برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه با در نظرگرفتن قابلیت های فنی و محدودیت های واقعی واحدهای نیروگاهی

در یک سیستم قدرت، تغییرات ناگهانی میزان بار مصرفی رخ می دهد و یا خروج خودکار واحدهای نیروگاهی ممکن است اتفاق افتد، که منجر به انحراف فرکانس می گردد. بهره بردار سیستم وظیفه دارد، به منظور حفظ فرکانس در محدوده ی مجاز و جلوگیری از فروپاشی شبکه، بخشی از ظرفیت نیروگاه های در مدار را برای پاسخگویی به هرگونه عدم تعادل در توان حقیقی اختصاص دهد. پس از وقوع هر اغتشاش، در مرحله اول گاورنر واحدهای نیروگاهی به انحراف فرکانس پاسخ می دهند. به ظرفیت آماده ای که به این انحراف فرکانس پاسخ می دهد، ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه اتلاق می گردد. ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه، به میزان تولید ساعتی واحدها وابستگی جدی دارد. بهمین دلیل، امروزه برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه مد نظر متخصصین می باشد. توسعه فن آوری در بخش نرم افزاری سیستم کنترل واحدهای نیروگاهی، قابلیت های مانور جدیدی از جمله، انتخاب مد مشارکت در کنترل فرکانس(فعال و یا غیرفعال) و همچنین انتخاب نرخ بارگیری (عادی و یا سریع) را در هر لحظه و بدون توقف واحد امکان پذیر نموده که در توسعه ی ظرفیت ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه و نحوه ی مشارکت واحدهای نیروگاهی در کنترل فرکانس تأثیر گذار است. از طرفی، برخی از واحدهای نیروگاهی در محدوده معینی از ظرفیت بهره برداری، قابلیت مشارکت در کنترل فرکانس را دارند. در این رساله، این قابلیت ها و محدودیت های واحدهای نیروگاهی معرفی شده و نقش آنها در مسئله ی برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه بررسی می گردد. همچنین برخی از این قابلیت ها و محدودیت های واحدهای نیروگاهی برای اولین بار در برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه در نظر گرفته شده اند. برای حل این مسئله، یک روش ابتکاری مبتنی بر الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. نتایح حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که اعمال قابلیت ها و محدودیت های فوق در برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه، آرایش مناسب تری را در اختیار بهره بردار سیستم قرار می دهد بطوریکه، بهره بردار سیستم انحراف کمتری را در اجرای برنامه خواهد داشت. در این رساله، همچنین، نقش قابلیت انتخاب نرخ بارگیری و بکارگیری نرخ بارگیری سریع واحدهای نیروگاهی برای مشارکت در کنترل فرکانس در قیمت انرژی و ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه و نوسانات آنها در سناریوهای مختلف قیمت دهی فروشندگان و همچنین بارهای مختلف مورد بررسی وتحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که در صورت بکارگیری نرخ بارگیری سریع برای مشارکت در کنترل فرکانس، قیمت انرژی و نوسانات آن کاهش می یابد. بررسی نتایج نشان می دهند که اگرچه، در بسیاری از موارد ممکن است استفاده از نرخ بارگیری سریع برای مشارکت در کنترل فرکانس در بارِ حداقل ضرورتی نداشته باشد، در بارهای زیاد (اوج مصرف) ممکن است امری ضروری باشد. همچنین، بکارگیری نرخ بارگیری سریع از نظر اقتصادی در بارهای میانی توجیه پذیر بوده و در بارهای کمتر بسته به هزینه های استهلاک نرخ بارگیری سریع، امری قابل بررسی است.