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.

خودروهای الکتریکی از جمله بارهای جدید رو به رشد در شبکه¬های توزیع هستند. افزایش تعداد خودروهای الکتریکی در شبکه توزیع منجر به افزایش تقاضای انرژی شبکه می¬شود. در صورت عدم مدیریت بر الگوی دریافت انرژی آنها از شبکه، ممکن است که ولتاژ باس¬ها و بارگذاری خطوط از محدوده مجاز خود خارج شوند. مدیریت این بارها می¬تواند حتی موجب بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات در شبکه توزیع شود. برای شارژ و دشارژ کردن باتری خودروها در زمان اتصال به شبکه، از ادوات الکترونیک قدرت به عنوان واسطه استفاده می¬شود. این ادوات به¬صورت یک¬طرفه و دوطرفه قادرند انرژی را بین شبکه و باتری رد و بدل کنند. مدل دوطرفه ساختاری اینوتری (کانورتری) دارد. این ساختار قادر است در چهار حالت کاری فعالیت کند. این چهار حالت کاری عبارتند از: جذب توان اکتیو و راکتیو از شبکه، تحویل توان اکتیو و راکتیو به شبکه، جذب توان اکتیو و تحویل توان راکتیو و همچنین جذب توان راکتیو و تحویل توان اکتیو. همچنین با ایجاد ارتباط دوطرفه مخابراتی بین شبکه و خودروهای الکتریکی، امکان ایجاد تبادل اطلاعات بین خودروهای الکتریکی و شبکه به وجود می¬آید تا با در نظر گرفتن قیود پخش توان، قیود خودروی الکتریکی و قیود فنی شبکه و همچنین با هدف کاهش هزینه خرید انرژی خودروهای الکتریکی و بهبود متغیرهای شبکه، مدیریت توان در سطح شبکه به¬صورت هوشمند میسر شود. در این پایان¬نامه مدیریت توان اکتیو و راکتیو در شبکه توزیع هوشمند با استفاده از خودروهای الکتریکی به¬صورت بهینه¬سازی غیرخطی مدل می¬شود. این مسأله به کمک تکنیک¬های خطی¬سازی به صورت یک مسأله بهینه¬سازی خطی آمیخته با اعداد صحیح (milp) باز نویسی می¬شود تا امکان دستیابی به بهینه¬سازی مطلق با استفاده از موتور حل مرسوم gams فراهم شود. مسأله مدنظر بر روی شبکه تست 33 باسه اجرا شده است و نتایج عددی حاصل نشان دهنده توانمندی روش ارائه شده برای مدیریت توان اکتیو و راکتیو بهینه است.

در این پایان نامه ابتدا مدیریت منابع توان راکتیو استاتیکی، بر اساس استانداردهای wecc انجام و سپس مدیریت منابع توان راکتیو دینامیکی به منظور افزایش سرعت بازگشت ولتاژ و افزایش پایداری زاویه ای در هنگام وقوع خطا، انجام شده است. در این پایان نامه یک مکانیزم ارزش گذاری برای خدمات توان راکتیو در حین و بازه های زمانی گذرا و دینامیکی پس از رفع خطا پیشنهاد شده است.

در این پایان نامه به چگونگی هماهنگی بهینه شارژر خودروهای الکتریکی متصل به شبکه برای کاهش هارمونیک های شبکه پرداخته شده است. امروزه به علت افزایش قیمت سوختهای فسیلی و نگرانیهای زیست محیطی، استفاده از خودروهای الکتریکی در حال افزایش است. در این میان استفاده از خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه (pev) که قابلیت اتصال به شبکه ی توزیع را دارند با استقبال بیشتری مواجه بوده اند. pevها به کمک واسط های مبتنی بر الکترونیک قدرت به شبکه متصل می شوند. وجود این واسط ها این امکان را فراهم می کند که با تبدیل باتری pevها به یک فیلتر اکتیو مجازی، از pevها در زمان اتصال به شبکه قدرت (اتصال در ایستگاه های شارژ یا اتصال در خانه و حتی اتصال به هنگامی که در مراکز پارکینگی پارک شده اند) در جهت کاهش هارمونیکهای شبکه استفاده کرد. برای پیاده سازی این ایده به سبب توزیع گسترده pevها در سطح شبکه، با موضوع هماهنگی ناحیه گسترده پالایش کننده های توان مواجه هستیم. در این پایان نامه در ابتدا به مطالعه مشخصات باتری و شارژرهای pevها، استخراج مدل pev متصل به شبکه برای مطالعات هارمونیکی و تحقیق در خصوص فیلترهای اکتیو توزیع شده و هماهنگی ناحیه گسترده آنها پرداخته میشود. در ادامه، به کمک دو مثال ساده، امکان پذیری ایده ی استفاده از pevها به عنوان فیلتر اکتیو مورد ارزیابی قرار میگیرد. مسأله هماهنگی عملکرد pevها برای کاهش هارمونیکهای شبکه به صورت یک مسأله بهینه سازی مدل شده است که هدف این مسأله حداقل کردن آلودگی های هارمونیکی در سطح شبکه است. این مسأله بهینه سازی به کمک الگوریتم ژنتیک حل می شود.