گسترش سریع روند خصوصی سازی در صنعت برق که از طریق تجدید ساختار سیستم های قدرت عملی شده است، نیازهای مطالعاتی و تحقیقاتی جدیدی را از جمله در زمینه بهره برداری صحیح و بهینه از سیستم، فراروی متولیان و متخصصان صنعت برق قرار داده است. نیاز به برنامه ریزی بهینه تولید به منظور توزیع انرژی الکتریکی به اقتصادی ترین روش ممکن با توجه به امنیت و محدودیت های شبکه، از جمله ظرفیت خطوط انتقال از ضروریات بازار برق بشمار می رود. در این پایان نامه سه روش برنامه ریزی مشارکت واحدها شامل روش حراج تک مرحله ای و سپس در نظر گرفتن قید تراکم و هزینه تلفات شبکه، روش برنامه ریزی واحدها براساس پیشنهادات ارائه شده و سپس در نظر گرفتن محدودیت مربوط به خطوط بین مناطق و سرانجام روش پخش بار بهینه و تاثیر آن بر روی رفاه اجتماعی بررسی شده است. همچنین روشی نوینی به منظور منطقه بندی یک شبکه قدرت واقعی (ایران) با هدف حداکثر نمودن رفاه اجتماعی ارائه شده است.

برنامه ریزی شبکه های قدرت شامل ابعاد مختلف است: برنامه ریزی تولید، انتقال و پست ها. در این پایان نامه برنامه ریزی پست ها معلوم فرض شده و برنامه ریزی توأم تولید و انتقال انجام گرفته است. به طور خلاصه می توان گفت که هدف از برنامه ریزی تولید، یافتن یک برنامه ریزی بهینه اقتصادی توسعه تولید برای تأمین مقدار بار پیش بینی شده در یک افق زمانی است و هدف از برنامه ریزی انتقال، توسعه خطوط انتقال است به گونه ای که مقدار تولید تأمین شده را بتوان بدون ایجاد اضافه بار خطوط در حالت های نرمال و بروز پیشامد به بارها منتقل کرد. در اکثر مطالعات برنامه ریزی توأم تولید و انتقال، از هزینه انتقال سوخت از پالایشگاه به نیروگاه صرف نظر شده و یا به صورت ضریب ثابتی در مسئله وارد شده است. در برخی مطالعات نیز، هزینه سوخت متناسب با فاصله پالایشگاه از نیروگاه لحاظ شده است. اما اگر با دقت و ریزبینی بیشتری به مسئله نگاه شود، دیده می شود که با وجود شبکه گاز رسانی، همیشه در نظرگرفتن فاصله نیروگاه از پالایشگاه منجر به بهینه شدن نتیجه نمی شود و بهتر است همچون شبکه برق، شبکه گاز نیز در طرح مسئله دیده شود و کار بهینه این است که سوخت مورد نیاز نیروگاه به جای تأمین مستقیم از پالایشگاه، از شبکه گاز تأمین شود. البته باید توجه داشت که تأمین گاز نیروگاه از خطوط لوله گاز منجر به افت فشار بیش از حد در خطوط لوله نشود و همچنین دیگر قیود شبکه گاز نیز باید در برنامه ریزی انجام شده، تأمین شوند. در این پایان نامه، به بررسی روند برنامه ریزی توأم تولید و انتقال با درنظرگیری شبکه گاز پرداخته شده است. در این راستا، با معرفی مفاهیم شبکه گاز و ارائه یک روش پیشنهادی جهت حل پخش بار شبکه گاز، بحث ترکیب شبکه برق و گاز مطرح گردیده است. سپس در ادامه، به نحوه ترکیب برنامه ریزی تولید و انتقال با درنظرگیری شبکه گاز پرداخته شده است.

امروزه حرکت سیستم های قدرت به سوی فضاهای جدید اقتصادی و مدیریتی، فصل جدیدی در بهره-برداری از این سیستم ها گشوده است. یکی از بزرگترین پیامدهای این حرکت، اجازه استفاده عادلانه همه متقاضیان از شبکه انتقال، تحت عنوان دسترسی آزاد می باشد. دسترسی آزاد به شبکه انتقال متضمن تحقق یک رقابت سالم در تبادلات می باشد، ولی به دلیل امکان ایجاد تراکم در شبکه انتقال می-تواند به یک مشکل عمده در سیستم های جدید تبدیل گردد. امروزه مطالعات گسترده ای در پیشگیری، کاهش و کنترل فنی و اقتصادی این پدیده تحت عنوان مدیریت تراکم انتقال انجام می-گیرد که بسته به روش های به کار گرفته شده برای تجدید ساختار در کشورهای مختلف جهان بسیار متنوع است. در این رساله، پس از بررسی جزئیات موضوع تراکم انتقال، در بخش اول پژوهش، روشی کامل تر نسبت به کارهای گذشته برای مدیریت استاتیکی کوتاه مدت رفع تراکم از دید بهره بردار مستقل سیستم، ارائه شده است. مبنای روش پیشنهادی و مورد مطالعه، برنامه ریزی (دیسپچ) مجدد تولید توان های حقیقی و راکتیو در شین های حساس شبکه بر اساس تعیین ضرایب توزیع تراکم (ضرایب حساسیت) و دسته بندی شین های شبکه انتقال بر پایه این ضرایب حساسیت و سپس دیسپچ مجدد ژنراتورها توام با بارهای وقفه پذیر (قابل برنامه ریزی) و منابع راکتیو موجود می باشد. در مدل پیشنهادی، بازار برق و فرآیندهای آن به صورت ترکیبی مدل شده و امکان وجود قراردادهای فیزیکی انتقال نیز در نظر گرفته شده است به طوری که در مجموع بتوان به یک چارچوب مناسب برای تحلیل مدیریت رفع تراکم در شبکه های انتقال نائل شد. در ادامه، روش پیشنهادی بر یکی از شبکه های استاندارد، مورد آزمون قرار گرفته و در آن تحلیل هزینه رفع تراکم و بررسی نحوه تخصیص آن، همراه با در نظر گرفتن ضرایب تعدیل هزینه مربوط به دیسپچ مجدد بارها متناسب با ضرایب توزیع تراکم، در دو نوع سازوکار بازار شامل پرداخت مطابق پیشنهاد و قیمت گذاری یکنواخت نیز بررسی شده است که نتایج عددی، کارآمدی روش پیشنهادی را نشان می دهد. در ادامه کار، در بخش دوم پژوهش این رساله، مدل سازی و تحلیل مدیریت ریسک تراکم انتقال از دیدگاه شرکت کنندگان بازار مطرح شده است. مدیریت ریسک تراکم یکی از مهم ترین مباحث مرتبط با شبکه های انتقال در سیستم های قدرت تجدید ساختار شده و بازارهای برق دنیا، به ویژه بازارهای مبتنی بر قیمت گذاری ناحیه ای یا محلی است که ابزار اصلی آن قراردادهای مالی انتقال است. در این رساله، پس از بررسی موضوع قراردادهای مالی حق انتقال، نحوه پیشنهاددهی بهینه انواع مختلف این قراردادها توسط شرکت کنندگان بازار برق در حراج های ثانویه تبادل این قراردادها و در بازه زمانی کوتاه مدت (به صورت هفتگی) جهت مدیریت ریسک تراکم، با استفاده از نظریه بازی ها تحلیل شده است. در پایان، روش پیشنهادی در یک شبکه نمونه مورد آزمون قرار گرفته است که نتایج عددی کارآمدی آن را نشان می دهد.

یکی از برنامه ریزی های مهم در سیستم قدرت برنامه ریزی تعمیر و نگهداری واحدهای نیروگاهی می باشد. برنامه ریزی تعمیر و نگهداری واحدهای نیروگاهی عبارت است از: زمانبندی خروج واحدهای نیروگاهی جهت تعمیرات پیشگیرانه، با توجه به قیود شبکه و در جهت نیل به هدف مورد نظر که در بیشتر موارد کاهش هزینه های سیستم و یا افزایش قابلیت اطمینان آن است. با توجه به بحرانهای گازی در سالهای اخیر و وابستگی روز افزون سیستم قدرت به شبکه گاز این پایان نامه تلاش نموده است تا با ارائه مدلی برای برنامه ریزی تعمیر و نگهداری مقید به سوخت گاز زمانبندی مناسبی را برای خروج واحدهای تولید توان با توجه به کمبود در شبکه گاز ارائه نماید. همچنین در این پایان نامه با مدلسازی نیروگاههای دوگانه سوز و سیکل ترکیبی اثرشان در این برنامه ریزی نشان داده شده است و مدلی شبه دینامیکی برای شبکه گاز بیان شده است. درضمن به منظور محاسبه میزان مصرف گاز واحدهای گازی برنامه ریزی ساعتی مشارکت واحدها در طول دوره اجرا شده است. مدل ارائه شده بر روی شبکه نمونه آزمایش شده و نتایج بدست آمده نقش تاثیرگذار مدلسازی شبکه گاز را در برنامه ریزی تعمیر و نگهداری سیستم قدرت تاکید می کند.

مقررات زدایی از صنعت برق و ابداع فن آوری های جدید برای تولید انرژی الکتریکی، موجب پیدایش نوآوری در برنامه ریزی توسعه در شبکه های توزیع شده است. منابع تولید پراکنده یکی از جذاب ترین فن آوری های مورد استفاده می باشد که مزایای متفاوتی برای نهادهای گوناگونی که در سیستم قدرت مشارکت فعال هستند، به همراه دارند. در این پایان نامه یک مدل جدید برای در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده در برنامه ریزی توسعه شبکه توزیع ارائه شده است. در این مدل، از روش پخش بار بهینه برای کمینه سازی هزینه های سرمایه گذاری ارتقاء شبکه، هزینه های بهره برداری و تعمیر و نگه داری، و هزینه تلفات، جهت تأمین رشد بار در افق برنامه ریزی، به کار گرفته شده است. واژه دینامیک برای ارجاع به قابلیت برنامه ریزی در طول یک بازه زمانی مشخص، در این مدل استفاده شده است. علاوه بر این از الگوریتم ژنتیک برای یافتن بهترین پیکربندی توسعه برای این مدل استفاده شده است. در انتها کارآیی این روش با پیاده سازی آن بر روی چند شبکه توزیع آزموده شده است. همچنین با در نظر گرفتن انرژی تامین نشده (از شاخص های قابلیت اطمینان) و تعریف یک شاخص جدید برای میزان ریسک فنی سیستم، این دو مشخصه به عنوان دو هدف جدید در کنار هزینه های شبکه در برنامه ریزی در نظر گرفته شده اند. برای بدست آوردن جواب در این حالت، یک جبهه پرتو رسم است و با استفاده روش بیشینه-کمینه جواب نهایی مساله محاسبه شده است.

در دهه های اخیر با افزایش اهمیت مسئل? بهره وری اقتصادی، بسیاری از صنایع برقی که قبلاً تحت کنترل و انحصار دولت ها در سراسر دنیا بوده اند، دچار تجدید ساختار شده اند. اکثر اقتصاددانان بر این باورند که اجرای این اصلاحات در این صنعت در نهایت به نفع مصرف کنندگان از آن می باشد. با وجود وارد شدن مباحث اقتصادی در بهره برداری از شبکه برق، اما هم اکنون ارزیابی شاخص قابلیت عبور تحت روندی معین از سوی بهره برداران سیستم صورت می گیرد، که هیچ جایی برای حضور عوامل اقتصادی در آن در نظر گرفته نشده است. در این پایان نامه سعی گردیده است تا با پیشنهاد روشی نوین برای محاسبه اقتصادی و بازار- محور قابلیت عبور در یک شبکه به هم پیوسته قدرت و تعیین توانایی انتقال توان بین نواحی مختلف، تحت ساختار بازار رقابتیِ آزاد و کامل، تا حدودی فضای خالی به وجود آمده را هموار کرده و میزان تعیین شده برای این شاخص بر اساس شرایط بهره برداری اقتصادی، نزدیک تر به واقعیت باشد. در این مدل معیاری اقتصادی، بر اساس شرایط حضور و پیشنهاد قیمت بازیگرانِ مختلف بازار حوضچه ای یکپارچه، برای توزیع توان افزایشی در فرآیند ارزیابی شاخص قابلیت عبور پیشنهاد شده است. با این مدل پیشنهادی، نه تنها شاخص قابلیت عبور محاسبه می گردد بلکه به طور همزمان رفاه اجتماعی در شبکه حداکثر می شود، که این مهم ترین مزیت روش پیشنهادی نسبت به روش های سنتی تعیین قابلیت عبور می باشد. در نهایت برای نشان دادن صحت و درستی مدل پیشنهادی، از شبکه 3 ناحیه ای ieee-rts استفاده شده است.

امروزه با تجدید ساختار صنعت برق و رقابت بین بازیگران بازار و نیز به دلیل رشد روز افزون بار و محدودیت در تولید و مشکلات مربوط به تأسیس نیروگاه و خطوط انتقال، همچنین محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی، پیوسته عدم تعادل بین تولید و بار وجود دارد، از این رو بهره برداران سیستم قدرت ناچار به بهره برداری از شبکه در حد پایداری می شوند که در صورت بروز پیشامد در سیستم، منجر به بروز ناپایداری و حتّی خاموشی جزئی یا کلی در شبکه قدرت می شود. در صورت خاموشی، عملیات پیچیده و دشواری برای بازگشت به حالت عادی در شبکه نیاز است که به این عملیات بازیابی سیستم قدرت اطلاق می شود. مسئله دیگر محروم ماندن مصرف کنندگان در مدت خاموشی می باشد. استفاده ی مناسب از طرح های حفاظت ثانویه موجب می شود شبکه تنها از حالت عادی به حالت هشدار تغییر وضعیت دهد. نکته مورد توجه دیگر این است که استفاده از حفاظت های محلی برای حوادثی که باعث خاموشی سیستم قدرت می شوند مناسب نیست زیرا این خاموشی ها چه جزئی باشند چه کلی، اثر عمومی دارند نه محلی. بنابراین استفاده از طرح های حفاظت ثانویه راه حل مناسبی برای بهره برداری از سیستم قدرت با خطوط با بارگذاری زیاد و حاشیه پایداری کم می باشد. با توجه به افزایش احتمال قطعی به دلیل اضافه بار سیستم که توسط تقاضای روز افزون برای انرژی الکتریکی، ایجاد می شود؛ شرکت های برق در حال بررسی فن آوری اطلاعات مدرن می باشند تا دریابند که کدام یک از آنها می تواند این وضعیت را بهبود بخشند. لذا بررسی استراتژی حفاظت کنونی سیستم برای مقابله با پیشامدهای ناحیه گسترده الزامی می باشد، که این امکانات از پیشرفت های حاصله در عملکرد سیستم، تکنیک های کنترل و حفاظت مشتق شده است. همچنین بهره برداران سیستم قدرت، در برای جلوگیری از ناپایداری و اقتصادی شدن طرح از سیستم های حفاظتی و کنترلی پیشرفته ای به نام طرح های حفاظت سیستم شامل طرح های حفاظت ویژه یا طرح های حفاظتی سیستم ، طرح های حفاظت یکپارچه ی سیستم ، طرح های عملیات اصلاحی ، سیستم های حفاظت منطقه گسترده و یا سیستم های نظارت، کنترل و حفاظت منطقه گسترده ، بهره می گیرند. با استفاده از این طرح ها می توان خطوط را تا حد نامی بارگذاری کرد و در شرایط ایجاد پیشامد، می توان از ناپایداری سیستم جلوگیری کرد. لازم به ذکر است که با توجه به تنوع واژه های اطلاقی برای عملکرد حفاظتی مذکور در مراجع مختلف، به جای استفاده از واژه های sps،sips ، ras، waps ویا wampacs، در این پایان نامه از همان واژه ی sps یعنی طرح یا سیستم حفاظت ویژه استفاده شده است. برای طراحی و نصب یک سیستم حفاظت ویژه در شبکه ی قدرت، نیاز به دانش گسترده و ابزارهای پیشرفته برای کشف پیشامد در شبکه، روش های تخمین حالت سیستم قدرت، روش های تعیین عملیات اصلاحی متناسب با پیشامد، ارسال و دریافت داده های حاصل از واحدهای اندازه گیری فازور به مرکز تصمیم گیری و ارسال عملیات اصلاحی به نقاط مختلف شبکه به وسیله ی تکنیک های ارتباطی و مخابراتی می باشد. به عبارت دیگر برای نظارت بر عملکرد ایمن شبکه ی قدرت نیازمند به برنامه ریزی و طراحی دقیق و اطلاعات گسترده در زمینه های مختلف تحلیل پارامترهای فنّی و اقتصادی شبکه قدرت وجود خواهد داشت. با توجه به گستردگی مراحل مدل سازی سیستم حفاظت ویژه، تحقیقات و مراجع زیادی در زمینه های مختلف مدل سازی سیستم های حفاظت ویژه انجام شده است. برخی از این تحقیقات در زمینه ی روش تحلیل پیشامدهای شدید شبکه قدرت، برخی در زمینه جایابی واحدهای اندازه گیری فازور در شبکه قدرت، و تخمین حالت سیستم قدرت، دسته ای دیگر در زمینه ی کاربرد سیستم های ارتباطی و مخابراتی در طراحی و عملکرد سیستم های حفاظت ویژه و برخی دیگر در زمینه ی طراحی عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه پرداخته اند. عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه خود در دو دسته ی کلی برای تأمین امنیت دینامیکی و امنیت استاتیکی شبکه تقسیم می شوند. از جمله عوامل امنیت دینامیکی شبکه بحث های پایداری دینامیکی ولتاژ و پایداری فرکانسی شبکه می باشند که در مراجع مختلف به روش های مطالعاتی در حالت به هنگام شبکه پرداخته اند زیرا مطالعات دینامیکی شبکه در محدوده ی زمانی ثانیه و میلی ثانیه و به طور خودکار باید انجام شود. از عوامل امنیت استاتیکی شبکه بحث پایداری دامنه ولتاژ یا پایداری ولتاژ استاتیکی، مدیریت تراکم یا بهره برداری از شبکه در محدوده ی حرارتی خطوط می باشند. در این پایان نامه به تعیین روشی جدید برای تعیین عملیات اصلاحی سیستم حفاظت ویژه، برای برآوردن قیود امنیت استاتیکی شبکه قدرت پرداخته می شود. در مراجع مختلف هدف از تعیین عملیات اصلاحی مدیریت انرژی سیستم، کمینه کردن مقدار خاموشی در شبکه ی قدرت و دیگر اهداف فنیّ می باشد و تاکنون طراحی عملیات اصلاحی با توجه به اهداف اقتصادی بازار برق از جمله در نظر گرفتن رفاه اجتماعی بازیگران بازار، انجام نشده است و تنها در مواردی عملیات قطع بار برای کمینه کردن هزینه های خاموشی [ و2] در شبکه طراحی شده است. لذا در این پایان نامه با استفاده از روش-های بهینه سازی، بهینه ترین جواب عملیات اصلاحی نسبت به پیشامدهای تهدید کننده ی امنیت استاتیکی شبکه، به منظور تأمین هر دو هدف کمینه کردن هزینه های قطعی بار و بیشینه کردن رفاه اجتماعی بازیگران بازار برق، استخراج می شود. همچنین مزیت اقتصادی و عملکردی طرح مذکور نسبت به دو طرح کمینه کردن مقدار خاموشی و کمینه کردن هزینه خاموشی با لحاظ کردن شرایط مختلف بارگذاری، الاستیک بودن یا نبودن بار، نوع قراردادهای حوضچه یا ترکیبی به اثبات خواهد رسید. برای این منظور از بهینه سازی مدل تابع غیر خطی و چند منظوره با استفاده از روش های ریاضی موجود در نرم افزار gams استفاده می شود. این پایان نامه، در شش فصل تنظیم شده است. همان طور که مشاهده شد، فصل اول به ارائه ی مقدمه ای پیرامون مبانی، اهداف و انگیزه های انجام این پایان نامه اختصاص یافته است. در ادامه، کلیات ِ مطالبی که در فصل های بعد ارائه می شود، بیان می گردد. ? فصل دوم، به دو بخش تقسیم می شود. بخش اول، به مرور مطالعات درباره ی علل وقوع خاموشی در شبکه های مختلف جهان پرداخته و روش های جلوگیری از این عوامل معرفی می-شوند. در بخش دوم به تعریف سیستم های حفاظت ویژه، استانداردهای طراحی این سیستم، مرور بر مقالات انجام شده در رابطه با انواع طرح های حفاظت ویژه، روش های تعیین عملیات اصلاحی و نیز عملکرد سیستم نظارت و ارسال داده با استفاده از ابزار های ارتباطی و مخابراتی پرداخته می شود. ? فصل سوم، به ارائه ی مفاهیم مرتبط با عملکرد و نظارت اپراتور مستقل سیستم در بازار برق، از جمله انواع مدل ها و قراردادها در بازار برق، روش مدل سازی رفاه اجتماعی بازیگران بازار برق و الاسیتیسیته تقاضا پرداخته می شود. ? در فصل چهارم، به ارائه ی روش های مدل سازی رفتار اقتصادی تولیدکنندگان و مصرف کنندگان برق و روش محاسبه رفاه اجتماعی پس از وقوع پیشامد توسط اپراتور مستقل سیستم پرداخته شده، همچنین فرضیات و چگونگی مدل سیستم حفاظت ویژه و روش طراحی عملیات سیستم حفاظت ویژه با سه هدف متفاوت ارائه می شوند. ? فصل پنجم، نتایج ِ حاصل از پیاده سازی و اجرای مدل ِ چندهدفه برنامه ریزی و روش حل ِ پیشنهادی در شبکه 14 شین-5 ماشین ieee، و همچنین مقایسه ی طرح پیشنهادی با دو طرح دیگر پرداخته می شود و حالت های مختلف آن، مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. ? فصل ششم، به ارائه ی نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات تکمیل ِ روش پیشنهادی اختصاص یافته است.

منابع انرژی پراکنده به تنهایی انعطاف پذیری، قابلیت کنترل و ظرفیت کافی برای شرکت در بازار برق را ندارند. با تجمیع این منابع در قالب نیروگاه مجازی، می توان این مشکل را برطرف کرد. منابع انرژی پراکنده به کمک مفهوم نیروگاه مجازی به بازار برق دسترسی پیدا می کنند و قابل رویت می شوند. یکی از اهداف انجام این پایان نامه برنامه ریزی نیروگاه مجازی تجاری در بازارهای هم زمان انرژی، تنظیم، ذخیره ی چرخان و ذخیره ی غیرچرخان است. سبد تولید نیروگاه مجازی تجاری مفروض شامل منابع تولید پراکنده، ذخیره کننده های الکتروشیمیایی و بارهای قابل قطع است. مسئله ی نیروگاه مجازی به شکل برنامه ریزی خطی عددصحیح مدل شده است. در این راستا یک مدل خطی عددصحیح برای ذخیره کننده های الکتروشیمیایی پیشنهاد شده است. هر منبع انرژی پراکنده در سبد سهام نیروگاه مجازی تجاری ممکن است در مناطق جغرافیایی مختلفی باشد. بنابراین نیروگاه مجازی تجاری قیود شبکه ی توزیع را در نظر نمی گیرد (تنها قیود بهره برداری از منابع انرژی پراکنده را در نظر می گیرد). نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار گمز انجام می شود. این نتایج درستی روش پیشنهادی را نشان می-دهند. هدف دیگر این پایان نامه برنامه ریزی نیروگاه مجازی فنی می باشد. بهره بردار سیستم توزیع به عنوان نیروگاه مجازی فنی در نظر گرفته شده است. مهمترین وظیفه ی نیروگاه مجازی فنی برقراری قیود شبکه ی توزیع است. روش پیشنهادی برای نیروگاه مجازی فنی برقراری قیود شبکه با حداقل انحراف از توان های برنامه ریزی شده توسط نیروگاه های مجازی تجاری است. بدین منظور مسئله به کمک آنالیز حساسیت و با هدف کمینه سازی انحراف از توان های برنامه ریزی شده و با درنظر گرفتن قیود بهره-برداری از منابع و قیود شبکه ی توزیع به صورت تابع هدف حداقل مربعات و قیود خطی مدل شده است. نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب انجام می شود. این نتایج درستی روش پیشنهادی را نشان می دهند.

افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه های برق و تبدیل شدن شبکه های توزیع غیر فعال به شبکه های توزیع فعال، لزوم تجمیع این منابع با اهداف افزایش مشارکت، رویت پذیری و ایجاد واسطی مناسب میان این منابع و شبکه برق را بیشتر می کند. یکی از روش های تجمیع منابع تولید پراکنده، میکروگرید است. میکروگرید ها شبکه های فعال ولتاژ پایین یا ولتاژ متوسطی هستند که به دلیل استقلال در بهره برداری، می توانند از شبکه اصلی جدا شده و به صورت جزیره ای بهره برداری شوند. همچنین میکروگرید های چندگانه شبکه های توزیع فعال، متشکل از میکروگرید ها و تولیدات پراکنده هستند که انعطاف بالایی دارند. در فضای تجدید ساختار یافته و بازار برق باید مشوق های لازم از دیدگاه اقتصادی برای این منابع ایجاد شود که چنین شبکه هایی با نفوذ بالای منابع تولید پراکنده قابلیت شکل گیری داشته باشند. بنابراین برنامه ریزی بهینه از این شبکه ها در بازار های برق حائز اهمیت است. در این پایان نامه مدلی به منظور برنامه ریزی روزانه میکروگرید منفرد در بازار انرژی و خدمات جانبی توان راکتیو ارائه می شود. متغیر های این مدل علاوه بر تولیدات پراکنده قابل برنامه ریزی، بار های قابل قطع بر پایه برنامه های پاسخگویی بار هستند. از آن جا که بهره بردار میکروگرید موظف به حفظ امنیت و بهره برداری ایمن از شبکه است، برنامه ریزی میکروگرید در قالب مساله مشارکت واحد ها مبتنی بر قیمت و با قیود شبکه پیاده سازی می شود. برای حل این مدل از ترکیب روش های جستجوی هوشمند و پخش بار بهینه متناوب برای بهینه سازی هم زمان توان اکتیو و راکتیو به منظور بیشینه سازی سود استفاده می شود. در ادامه مدلی دیگر بر پایه پیشنهادات منابع تولید و بار های قابل قطع در میکروگرید چند گانه ارائه می شود. در مدل پیشنهادی، بهره بردار با تدوین روندی بر پایه اجرای بازار داخلی و مدل سازی بازار بالادست در نقش بازیگری دوگانه، بازار نهایی را با قیمت گذاری محلی و لحاظ کردن تلفات اجرا می کند. با تعریف بازاری برای توان راکتیو در میکروگرید چندگانه، روند فوق برای اجرای هم زمان بازار های توان اکتیو و راکتیو با هدف بیشینه سازی رفاه اجتماعی توسعه می یابد. دو شبکه نمونه به منظور پیاده سازی و ارزیابی نتایج روش های پیشنهادی انتخاب شده است.

با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی و افزایش آلودگی در جهان، کشورهای صنعتی به سمت استفاده از ادوات و تجهیزات کارآمدتر و پربازده تر گرویده اند. با شکل گرفتن بازار برق و انرژی در بسیاری از کشورهای جهان، مسئله ی تأمین انرژی با قابلیت اطمینان مناسب ابعاد دیگری را نیز در برگرفته است. با توجه روز افزون به خودروهای برقی و هیبریدی مسائل زیادی در فناوری و بهره برداری از این ایجاد شده است. در این پایان نامه سعی شده است تا یک راهبرد برای بهره برداری خرده فروش از منابع مجتمع شده خودروهای برقی قابل اتصال به شبکه، به واسطه ی تولید هم زمان برق و حرارت، ارائه شود. از این رو، یک تابع هدف غیر خطی برای بیشینه سازی سود بهره بردار پارکینگ، بیان شده است. برای بدست آوردن تابع مذکور، از مدل ارتقاء یافته ی منابع تولید هم زمان برق و حرارت برای هر خودرو که در یک پارکینگ مجتمع شده است، استفاده می شود. راهبرد شرکت خرده فروش در بازار انرژی و میزان ارائه و دریافت انرژی از خودروها و شبکه، به واسطه ی حل تابع هدف، با توجه به قیود سیستم ارائه می شود. این قیود بر اساس توان مشترکین، قدرت و توانایی خودروها، شارژ و توانایی دشارژ باتری ها، میزان تقاضای انرژی و درآمد هر خودرو در ازای ارائه ی خدمات به بهره بردار، بیان شده است. در پایان پایان نامه با ارائه ی یک شبیه سازی عددی برای یک پارکینگ و بار و قیمت انرژی فرضی، مقدار سود ناشی از بهره برداری، برنامه کاری تولید خودروها و روند کار آن ها در سیستم توسط خرده فروش بیان شده است.

با کاهش سوخت های فسیلی و افزایش نگرانی ها در مورد آلودگی هوا، استفاده از منابع تجدیدپذیر به منظور تولید توان در صنعت برق روز به روز در حال افزایش است. از این رو، نگرانی هایی در مورد اتصال و تاثیر آن ها بر بهره برداری و پایداری سیستم قدرت به وجود آمده است. از میان این منابع، مزارع بادی به طور گسترده در سیستم قدرت مورد استفاده گرفته است. هر چند مطالعات متعددی در زمنیه پایداری سیگنال کوچک سیستم قدرت در حضور مزارع بادی انجام شده است، اما در هیچ کدام از آن ها عدم قطعیت تولید مزارع بادی مدل نشده است و توان خروجی مزرعه بادی به صورت توان ثابت و یا به صورت چند بازه گسسته در نظر گرفته شده است. از این رو، در این پایان نامه سعی شده است تا روشی به منظور مطالعه پایداری سیگنال کوچک سیستم قدرت با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید مزارع بادی ارائه شود. روش که برای مدل سازی عدم قطعیت مزارع بادی استفاده شده است، در مقایسه با روش های پیشین دارای سرعت و دقت بالاتری بوده و نیاز به تعداد شبیه سازی های کمتری دارد. از سوی دیگر، مطالعات صورت گرفته در زمینه تاثیر مزارع بادی بر پایداری سیگنال کوچک فقط بر رفتار دینامیکی توربین های بادی متمرکز بوده و توان خروجی مزرعه بادی به صورت ثابت یا به صورت چند بازه در نظر گرفته شده است، که این امر موجب ایجاد خطا در محاسبات می شود. در این پایان نامه، برخلاف مطالعات پیشین، تغییرات توان خروجی مزرعه بادی به صورت یک تابع چگالی احتمال مدل شده است که تمامی توان های خروجی احتمالی را در یک بازه محدود به تغییرات سرعت باد، در نظر می گیرد. نتایج نشان می دهند که عدم قطعیت تولید در مزارع بادی باعث ناپایداری و ایجاد مدهای نوسانی در سیستم می شود. بنابراین، های موجود در سیستم و که بر روی یکی از خطوط نصب شده است، به منظور بهبود عملکرد پایداری سیگنال کوچک سیستم به طور هماهنگ با یکدیگر تنظیم می شوند.

زمان بندی تعمیرات واحدهای نیروگاهی در سیستم قدرت یکی از مسائل برنامه ریزی میان مدت می باشد که با بروز تجدیدساختار، تحولاتی را تجربه کرده است. عمده ترین تأثیری که فرآیند تجدیدساختار بر مفاهیم زمان بندی تعمیرات داشته است، ایجاد نظام تصمیم گیری غیرمتمرکز (به جای نظام تصمیم گیری متمرکز در محیط انحصاری) بوده است. با عنایت به این که نظام تصمیم گیری غیرمتمرکز در بسیاری از مسائل سیستم قدرت، منشأ بروز تعارضات بسیاری بین اهداف ذی نفعان شده، لذا در این رساله ابتدا به بررسی تعارضات در فرآیند زمان بندی غیرمتمرکز تعمیرات واحدهای نیروگاهی پرداخته می شود. در این راستا چارچوبی مبتنی بر بهینه سازی چندهدفه برای ارزیابی تعارض بین بازیگران بازار برق (شرکت های تولید و بهره بردار مستقل سیستم) ارائه می شود. با استفاده از این چارچوب، امکان بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر سطح تعارض بین بازیگران فراهم می شود. نشان داده می شود که با توجه به خصوصیات سیستم های قدرت امروزی، بروز تعارض بین بازیگران بازار برق در زمان بندی تعمیرات گریزناپذیر است. منشأ بروز این تعارضات، تحدید قابلیت اطمینان شبکه (به عنوان خدمتی عمومی) به سبب زمان بندی غیرمتمرکز تعمیرات واحدهای نیروگاهی است. لذا، به منظور تأمین این خدمت عمومی از سوی بهره بردار مستقل سیستم، نیاز به پیشنهاد فرآیندی برای هماهنگی تعمیرات در جهت رفع تعارضات می باشد. بر اساس تئوری تارعنکبوت به عنوان یکی از تئوری های شبیه ساز سازوکار به تعادل رسیدن عرضه و تقاضا در بازار، با بررسی مفهومی چرایی به کارگیری این تئوری، الگوریتمی برای هماهنگی تعمیرات واحدهای نیروگاهی ارائه می شود. در این الگوریتم، ابتدا بر اساس محاسبات قیمت که توسط بهره بردار مستقل بازار صورت می گیرد، شرکت های تولید، زمان انجام تعمیرات بهین? واحدهای نیروگاهی خود را بر اساس تابع هدف خود (سود) به بهره بردار مستقل سیستم و بازار اعلام می کنند. بر اساس پیشنهادهای تعمیرات مطرح شده، بهره بردار مستقل بازار قیمت های جدید بازار برق را محاسبه و بهره بردار مستقل سیستم، شاخص قابلیت اطمینان را در طول دور? هماهنگی ارزیابی می کند. سپس، بر اساس سهم شرکت های تولید در تأثیرگذاری بر شاخص قابلیت اطمینان، سیگنال های جریمه/پاداش برای هر یک از شرکت های تولید محاسبه شده و به آنها ارسال می شود. با در نظرگرفتن قیمت های جدید و سیگنال های جریمه/پاداش دریافتی، شرکت های تولید اقدام به بازبینی در برنام? قبلی تعمیرات کرده و مجدداً برنامه های جدید خود را به بهره بردار مستقل سیستم و بازار ارسال می کنند. این فرآیند آن قدر تکرار می شود تا هماهنگی لازم بین زمان بندی تعمیرات شرکت های تولید ایجاد شود. برای اطمینان از همگراییِ الگوریتم، از نرخ فراموشی در محاسب? جریمه/پاداش برای اعمال در تابع هدفِ شرکت های تولید می شود. با استفاده از نرخ فراموشی، تجربیات شرکت تولید در ارسال برنام? تعمیرات در هر تکرار و مشاهد? نتایج آن در قالب سیگنال های جریمه/پاداش، در تکرارهای بعد قابل استفاده است. به موازات تجدیدساختار، برهمکنش و وابستگی روزافزون سیستم قدرت با صنایع شبکه ای دیگر (علی الخصوص شبکه های گاز)، فرآیندهای تصمیم گیری غیرمتمرکز در خصوص هماهنگی تعمیرات را دچار چالش های جدید نموده است. به همین جهت در انتهای این رساله، با مدلسازیِ سناریومحور عدم قطعیت های شبک? گاز و محدودیت های فنی بهره برداری از این شبکه، به مطالع? تأثیر این عدم قطعیت ها و محدودیت ها بر فرآیند هماهنگی تعمیراتِ مبتنی بر تئوری تارعنکبوت پرداخته می شود. در این راستا، تغییرات و بهبودهای لازم در الگوریتم هماهنگی تعمیرات پیشنهادی اِعمال می شود. در نتیجه، در انتها فرآیندی برای هماهنگی تعمیرات می شود که قادر به هماهنگی بازارمحور تعمیرات واحدهای نیروگاهی با در نظرگرفتن عدم قطعیت ها و محدودیت های شبک? گاز باشد.

با جداسازی عمودی در ساختار انحصاری صنعت برق، مدیریت متمرکز سیستم های قدرت جای خود را به مدیریت غیرمتمرکز آن داده است. به سبب خصوصیات ویژه انرژی الکتریکی به عنوان یک کالای ذخیره ناپذیر، چالش جدی پس از تجدید ساختار، حفظ امنیت شبکه از دیدگاه بهره برداری در محیطی غیر متمرکز است. در محیط نوین تجدید ساختار شده، با توجه به دیدگاههای فنی بهره بردار و دیدگاههای اقتصادی شرکت کنندگان در بازار، اهداف بهره بردار مستقل سیستم و شرکت کنندگان الزاماً در یک راستا نبوده و ممکن است در صورتی که شرکت کنندگان در بازاری منفعت اقتصادی مناسبی حاصل ننمایند، امنیت سیستم نیز به مخاطره افتد. در راستای حفظ امنیت سیستم و با افزایش روزافزون مصرف انرژی الکتریکی و قوانین تجدید ساختار در فضای جدید، استفاده از تجهیزاتِ کنترلی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. عموماً استفاده از این تجهیزات کنترلی در قالب خدمات جانبی به شبکه ارائه می گردد و وجود این تجهیزات می تواند ابزار قدرتمندی برای بهره بردار مستقل سیستم جهت مدیریت و بهره برداری از شبکه باشد. بهره بردار سیستم با استفاده از تجهیزاتی که مالکیت آنها در اختیار او نیست، شبکه را مدیریت خواهد نمود. از این رو می بایست متناسب با منفعتی که این تجهیزات برای شبکه حاصل می کنند، برای صاحبان آنها نیز روشهای جبران اقتصادی پیش بینی شود. در این رساله با در نظرگرفتن مساله پایداری سیگنال کوچک، در راستای بهره برداری ایمن از شبکه و با استفاده از تجهیزات کنترلی از قبیل پایدارساز سیستم قدرت، سازوکارهای جبران اقتصادی و ارزشگذاری خدمات ارائه شده توسط این تجهیزات در کوتاه مدت پیشنهاد شده است. در چارچوب پیشنهادی، سهم و نقش هر پایدارساز در بهبود شرایط اقتصادی مشخص و ارزش ارائه خدمات توسط آن محاسبه می شود. جهت اثبات تاثیر تجهیزات کنترلی در فرآیندهای اقتصادی بازار، ابتدا با مدلسازی دینامیکی شبکه و استفاده از بهینه سازی چندهدفه، عملکرد فنی و تاثیر اقتصادی پایدارسازها مورد ارزیابی قرار میگیرد. سپس بر اساس مقدار منفعتِ ناشی از حضور این تجهیزات و تاثیر حضور آنها بر شرایط بازار، ارزش اقتصادی هر تجهیز محاسبه شده و در نهایت، یک ساختار پرداخت جهت ارائه خدمت جانبی پایداری (در کوتاه مدت) پیشنهاد شده است.

منابع تولید پراکنده یکی از جذاب ترین فن آوری های مورد استفاده در صنعت برق می باشد که مزایای متفاوتی را برای نهادهای گوناگونی که در سیستم قدرت مشارکت فعال دارند، فراهم می آورد. حضور این منابع، مدیران شبکه های توزیع را با چالش های جدیدی روبه رو می کند. در این راستا یکی از مهمترین مسائل، نحوه ی استفاده از این منابع به منظور بهره برداری حداکثری از آن ها می باشد. تعیین حداکثر سطح نفوذ مجاز منابع تولید پراکنده از جمله پارامترهای مهمی می باشد که در برنامه ریزی و بهره برداری بهینه ی سیستم قدرت بسیار موثر می باشد. در این پایان نامه بر اساس مطالعات حالت ماندگار، روش سریعی مبتنی بر آنالیز حساسیت به منظور ارزیابی این پارامتر شبکه ارائه می شود. ضرایب حساسیت تغییرات ولتاژ حالت ماندگار، بارگذاری خطوط و بارگذاری ترانسفورماتورها نسبت به تزریق توان از طریق منبع تولید پراکنده نصب شده در شبکه نیز محاسبه می گردد. همچنین روش هایی به منظور بهبود حداکثر سطح نفوذ مجاز منابع تولید پراکنده ارائه می شود که تغییر آرایش تولید منابع، تجدید آرایش شبکه توزیع، استفاده از تجهیزات کنترل کننده ی ولتاژ و تأثیر مد بهره برداری منابع تولید پراکنده را می توان نام برد.

مفهوم نیروگاه مجازی دارای ویژگیهای منحصربه فردی است که می تواند آینده بازارهای برق را تحت تاثیر قراردهد. ازاینرو هدف اصلی این تحقیق، ارائه یک چهارچوب جامع جهت تصمیمگیری بهینه نیروگاههای مجازی در فضای رقابتی بازار برق می باشد. عناصر اصلی که در مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی بایستی مدنظرقرارگیرند عبارتند از عدمقطعیت های موجود در مساله نظیر توان خروجی منابع تجدیدپذیر، قیمت های انرژی، رفتار غیرقابل پیش بینی واحدهای عضو و همچنین نحوه مدل نمودن شبکه توزیع. از این رو، در این تحقیق مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی جهت حضور در بازارهای کوتاه مدت و میان مدت مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور در ابتدا، دو مدل برای مساله تصمیم گیری نیروگاه مجازی جهت حضور در بازار روزبعد ارائه شده است. مدل اصلی پیشنهادی در این تحقیق که با مفهوم نیروگاه مجازی به عنوان یک واحد نیروگاهی مجتمع و همچنین ساختار آینده شبکه های توزیع با حضور گسترده این نوع از نیروگاه ها سازگار می باشد، یک مدل دومرحله ای است که در آن برآوردن قیود و نیازهای شبکه توزیع، از مساله پیشنهاددهی بهینه نیروگاه مجازی در بازار منفک گردیده است. همچنین در این تحقیق، ارزیابی ریسک مرتبط با عدم قطعیت های موجود در تابع هدف مساله با استفاده از دو روش تخمین نقطه و میانگین انحراف معیار پیشنهاد شده است. از طرفی دیگر، به منظور مواجه با ریسک قیمت های بازار، مدل های ارائه شده جهت حضور نیروگاه مجازی در بازارهای میان مدت با مدنظرقراردادن قراردادهای پیش رو و اختیار و با استفاده از یک روش مبتنی بر تئوری میانگین-انحراف معیار توسعه داده شده است. حضور نیروگاه مجازی در بازارهای میان مدت، از این جهت حائز اهمیت است که از ظرفیت تجمیع شده منابع تولید پراکنده به طور مطلوب تری می توان استفاده نمود. تاثیر این مساله در موفقیت نیروگاه مجازی را می توان از طریق تحلیل سود مورد انتظار واحدهای عضو ارزیابی نمود. از این رو، نحوه توزیع سود مابین واحدهای عضو نیز در این رساله مورد بررسی قرارگرفته است.

توسعه تولید در محیط سنتی بصورت متمرکز به منظور تامین تقاضای الکتریکی با رعایت قابلیت اطمینان لازم و با کمترین هزینه انجام می شود. تجدیدساختار در صنعت برق، با ایجاد نهادهای جدید با وظایف و مسئولیت های متفاوت، باعث شکل گیری مسایلی گردیده است که بررسی آن ها نیازمند روش ها و ابزارهایی متناسب با ویژگی های این مسایل است. در مساله توسعه تولید، در یک طرف، سرمایه گذاران قرار دارند که تصمیمات توسعه تولید را بصورت نامتمرکز و به منظور کسب سود بر اساس سازوکار بازار اتخاذ می کنند، در حالی که هیچ وظیفه ای برای تامین بار و کفایت تولید برعهده ندارند. در طرف دیگر قانون گذار بازار قرار دارد، که حفظ و تداوم کفایت تولید و مناسب بودن قیمت برق از دغدغه های این نهاد است و بدین منظور از اختیارات لازم نیز برخوردار است. در این رساله، به مساله توسعه تولید در محیط بازار برق، از دید قانون گذار بازار پرداخته شده است و قوانین و سیاست هایی که در حوزه وظیفه و اختیارات قانون گذار است، در قالب طراحی های بازار برق درنظر گرفته شده است. رفتار دینامیک بلندمدت بازار برق با درنظر گرفتن منطقیت محدود در تصمیمات سرمایه گذاری مدل سازی شده است. این رفتار در طراحی های مختلف بازار و با درنظر گرفتن عدم قطعیت های تاثیرگذار مدل سازی شده است. برای شبیه سازی دینامیک بلندمدت بازار برق، از روش دینامیک سیستم به دلیل قابلیت های آن و هم خوانی این قابلیت ها با مشخصات بازار برق استفاده شده است. نقش عدم قطعیت های تاثیرگذار بر دینامیک بازار، هر یک به روش مناسب آن مدل سازی شده است. در این رساله همچنین یک مدل برای طراحی مقاوم و بهینه بازار در برابر منابع عدم قطعیت ها و منابع ایجاد دینامیک بازار پیشنهاد و پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی، نقش عوامل و عدم قطعیت های مختلف و منطقیت محدود سرمایه گذاران بر دینامیک بلندمدت بازار برق را مشخص ساخته و کارآیی گزینه هایی که قانون گذار برای بهبود بخشیدن به دینامیک بلندمدت بازار در اختیار دارد، از قبیل طراحی های بازار و مکانیزم های ظرفیت و نیز تنظیمات پارامترهای مختلف در هر طراحی بازار را بررسی و آشکار ساخته است. نتایج شبیه سازی همچنین کارآیی مدل پیشنهاد شده برای طراحی مقاوم و بهینه بازار برق در برابر عدم قطعیت ها و دیگر عوامل دوری از تعادل را نشان می دهد.

با توجه به پیشرفت تکنولوژی، مشوقهای دولتی برای استفاده از انرژیهای پاک و وجود نگرانی در مورد قیمت بالا و رو به افزایش سوختهای فسیلی، منابع انرژی پراکنده رویکرد مناسبی به منظور تولید انرژی محلی، پایدار و پاک شد. این موضوع باعث گرایش در بهکارگیری از ریزشبکهها به عنوان مجموعهای از بارهای الکتریکی و گرمایی و منابع مختلف انرژی پراکنده شده است. به منظور بیشینهسازی مزایای استفاده از منابع تولیدپراکنده در ریزشبکه، نیاز به بهرهبرداری بهینه از ریزشبکه میباشد. وجود منابع تولیدپراکنده تجدیدپذیر، باعث به وجود آمدن عدمقطعیت در ریزشبکه میشود که برای بدست آمدن پاسخهای مطمئن، باید در بهرهبرداری مدنظر قرار گیرد. در این پایاننامه از روش مونتکارلو شبیهسازی عدمقطعیت در بهرهبرداری از ریزشبکه در شرایط عدمقطعیت منابع تولیدپراکنده استفاده شده است. روش مونتکارلو روشی کارآمد و دقیق در مدلسازی مسائل بهینهسازی میباشد. در این پایاننامه، عدمقطعیتهای ناشی از تولید توان الکتریکی واحدهای بادی و پنلهای خورشیدی و همچنین تولید توان گرمایی واحد گرمایی خورشیدی در نظر گرفته شده است. همچنین به منظور مدلسازی متغیرهای تصادفی ورودی، از توزیعهای ویبال و نرمال استفاده شده است. به منظور اثبات کارایی روش پیشنهادی، این روش بر روی دو ریزشبکه 3 شینه و 16 شینه نمونه در هر دو حالت جزیرهای و متصل به شبکه شبیهسازی شده است. نتایج عددی، نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در مسئله بهرهبرداری از ریزشبکه میباشد.

ظهور بازارهای رقابتی برق، رگولاتور سیستم را با چالش های جدیدی برای تضمین سطح حداقلی از پایایی سیستم مواجه ساخت. محیط رقابتی جدید، ریسک های فراوانی را به تصمیم گیری شرکت های تولیدکننده در بحث توسعه ظرفیت تولید تحمیل کرد. هنوز هم به درستی مشخص نیست که آیا محیط رقابتی برق، از خوداتکایی کافی برای تأمین کفایت تولید برخوردار است یا خیر؟ این شرایط منجر به آن شده است که برخی از رگولاتورها در طراحی بازار برق، راهبردهایی تشویقی برای سرمایه گذاری توسعه ی تولید، تعبیه نمایند. اما این امر مستلزم آن است که رگولاتور سیستم، طراحی ها و راهبردهای مختلف را پیش از اجرایی ساختن مورد آزمون قرار دهد؛ که این خود نیازمند مدلی جامع برای بررسی مسئله توسعه ی تولید در بازارهای رقابتی است. در این پایان نامه مدلی چندعاملی برای مسئله ی برنامه ریزی توسعه ی تولید پیشنهاد شده است. سیستم های چندعاملی قابلیت شبیه سازیِ تعاملات و ارتباطات میان بازیگران بازار را فراهم می سازد. در این مدل برهم کنش و تأثیرپذیری تصمیم گیری عامل ها از یکدیگر لحاظ شده و بدین ترتیب سرمایه گذاری عامل ها در محیطی پویا مدل شده است. از یادگیری تقویتی جهت هوشمندسازی و مدل کردن دینامیک تصمیم گیری عامل ها استفاده شده است. همچنین با بکارگیری این مدل چهار راهبرد ظرفیتی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. علاوه براین روشی تحلیلی برای یافتن منحنی تقاضا در بازار ظرفیت پیشنهاد شده است.

چکیده ندارد.

توسعه روزافزون شهرها، بدون درنظرگرفتن کفایت زیرساخت های لازم مانند منابع آب و برق، مشکلات زیادی برای ارائه کنندگان و مشترکان این خدمات بوجود آورده است. نیاز است که همراه با توسعه شهرها، توسعه زیرساخت ها نیز به تناسب آن صورت گیرد. به همین دلیل، همراه با پیش بینی توسعه شهری، باید پیش بینی مکانی میزان تقاضای هر یک از این زیرساخت ها مشخص گردد. روش های موجود برای پیش بینی مکانی بار الکتریکی، از دو دیدگاه بالا به پایین و پایین به بالا به پیش بینی مکانی بار می پردازند. در این پایان نامه، روشی با دیدگاه پایین به بالا برای پیش بینی مکانی بار ارائه می شود که با درنظرگرفتن عوامل توسعه شهری، سعی در برطرف کردن مشکلات روش های قبلی دارد. در روش پیشنهادی این تحقیق، به کمک سیستم های چندعامله پیش بینی مکانی بار انجام می شود. عامل های اصلی سیستم، عامل های مسکونی، تجاری و صنعتی، مصرف کنندگان اصلی بار منطقه، هستند که در هنگام پیش بینی توسعه شهری، مکان آن ها در نواحی مختلف منطقه پیش بینی می شود. سپس، با توجه به متوسط باری که عامل های مستقرشده در هر ناحیه دارند، پیش بینی مکانی بار در منطقه انجام می شود. برنامه سیستم های چندعامله در نرم افزار netlogo پیاده سازی و مطالعات عددی روش پیشنهادی بر روی منطقه 22 تهران انجام شده است.

چکیده در سال های اخیر، علاقه مندی برای تبادل انرژی و ذخیره بین نواحی یا کشورهای مختلف افزایش یافته است. این موضوع، خصوصاً در کشورهای اروپایی تحت عنوان اتصال بازارهای برق مطرح شده است. در این شرایط، هماهنگی بازارهای فعال در سیستم های چندناحیه ای بسیار اهمیت دارد. این هماهنگی باید در جهت مدیریت تبادل و حفظ امنیت سیستم انجام شود. در این رساله، تحتِ دو ساختار متفاوت، به موضوع هماهنگی بهره برداری بازارها در بازه زمانی کوتاه مدت پرداخته شده است. این ساختارها عبارتند از: بازارهای چندگانه هم پوش در سیستم چندناحیه ای و بازارهای چندگانه مجزا در سیستم چندناحیه ای. در ساختار بازارهای چندگانه هم پوش در سیستم چندناحیه ای، فرض بر این است که چند بازار به صورت مستقل، فارغ از محدودة جغرافیاییِ نواحی، فعال هستند و تولیدکنندگان و مصرف کنندگان در هر نقطه از شبکه می توانند به صورت همزمان در هر یک از بازارها شرکت کنند. به منظور هماهنگ کردن بازارهای چندگانه در سیستم چندناحیه ای، یک نهاد هماهنگ کننده پیشنهاد شده است. در واقع، بهره برداری از سیستم به صورت غیرمتمرکز و با وجود یک هماهنگ کننده انجام می شود. به منظور مدیریت تراکم تجهیزات بین ناحیه ای و درون ناحیه ای، دو سازوکار سهم-محور و lmp-محور برای تخصیص شبکه انتقال بین بازارها پیشنهاد شده است. این سازوکارها به صورت یک فرآیند تکراری است و توسط هماهنگ کننده اجرا می گردد. همچنین، برای تسویه همزمان ذخیره در بازارهای چندگانه، سه روش پیشنهاد شده است. در ساختار بازارهای چندگانه مجزا در سیستم چندناحیه ای، فرض بر این است که در هر ناحیه یک بازار مجزا فعال است و امکان حضور بازیگران خارجی نیز در بازار هر ناحیه امکان پذیر است. از اینرو، سازوکاری بازار محور برای مدیریت تبادل توسط نهاد پیشنهادی به نام هماهنگ کننده طراحی شده است. در این سازوکار، برای هماهنگ کننده دو نقش اصلی در نظر گرفته شده است. اولاً، نحوة معادل سازی شبکه های خارجی را برای هر یک از بازارها تعیین می کند. ثانیاً، مدیریت تبادلات را به صورت یک فرآیند تکراری، همزمان با اجرای بازارهای نواحی، تا حفظ کامل امنیت شبکه، انجام می دهد. این سازوکار، از ماتریس پیشنهادیِ ضرایب مدیریت تبادل توان بهره گرفته و سپس، با اجرای یک بازار (سازوکار بازار محور) تبادلات بازیگران خارجی را کنترل می کند. برای نشان دادن کارایی سازوکارهای پیشنهادی در هر دو ساختار، مطالعات عددی مختلفی در دو شبکة آزمون سه ناحیه ای 15 شینه و ieee rts-96 انجام و مزیت های آن ها تشریح شده است. کلمات کلیدی: بازارهای برق چندگانه، بازارهای هم پوش، سیستم های چندناحیه ای، مدیریت تبادل، مدیریت تراکم، هماهنگ کننده.

به دلیل مزایای زیست محیطی، تجدیدساختار سیستم قدرت و پیشرفت در فناوری های مربوط به تولیدات پراکنده، تمایل به استفاده از تولیدات پراکنده در سیستم قدرت، افزایش یافته است. این منابع تولید توان به علت ظرفیت کم آنها نسبت به واحدهای نیروگاهی در نزدیکی بار، به شبکه متصل می شوند. ریزشبکه ها، شبکه های توزیعی هستند که در آنها مرکز تولید توان به بار نزدیک است. تشکیل ریزشبکه ها بیانگر یک راهکار مناسب برای تامین بدون وقفه ی بارهای حساس و مهم، در صورت عدم وجود شبکه می باشد. به دلیل طراحی ذاتی سیستم های توزیع، این سیستم ها عموماً با مشکلات ناپایداری مواجه نمی شوند، اما در صورتی که نفوذ تولیدات پراکنده در سطح سیستم توزیع افزایش یابد، مسئله ی بروز ناپایداری ولتاژ به دلیل امکان عدم تعادل تولید و بار، از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد. این حالت در زمانی که شبکه ی توزیع با یک اتصال ضعیف به شبکه متصل باشد و یا زمانی که ریزشبکه به صورت جزیره ای باشد، بحرانی تر می شود. تاثیر تولیدات پراکنده بر پایداری به سه دسته پایداری ولتاژ، پایداری زاویه ای و پایداری وفرکانسی تقسیم می شود. هدف از این پایان نامه، بهبود پایداری ولتاژ ریزشبکه در حالت متصل به شبکه و جزیره ای می باشد. اندازه و مکان تولیدات پراکنده از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر پایداری ولتاژ هستند. بنابراین در حالت متصل به شبکه، با استفاده از روش الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری، مکان و اندازه تولیدات پراکنده با درنظرگرفتن عدم قطعیت های تولیدات بادی و خورشیدی، به گونه ای تعیین می گردد که حاشیه پایداری ولتاژ ریزشبکه افزایش یابد. در ادامه روشی به منظور تبدیل یک شبکه ی توزیع به یک ریزشبکه مستقل با در نظرگرفتن عدم قطعیت های حاکم بر تولیدات پراکنده با هدف افزایش حاشیه پایداری ریزشبکه ارائه می شود. همچنین به منظور بهبود پایداری ولتاژ ریزشبکه حاصل، جبرانسازی توان راکتیو توسط خازن گذاری، به صورت همزمان با مسئله جایابی تولیدات پراکنده در نظر گرفته شده است. درنهایت با تعریف یک مسئله ی بهینه سازی چندهدفه، برنامه ریزی بهینه توان راکتیو به منظور به حداقل رساندن تلفات و بیشینه کردن حاشیه پایداری ولتاژ در ریزشبکه، انجام شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه 34 شین ieee و سیستم توزیع شعاعی 15 شینه اجرا و نتایج شبیه-سازی ارائه شده اند.

در این رساله، ابتدا، روشی جدید برای تعیین مجموعه های انقطاع حداقل در سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده است. برای کاهش بار محاسباتی و کاربردپذیری روش برای سیستم های بزرگ، گره های مجازی و مدل نویزی پیشنهاد و با مدل بیزی ترکیب شده است. با استفاده از این مدل، انواع شاخص ها محاسبه و تحلیل های قابلیت اطمینان-محور متعددی بر روی سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده است به علاوه روش پیشنهادی از دیدگاه سرعت و دقت با روش های شمارش حالت و شبیه سازی مونت کارلوی غیرترتیبی، مقایسه است. با استفاده از قابلیت شبکه های بیزی در مدل سازی وابستگی ها، روش هایی برای مدل سازی خطاهای دلیل مشترک و خطاهای سیستم حفاظتی پیشنهاد شده است.

تحقیقات این رساله شامل دو بخش عمده به شرح زیر می باشد: در بخش اول، روشی ارزش- محور برای تخصیص هزینه خدمات انتقال برق پیشنهاد شده است که طی آن سهم بازیگران مختلف از هزینه های خدمات انتقال برق (در دو بخش تجاری و پایایی) مشخص خواهد شد. در بخش دوم، ساز و کاری برای سرمایه گذاری در شبکه های انتقال (جهت برنامه ریزی میان مدت و با کمک مفهوم شبکه مرجع) پیشنهاد خواهد شد که طی آن میزان توسعه شبکه انتقال و نحوه ی سرمایه گذاری متناسب با آن مشخص می شود. نهایتاً با کمک روش پیشنهادی، نشان داده خواهد شد که روش تخصیص هزینه پیشنهادی، نسبت به روشهای متداول عادلانه تر بوده و از سوی دیگر، سیگنالهای تشویقی مناسبی برای سرمایه گذاری ایجاد خواهد نمود.

افزایش روافزون نفوذ نیروگاo های بادی بر بهره برداری سیستم قدرت تاثیر می گذارد. تولید متغیر این نوع نیروگاه ها، می تواند چالش های قابل توجهی را در این خصوص ایجاد کند. حضور نیروگاه های تلمبه ذخیره ای در کنار نیروگاه های بادی می تواند تاثیرات منفی تولید متغیر نیروگاه های بادی را در برنامه ریزی ساعتی خنثی کند. از آنجا که تولید نیروگاه های بادی متغیر است، برنامه ریزی مشارکت واحدها در حضور نیروگاه های بادی و تلمبه ذخیره ای، یک برنامه ریزی تصادفی می باشد که با توجه به لزوم رعایت امنیت، برنامه ریزی تصادفی مشارکت نیروگاه ها مبتنی بر امنیت نامیده می شود.

افزایش روزافزون انرژی الکتریکی، محدودیت های زیست محیطی، تلاش های روزافزون جهت کاستن وابستگی به سوخت های فسیلی، مشکلات ناشی از گازهای گلخانه ای و نهایتاً پیشرفت های تکنولوژیکی منجر به سمت و سو گیری کشورها به طرف منابع تولید پراکنده شده است. ویژگی های منحصر به فرد این منابع در یک ساختار تجمیع شده با بار سبب تشکیل ریزشبکه ها در سیستم های قدرت شد. در اوایل ظهور ریزشبکه ها، تأثیرات آن ها بر روی شبکه قدرت با استفاده از اجرا کردن محاسبات پخش بار معمولی انجام می شد. با توجه به نفوذ کم این منابع در سیستم، این فرض کاملاً معقول به نظر رسیده و درنتیجه تأثیرات دینامیکی این منابع بر روی سیستم قابل چشم پوشی بود. حال آنکه عملکرد مناسب سیستم قدرت در حضور قابل توجه منابع تولید پراکنده و ریزشبکه ها درگرو تحلیل پایداری سیستم با درنظرگرفتن اثرات این منابع است. برای نیل به این هدف در گام اول معادلی دینامیکی برای شبکه توزیع فعال مشتمل بر چندین ریزشبکه از دیدگاه مطالعات پایداری فرکانس شبکه ی بالادست توسعه داده می شود. روش معادل سازی پیشنهادی با بهره گیری از تحلیل پرونی به نگاشت کردن رفتار دینامیکی شبکه ی توزیع فعال بر روی ژنراتورهای سنکرون می پردازد. در این راستا با تکیه بر روش مدل سازی جعبه خاکستری به بیان رفتار دینامیکی ریزشبکه ها با استفاده از زوج زمان توقف و ضریب میرایی بار پرداخته می شود. سپس روش دسته بندی مبتنی بر بردار حمایت جهت تجمیع ریزشبکه های موجود در شبکه توزیع فعال و درنتیجه کاهش مرتبه معادل توسعه داده شده مورداستفاده قرار می گیرد. دسته بندی ریزشبکه ها منجر به کاهش محسوس حساسیت پارامترهای مدل توسعه داده شده نسبت به تغییرات نقطه کار، و متعاقباً توسعه ی مدلی مقاوم برای شبکه توزیع فعال می شود. روش پیشنهادی منجر به توسعه مدلی شامل چندین گروه شده که تعامل بین آن ها از طریق توسعه یک شاخص ریاضی جدید مدل می گردد. در گام دوم با توسعه روابط ریاضی مستقل از ابعاد سیستم موردمطالعه، به بررسی تاثیرپذیری کم-ترین مقدار فرکانس لحظه ای، مقدار فرکانس در حالت ماندگار و همچنین میزان تغییرات فرکانس در یک پنجره ی لغزان به عرض 15 ثانیه، از افزایش نفوذ ریزشبکه ها پرداخته می شود. در نهایت در گام سوم از طریق مقایسه روابط توسعه داده شده در گام دوم با استانداردهای موجود، به توسعه دو شاخص ریاضی مستقل از سیستم مورد مطالعه جهت محاسبه کم ترین مقدار اینرسی مجاز شبکه بالادست پرداخته می شود. تلفیق مقدار اینرسی محاسبه شده با معادل دینامیکی توسعه داده شده در گام اول منجر به محاسبه حداکثر نفوذ مجاز ریزشبکه ها از دیدگاه مطالعات پایداری فرکانس می شود.

یکی از مهمترین کاربردهای این سیستم، ارزیابی پایداری سیگنال کوچک است که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، تاکنون، در تعداد بسیار کمی از مقالات، این مسأله در جایابی بهینه دستگاه های اندازه گیری فازور(pmu)، لحاظ شده است. با توجه به این که اطلاعات همه شین های سیستم برای ارزیابی پایداری سیگنال کوچک از اهمیت یکسانی برخوردار نیستند، مسأله جایابی pmuها می تواند به گونه ای انجام شود که شین های با اهمیت بیشتر انتخاب شوند. این اقدام باعث می شود که به هنگام بهره برداری از سیستم قدرت- که توسط wams، به صورت بی درنگ پایش می شود- مشاهده پذیری حالت های دینامیکی سیستم قدرت، افزایش یابد و بهره بردار سیستم اطلاع دقیق تری از مدهای نوسانی سیستم داشته باشد و درنتیجه با اجرای اقدامات کنترلی مناسب تر، بهره برداری امن و قابل اطمینانی از سیستم قدرت فراهم شود. از طرف دیگر، عدم قطعیت wams و همچنین تغییرات شبکه به عنوان مسائلی اجتناب ناپذیر و موثر در مسأله جایابی pmu، در مدل قبلی، دیده نشده است. طراحی wams بدون لحاظ کردن این عدم قطعیت ها، سیستم پایش غیر مقاومی را نتیجه می دهد که می تواند پیامدهای ناخوشایندی چون مسائل ناپایداری به دنبال داشته باشد و حتی چنین سیستمی مستعد خاموشی گسترده است. علاوه بر این، کمینه سازی هزینه pmuها مهمترین جنبه مسأله opp است. در مدل پیشین، هزینه هر یک از pmuها مستقل از شین مربوط به آن در نظر گرفته شده است. اما، در عمل، بسته به مکان نصب هر pmu، تعداد کانال های مورد استفاده و در نتیجه هزینه آن متفاوت است. در این پایان نامه، یک مدل بهینه سازی چندهدفه مبتنی بر الگوریتم nsga-ii برای جایابی pmuها به منظور ارزیابی بهینه پایداری سیگنال کوچک ارائه شده است. به علاوه، احتمال مشاهده پذیری سیستم، بیشینه و هزینه pmuها، به عنوان معیار ارزیابی اقتصادی مسأله opp، کمینه شده است. عدم قطعیت های wams و تغییر ساختار شبکه، نیز در این مدل چندهدفه لحاظ شده است. مدل چندهدفه پیشنهادی، نسبت به مدل های سایر پژوهش ها، که تنها یک هدف را بهینه می کنند، جامع تر و درنتیجه برای شبکه های واقعی کاربردی تر است؛ چرا که در این مدل، علاوه بر آنکه هزینه pmuها کمینه می شود، امکان ارزیابی پایداری سیگنال کوچک در یک محیط دارای عدم قطعیت، به صورت بهینه فراهم می گردد. مدل چندهدفه پیشنهادی بر روی شبکه 39 شینه استاندارد ieee شبیه سازی شده و نتایج مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

امروزه، کیفیت توان به دلایل متعددی نظیر افزایش نفوذ بارهای غیرخطی و گسترش استفاده از تجهیزات الکترونیک قدرت، بیش ازپیش مورد توجه بهره برداران و پژوهشگران صنعت برق قرارگرفته است. اغلب تجهیزات برهم زننده کیفیت توان، خود، به کیفیت نامطلوب توان، حساس بوده و عملکردشان دچار مشکل می شود. بنابراین به منظور بهبود کیفیت توان در سیستم قدرت، لازم است اقداماتی صورت گیرد. اما پیش نیاز اصلی بهبود کیفیت توان، شناسایی منابع اغتشاش زا و نقاط ضعیف شبکه ازنظر کیفیت توان است. درنتیجه پایش کیفیت توان امری ضروری و درخور توجه می باشد. در طرف دیگر همواره مشکلات فنی و اقتصادی گریبان گیر بهره برداران سیستم قدرت برای پایش کیفیت توان شده و آن ها و پژوهشگران این حوزه را به سمت ارائه روش های پایش بهینه کیفیت توان سوق داده است.

در این پژوهش، هدف، برنامهریزی عملیاتی رزرو در ریزشبکه با لحاظ احتمال از دست رفتن بار بعنوان قید قابلیت اطمینان است. در ادامه و در زمینه نحوه قرار گرفتن رزرو در ریزشبکه نمونه، یکسری سناریو بعنوان روش های چینش رزرو درنظر گرفته شده و به ترتیب بهبود، شاخص های قابلیت اطمینان دسته بندی می گردد. نتایج بهینه سازی، منجر به تعیین میزان رزرو ساعتی براساس حداقل هزینه بهره برداری می شود. الگوریتم پیشنهادی بر روی ریزشبکه تست، پیاده و قابلیت های روش، مورد ارزیابی قرار گرفته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این تحقیق، کاربرد روش جدید بهینه سازی گروهی، در برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال مطرح شده است. این روش، ترکیبی بهینه از گزینه های توسعه، بمنظور حداقل کردن تابع هدف را مشخص می کند، در حالیکه قیود مختلف توسعه شبکه را درنظر می گیرد. در این تحقیق، از چند رویه مختلف از روش بهینه سازی گروهی، برای برنامه ریزی توسعه شبکه استفاده شده و کارایی آنها در برنامه ریزی توسعه شبکه مورد مقایسه قرار گرفته است. رویه های انتخاب شده، براساس نتایج تحقیقات انجام شده در استفاده از روش بهینه سازی گروهی برای حل مسائل مختلف بهینه سازی انتخاب شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده از حل مساله برنامه ریزی توسعه شبکه توسط روش بهینه سازی گروهی، برای افزایش کارایی این روش در رسیدن به بهینه سراسری و کاهش زمان حل مساله، چند رویه ابتکاری جدید توسط محقق ارائه شده و میزان کارآمدی آنها، با انجام آزمایش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است

به طور کلی، برنامه ریزی توسعه انتقال در بازار مقررات زدایی شده، به دو بخش تقسیم می شود: سرمایه گذاری انتقال و برنامه ریزی انتقال. دو عنصر اساسی در برنامه ریزی انتقال، تحلیل اقتصادی و تحلیل قابلیت اطمینان است. در این پایان نامه، نحوة ارزیابی احتمالاتی قابلیت اطمینان در برنامه ریزی توسعه انتقال مدنظر قرار گرفته است. محور اصلی مطالعات در این پایان نامه، روش حل مسألة چندهدفه و نحوة تحلیل قابلیت اطمینان در قالب یک مدل چندهدفه می باشد. برای حل مسأله بهینه سازی چندهدفه، از روش های mcdm استفاده شده که در آن، با ترکیبی از روش های modm مبتنی بر بهینه پاراتو و روش های madm، پاسخ نهایی مسأله تعیین می شود. با توجه به تبدیل قابلیت اطمینان از حالت یک قید در محیط سنتی، به یک هدف در محیط تجدیدساختاریافته، بهبود قابلیت اطمینان به عنوان یکی از اهداف توسعه انتقال درنظر گرفته شده است. قبل از استفاده از یک شاخص احتمالاتیِ منطبق بر بازار، ابتدا از شاخص سنتی ِ ecostts برای ارزیابی قابلیت اطمینان در مدل چندهدفه استفاده شده که در آن، برای افزایش دقت محاسبات، از فلسفة دقیق تری برای قطع بار استفاده شده است. این فلسفه، ارزیابی دقیق تری از هزینة عدم قابلیت اطمینان سیستم انتقال ارائه می دهد. در ادامة مطالعات، با توجه به یکپارچگی فرآیند برنامه ریزی و بهره برداری بازار در محیط رقابتی، ارزیابی احتمالاتی قابلیت اطمینان در محیط جدید، بر اساس مدل ساده شده ای از رفتار بازار در بهره برداری از سیستم قدرت در شرایط پیشامد انجام شده است. این امر، منجر به تعریف شاخص جدیدی برای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم انتقال به نام prcts شده است. حداقل نمودن شاخص احتمالاتیِ جدید، علاوه بر برنامه ریزی شبکه انتقال با توجه به معیارهای احتمالاتی قابلیت اطمینان، برنامه ریزی و بهره برداری بازار را به صورت فرآیندی یکپارچه درنظر می گیرد. شایان ذکر است که برای ارزیابی اقتصادی طرح ها در این مدل، از روش های موجود استفاده شده است.

در بازار برق، شرکت خرده فروش برق به عنوان واسطه بین شرکت های تولید کننده انرژی الکتریکی و مشتریان عمل می کند. این شرکت ، انرژی الکتریکی را از بازار عمده فروشی خریداری کرده و به مشتریان می فروشند. بنابراین شرکت های خرده فروش باید قراردادهایی را هم با سمت عرضه و هم با سمت تقاضا تنظیم کنند. در بازار عمده فروشی (بازار لحظه ای)، قیمت برق توسط عرضه و تقاضا تعیین می شود؛ در نتیجه قیمت بازار لحظه ای، قیمتی متغیر و دارای عدم قطعیت است. برای حداقل کردن ریسک قیمت لحظه ای بازار، شرکت خرده فروش از قراردادهای موجود در بازار آتی استفاده می کند. هزینه قراردادهای ذکر شده معمولاً بزرگتر از هزینه متوسط بازار لحظه ای است. بنابراین، لازمست مصالحه ای بین مقدار توان خریداری شده از بازار لحظه ای و توان تأمین شده از قراردادهای بازار آتی برقرار کرد. در سمت تقاضا، شرکت خرده فروش ملزم به تأمین تقاضای مشتریان خود است. تقاضای مشتریان دائماً در حال تغییر بوده و در نتیجه دارای عدم قطعیت است. بنابراین شرکت خرده فروش بایستی عدم قطعیت تقاضای مشتریانش را درنظر بگیرد. به علاوه شرکت خرده فروش باید قیمت پیشنهادی فروش انرژی الکتریکی به مشتریان را نیز تعیین کند. در رساله حاضر، روشی مبتنی بر برنامه ریزی تصادفی، برای تعیین استراتژی بهینه شرکت های خرده فروش در افق زمانی میان مدت ( با بازه ای از یک تا چند ماه) پیشنهاد می شود تا به منظور ماکزیمم کردن سود و هم زمان مینیمم کردن ریسک، 1) قیمت بهینه فروش انرژی در روش های مختلف قیمت گذاری شامل قیمت گذاری ثابت، قیمت گذاری زمان-استفاده، قیمت گذاری پیک بحرانی، و قیمت گذاری زمان-واقعی تعیین شود؛ و 2) سبد بهینه خرید شرکت خرده فروش برای تأمین تقاضا با حداقل هزینه و هم چنین پوشش ریسک مبادلات وی با استفاده از گزینه هایی هم چون بازار لحظه ای، قراردادهای پیش رو و آتی، قراردادهای اختیار خرید، نیروگاه های متعلق به شرکت خرده فروش و برنامه بارهای قطع پذیر تعیین شود. در این رساله، از اندازه ریسک چند بازه ای برای مدل سازی ریسک استفاده می شود که در آن ریسک با روش میانگین ارزش در معرض خطر سنجیده می شود. هم چنین رقابت بین شرکت های خرده فروش به کمک تابع سهم بازار مدل سازی می شود. مسئله بهینه سازی که شرکت خرده فروش با آن مواجه است؛ مسئله ای ازنوع برنامه ریزی تصادفی مرکب-صحیح است که به کمک تکنیک های تجزیه مانند انشعاب-و-حد می توان آن را حل کرد.

امروزه سیستم های قدرت از پیچیدگی روزافزونی برخوردار شده اند و در این میان پدیده پایداری ولتاژ با پاسخ زمانی نسبتا کند و عواقب بسیار خطرناک آن، محققان و شرکتهای بزرگ تولیدکننده و پشتیبان را بر آن داشته که آن را بطور جدی مورد بررسی قرار دهند. یکی از روشهای بهبود پدیده فوق استفاده از منبع قدرت راکتیو می باشد که علاوه بر اینکه پایداری ولتاژ تاثیر می گذارند مستقیما پروفیل ولتاژ را نیز تحت تاثیر قرار می دهند. در این رساله، تعریف جدیدی از مسئله جایابی بهینه منابع قدرت راکتیو با هدف بهبود توام پروفیل و پایداری ولتاژ ارائه می گردد. از طرفی با توجه به تاثیر مهم محل های نصب ترانسفورمرهای مجهز به تغییر دهنده تپ زیر بار پایداری و پروفیل ولتاژ، در مدل ارائه شده، جایابی بهینه این تجهیزات نیز مورد توجه قرار گرفته است . فاصله نقطه کار سیستم تا ناپایداری ولتاژ به عنوان معیار پایداری استاتیکی ولتاژ مورد استفاده قرار گرفته و از دو روش ضرایب حساسیت و حداقل مقدار استثنایی جهت برآورد آن استفاده می گردد و جهت حل مساله بهینه سازی نیز از روش ژنتیک که قابلیت خوبی جهت حل اینگونه مسائل دارد استفاده شده است . همچنین نرم افزاری با حداکثر قابلیت های نرم افزاری مهم همچون sparsity, optimal ordering تجزیه lu و غیره جهت برآورد معیار پایداری ولتاژ و حل مسئله جایابی بهینه منابع توان راکتیو، تهیه گردیده است .

برای مطالعات حالت گذرا، به پارامترهای الکتریکی و ممان اینرسی رتور موتورهای القایی نیاز است . استفاده از روشهای مبتنی بر اندازه گیری، برای تعیین پارامترهای موتورهای القایی، پیچیده و زمانبر است . این تحقیق، روشی را ارائه می دهد که در آن از اندازه گیری استفاده نمی شود. در این روش ، با داشتن اطلاعات موجود بر روی پلاک مشخصات موتورهای القایی، پارامترهای آنها به دست می آید. روشی برای به دست آوردن پارامترهای الکتریکی موتورهای القایی با استفاده از اطلاعات نامی موتور ارائه می شود. اما تمامی این اطلاعات بر روی پلاک مشخصات موتورهای القایی، درج نشده است و بنابراین، محاسبه مقادیر پارامترهای الکتریکی آنها با مشکل مواجه می شود. روشی را برای حل این مشکل ارائه می کنیم. در این روش از شبکه های عصبی از نوع انتشار به عقب استفاده می شود. برای تعیین ممان اینرسی رتور نیز از بعضی از اطلاعات روی پلاک مشخصات موتور، به عنوان ورودی استفاده می شود. در اینجا نیز شبکه های عصبی از نوع انتشار به عقب به کار گرفته می شود.

در این پایان نامه خطوط انتقال 400 کیلوولت ، با توجه به نوع مدار (تکمداره و دومداره) تقسیم بندی شده و عوامل موثر بر اضافه ولتاژهای کلیدزنی از جمله طول خط کلیدزنی شده، وضعیت بار انتهای خط، زمان کلیدزنی، وجود یا عدم وجود انواع برقگیرها، وضعیت کلید و مقاومتهای وصل در آن، نوع باندل سیم و . . . مورد بررسی قرار گرفته و بکمک شبکه عصبی بیشترین اضافه ولتاژ کلیدزنی و محل آن در طول خط به دست می آید. آموزش شبکه عصبی بکمک نرم افزار atp انجام شده است . برای این منظور با تغییر عوامل موثر در اضافه ولتاژهای کلیدزنی، الگوهای آموزشی موردنیاز شبکه عصبی تهیه شده و شبکه آموزش داده می شود و بعد برای حالتهای تست که شبکه مورد آموزش قرار نگرفته، پاسخ مطلوب بیشترین اضافه ولتاژ و محل وقوع آن بدست می آید. ضمنا تاثیر خطوط ارتباطی و منشعب از پست کلیدزنی شده بر اضافه ولتاژهای خط مفروض ، مورد ارزیابی قرار می گیرد. حسن استفاده از شبکه عصبی در آن است که از انجام مطالعات بکمک نرم افزار atp که برنامه ای زمانبر است می توان اجتناب کرد. بمنظور ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، در انتها کلیدزنی در محل پست کارون 4 انجام شده و اضافه ولتاژهای حاصل از طریق نرم افزار atp و شبکه عصبی موردنظر، محاسبه و مورد مقایسه قرار گرفته است . اطلاعات مورد استفاده عموما از شرکت مشانیر اخذ شده است .

در این پایان نامه سعی شده است ابتدا فرآیند طراحی و ساخت ترانسفورمر مورد بررسی قرار گیرد و سپس با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک روشی جهت یافتن سازگارترین ترانسفورمر برای هر الگوی بار، معرفی شود. براساس الگوریتم بدست آمده به منظورطراحی بهینه ترانسفورمر در مورد دو ترانسفورمر برای الگوهای مختلف طراحی شده است که با توجه به نتایج بدست آمده در مقایسه با ترانسفورمرهای موجود بطور متوسط کاهشی در حدود 15 درصد در تابع هدف که در اینجا برابر مجموع هزینه ساخت مواد و تلفات در نظر گرفته شده است را نشان می دهد.

امروزه پیشرفت های تکنولوژیکی در زمینه های الکترونیک قدرت، اتوماسیون و پردازش سیگنال امکان استفاده از درایوهای ‏‎ac‎‏ را در پروسه های مختلف صنعتی فراهم کرده است . کنترل با جهت یابی میدان موتور القایی ، بسیار مناسب تر از سایر تکنیکهای کنترل با فرکانس متغیر است . در این روش موتور القایی رفتاری مشابه موتور‏‎dc‎‏ از خود نشان می دهد. بنابراین درایوهای ‏‎ac‎‏ که با این روش کنترل می شوند، جایگزین مطمئن و خوبی برای موتورهای ‏‎dc‎‏در بسیاری از کاربردها خواهند بود.

بهره برداری بهینه از سیستمهای قدرت یکی از اساسی ترین اصول در کنترل و بهره برداری از سیستمهای قدرت و از اهم وظایف شرکتهای برق بشمار می رود و به همین جهت در دهه های اخیر توجه بسیاری را در مقالات علمی به خود معطوف کرده است.این موضوع در سیستمهای قدرت بهم پیوسته و بزرگی که بصورت مدیریتهای چندگانه و مستقل مورد بهره برداری قرار می گیرند، با پیچیده گیهای خاصی، در موضوعات نحوه انجام پخش بار بهینه و همچنین بررسی ایمنی سیستم که از اجزا لاینفک بهره برداری بهینه هستند، روبرو است.لذا از مباحثی که در این ارتباط مطرح است، مدلسازی شبکه های خارجی بمنظور تمرکز مطالعات در شبکه داخلی است.مدلسازی شبکه های خارجی از جمله موضوعاتی است که از گذشته های دور و تا کنون به دلایل مختلف، همچون فقدان اطلاعات لازم از شبکه خارجی، محدود کردن زمان انجام محاسبات و ناچیز بودن تاثیر شبکه خارجی بر رفتار شبکه داخل و عدم نیاز به بیان مدل کاملی از شبکه خارجی، از مباحث تحقیقاتی بشمار می رود. مدلهای معادل ارائه شده برای شبکه های خارجی بیشتر به موضوع تحلیل پخش بار سیستم و یا ارزیابی ایمنی سیستم معطوف بوده است. و در خصوص مسئله بهینه سازی پخش بار سیستم در شبکه داخلی که تبادل با مناطق مجاور در آن فعال باشد، مدل معادلی ارائه نشده است.در این پروژه یک مدل افزایشی و پویا بر مبنای مدل ‏‎ward‎‏ که بکمک حداقل مربعات خطا بر روی ضرایب حساسیت خطی مربوط به خطوط تبادلی و بیانی از توزیع اقتصادی توان در واحدهای شبکه خارجی بهبود داده شده و جهت کنترل ایمنی سیستم قدرت مناسب است، پیشنهاد گردیده است.

با پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی نیمه هادیهای پر قدرت، سرعت و ایمنی انتقال توان در خطوط افزایش یافته است. وسایلی که امروزه با هدف کنترل و جبرانسازی در سیستمهای قدرت بکار می روند، با عنوان ‏‎facts‎‏ شناخته می شوند. در این وسایل از ادوات نیمه هادی و ابزارهای کنترل الکترونیکی استفاده می گردد. ‏‎upfc‎‏ نوع جدیدی از ادوات ‏‎facts‎‏ است و از دو مبدل مدولاسیون پهنای پالس که با یک خازن مشترک تغذیه می شوند، ساخته شده است. ‏‎upfc‎‏ در رده کنترل کننده های توان قرار می گیرد و می تواند بطور همزمان سه پارامتر تعیین کننده انتقال توان (زاویه، ولتاژ و امپدانس) را کنترل کند و علاوه بر آن به منظور جبرانسازی هارمونیک نیز مورد استفاده قرار گیرد. تحلیل عملکرد ‏‎upfc‎‏ در وضعیت کنترل توان و جبرانسازی هارمونیک و طراحی سیستم کنترل مورد نیاز به همین منظور، هدف اصلی این تحقیق است. سیستم کنترل مورد استفاده در این تحقیق، بر اساس نظریه توان لحظه ای طراحی شده و الگوریتم بکار رفته در آن بگونه ای بسط یافته تا امکان اجرای همزمان کنترل توان و جبرانسازی هارمونیک با ‏‎upfc‎‏ فراهم گردد. سیستم کنترل طراحی شده علاوه بر قابلیتهای فوق می تواند میزان تاثیرات متقابل توان حقیقی و راکتیو را کاهش داده و بطور مستقل آنها را کنترل نماید و همچنین در صورت بروز نوسان در توان منتقل شده در اثر خطا اغتشاش، با میزانسازی نوسان توان، پایداری را افزایش دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان میدهد که سیستم کنترل پیشنهاد شده از دقت و سرعت رضایتبخشی برخوردار است و اهداف مورد نظر را برآورده می کند.

فیلتر کالمن توسعه یافته به عنوان یکی از روشهای موفقیت آمیز تخمین حالات و پارامترها و سیستم های غیرخطی مطرح می باشد. در این پایان نامه فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین سرعت موتور القایی جهت کنترل برداری غیرمستقیم مورد استفاده قرار گرفته است. برای کاهش زمان محاسبات از فیلتر کالمن توسعه یافته با کاهش مرتبه برای تخمین مولفه های شار روتور و سرعت روتور استفاده شده است. حالات برای یک گام جلوتر پیش بینی شده و با کمینه سازی تابعی معیار بهره ای برای بهبود رفتار سیستم تولید می شود. جریانهای استاتور کمیات اندازه گیری محسوب می شوند.از آنجا که تغییر مقاومت روتور در کنترل برداری غیرمستقیم تاثیر بسزایی دارد و این پایان نامه روشی برای تخمین و محاسبه لحظه به لحظه مقاومت روتور با استفاده از تخمین و پیش بینی شار ارائه شده است.