، سرعت حل مسأله را به طرز قابل توجهي افزايش مي‌دهند. در ادامه، براي در نظرگرفتن معيار امنيت بهره‌برداري، مدل پيشنهادي در مدار اوردن واحدهاي نيروگاهي مقيد به محدوديت‌هاي بهره‌برداري از شبكه قدرت براي در نظر گرفتن معيار امنيت N-1 توسعه داده مي‌شود. معيار N-1 صرفاً براي خطوط انتقال در نظر گرفته مي‌شود. تامين كامل بار در حالت بهره‌برداري نرمال و پس از وقوع پيشامد الزام مدنظر در اين معيار است. مدل و روش حل پيشنهادي بر روي شبكه آزمون IEEE-24bus در نرم افزار گمز پياده‌سازي مي‌شود و با استفاده از مورد‌هاي مطالعات متعدد، توانمدي مدل و روش حل پيشنهادي مورد اعتبارسنجي و ارزيابي قرار مي‌گيرد. نتايج عددي نمايش‌دهنده توانمندي و كارآيي مدل و روش حل پيشنهادي براي حل مسأله در مدار اوردن واحدهاي نيروگاهي مقيد به محدوديت‌هاي بهره‌برداري از شبكه قدرت براي در نظر گرفتن معيار امنيت N-1 در شبكه‌هاي نسبتاً بزرگ مقياس است.

230758

سيستم هاي قدرت

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان