در این پایان نامه روشی نوین برای حل مسئله «در مدار قرار گرفتن نیروگاه ها» در میان مدت ارائه گردید. با توجه به اهمیت ویژه ی مسئله uc در برنامه ریزی سیستم های قدرت، از این رو در این تحقیق سعی گردید تا مسئله بگونه ای کاربردی و با در نظر گرفتن قیود مختلف موجود در سیستم های واقعی مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور قیود متنوعی همانند: محدودیت تولید انرژی در واحدهای آبی و حرارتی، قید ذخیره چرخان سیستم قدرت، قید امنیت سیستم قدرت و محدودیت بازدیدهای دوره ای و تعمیرات اساسی واحدهای تولید برای نزدیکی هرچه بیشتر فضای مسئله به فضای واقعی مدنظر قرار داده شد. همچنین برای حل مسئله نیز از دو الگوریتم تکاملی بصورت تو در تو بگونه ای استفاده گردید که بتوان محدودیت های ذکر شده به همراه «اثر باز شدن شیرهای بخار» در واحدهای حرارتی را در نظر گرفت. در این تحقیق برای حل مسئله uc از الگوریتم «بهینه سازی اجتماع ذرات دودویی» استفاده شد. که در این الگوریتم روشن یا خاموش بودن واحدهای تولید مشخص می شود . پس از تعین وضعیت واحدهای تولید، برای حل مسئله «توزیع اقتصادی بار» از الگوریتم «بهینه سازی اجتماع ذرات استاندارد» استفاده شده است. در این قسمت مقدار تولید واحدهای در مدار بگونه ای تعیین می گردد که مسئله بسمت فضای بهینه میل نماید. همچنین دو الگوی مختلف برای حل مسئله ed ارائه شده است. در حالت اول مسائل زیست محیطی و آلودگی تولیدی توسط واحدهای حرارت به عنوان یکی از مسائل مهم در بهره برداری از سیستم قدرت مطرح گردید. برای حل این مسئله الگوریتمی ابتکاری مبتنی بر «لیست حق تقدم ترکیبی» ارائه شد. در حالت دوم نیز الگوریتمی برای حل مسئله ed با در نظر گرفتن قیود مختلف موجود در مسئله، بر اساس الگوریتم pso ارائه شد. که با اصلاح الگوریتم مذکور از آن در حل مسئله uc استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که الگوریتم های پیشنهادی دارای قابلیت های فراوان و انعطاف پذیری لازم جهت حل مسئله uc با قیود مختلف می باشد.

صنعت برق کشور با حدود یک قرن عمر در حال حاضر از لحاظ شاخص های عمده کمی، در جدول آماری مربوط به 40 کشور مقدم جهان، در رده بیست و یکم قرار دارد که رتبه بالایی است اما این رتبه شایان تحسین و تقدیر رتبه ای کمی است نه کیفی و چنانچه شاخص های کیفی از قبیل درصد تلفات، قابلیت اعتماد سیستم، میزان قطع برق مشترکین و غیره ملاک رتبه بندی قرار می گرفت مسلما این صنعت به رتبه ای بس نازل تر نائل گردیده بود. یکی از عوامل کلیدی و عمده این تنزیل شدید و احتمالی رتبه اشکالات و معایب متعدد سیستم توزیع نیرو است که رفع همه آن ها نیازمند یک عزم ملی و تحولات همه جانبه منجمله صرف سرمایه و نیروی انسانی قابل توجه به منظور تهیه و تدارک و اجرای طرح جامع و بلند مدت اصلاح اساسی سیستم توزیع نیرو است که یکی از بندهای مهم آن «بهینه سازی تعداد، ظرفیت، مکان و حوزه سرویس ترانسفورماتورهای توزیع در شبکه های نامتعادل» می باشد و پایان نامه حاضر در این بند مهم جای می گیرد. از آنجا که پست های توزیع ارتباط اصلی بین سیستم انتقال و سیستم توزیع را برقرار می کنند برنامه-ریزی این پست ها به عنوان یکی از مهم ترین گام ها در پروسه برنامه ریزی سیستم قدرت در نظر گرفته می شود و در این راستا بیشترین مولفه های درگیر را به خود اختصاص می دهد. هدف اصلی در این پایان نامه جایابی بهینه ترانسفورماتور های توزیع با هدف کاهش تلفات و هزینه با کمک الگوریتم ژنتیک می باشد. تابع هدف مورد نظر بر اساس هزینه و تلفات مشخص می شود. در نهایت الگوریتم بهینه سازی مورد استفاده بر روی سیستم تست 33 شین بررسی می گردد. به منظور بررسی اثرات نامتعادلی بار در سیستم فشارضعیف از مجموعه ای از بارهای تک فاز، سه فاز متعادل و سه فاز نامتعادل در سیستم 4سیمه استفاده گردیده است و با متعادل سازی بار فازهای مختلف با کاهش آثار سوء ناشی از نامتعادلی بار، کاهش هزینه ها محقق شده است. نتایج حاصل از بررسی های اعمال شده در سیستم مورد مطالعه نیز موید کاهش 48 درصدی تلفات و نیز کاهش 11 درصدی هزینه های برنامه ریزی شبکه مذکور بوده است. همچنین تاثیر تغییرات بار و نیز تغییرات بهای انرژی در برنامه ریزی های شبکه توزیع بر روی سیستم تست 33 شین بررسی شده است.

پستهای فشار قوی به عنوان بخش اساسی شبکه قدرت، نقش اساسی در تأمین انرژی مورد نیاز مصرف کنندگان ایفا می کنند. در سالهای اخیر، رشد تقاضای انرژی الکتریکی به همراه توسعه شبکه قدرت باعث شده است که مسأله قابلیت اطمینان پستهای فشار قوی مورد توجه قرار گیرد. پستها به علت استقرار در محیط آزاد همواره در معرض اضافه ولتاژ صاعقه و همچنین به علت عملیات کلیدزنی در شبکه در معرض اضافه ولتاژ کیدزنی می باشند که این عوامل می توانند باعث اختلال در عملکرد پستها و شکست آنها و قعطی بخشی از سیستم قدرت شود. در این بین، اضافه ولتاژ ناشی از برخورد صاعقه می تواند بسیار خطرناک باشد به طوری که باعث صدمه دیدن تجهیزات پست شود. برقگیرها به عنوان یک تجهیز حفاظتی مسولیت کاهش شدت اثر موجهای ناشی از اضافه ولتاژ صاعقه را بر عهده دارند برقگیر باید در زمان کار عادی شبکه که تحت ولتاژ نامی قرار دارد به صورت مدار باز و در زمان اضافه ولتاژ به صورت اتصال کوتاه عمل نماید. اما رفتار برقگیرها ممکن است در اثر عواملی دچار تغییراتی گردد. این تغییرات می تواند باعث افزایش نرخ شکست برقگیرها و در نتیجه افزایش نرخ شکست پست شود. در این پایان نامه، با استفاده از نرم افزار emtp نقش برقگیر و مکان آن در پست 230 کیلوولت با اعمال صاعقه به مکانهای مختلف بررسی می شود. سپس با استفاده از اطلاعات بدست آمده از شبیه سازی و روش کات ست، تأثیر برقگیر بر قابلیت اطمینان پست مورد تحلیل قرار می گیرد. هدف از این تحلیل بدست آوردن شاخص های قابلیت اطمینان یعنی نرخ شکست، دسترس ناپذیری و زمان قعطی می باشد. مشاهده می شود که حضور برقگیر قابلیت اطمینان پست را به طور چشمگیری بالا می برد، ولی اضافه نمودن برقگیر بیش از حد کفایت پست، باعث کاهش قابلیت اطمینان پست می شود.

در بهره برداری کوتاه مدت از سیستم های قدرت، شبکه های انتقال معمولاً به عنوان بخش ثابت و غیرقابل کنترل در نظر گرفته می شوند، زیرا خطوط انتقال به جز در مواردی که خروج های پیش بینی نشده ناشی از حوادث و یا خروج های برنامه ریزی شده، برای انجام عملیات تعمیر و مراقبت به وجود می آیند، همواره در مدار قرار دارند. در این شرایط، برنامه ریزی بهره برداری سیستم به صورتی انجام می شود که با توجه به ظرفیت انتقال توان خطوط موجود، حداقل هزینه بهره برداری به دست آید. با این حال بهره بردار سیستم می تواند با تغییر آرایش سیستم از طریق انجام مانورهای کلیدزنی خطوط (transmission switching) و خارج کردن برخی از خطوط در برخی از ساعات، پروفیل ولتاژ سیستم را بهبود بخشیده و یا ظرفیت انتقال را در برخی از مسیرهای دیگر افزایش دهد و به این ترتیب از وقوع پرشدگی و اضافه بار در خطوط جلوگیری نماید. با توجه به این مسأله که پرشدگی خطوط موجب می شود که تولید ژنراتورهای ارزان تر کاهش یافته و به تولید ژنراتورهای گران تر افزوده شود، کلیدزنی برخی از خطوط و کاهش پرشدگی شبکه باعث افزایش تولید ژنراتورهای ارزان تر شده و هزینه کل بهره برداری سیستم کاهش می یابد. البته باید برای برگشت احتمالی خطوط به مدار در زمان وقوع حالت های اضطراری نیز پیش بینی و سرعت عمل وجود داشته باشد، تا از گسترش حوادث جلوگیری به عمل آید. در این تحقیق، روش های ارائه شده برای تعیین خطوط مناسب از جمله روش dc-ots و ac-ots مورد بررسی قرار گرفته است و سپس کلیدزنی خطوط انتقال به عنوان یک اقدام کنترلی پیشگیرانه در مقابل پیشامدهای احتمالی متناظر با خروج تکی ژنراتورها و یا خطوط در برنامه ریزی انرژی و ذخیره چرخان در نظر گرفته شده است.

امنیت عرضه برق مهم ترین ویژگی بهره برداری سیستم قدرت است که باید در بازه های مختلف زمانی کوتاه مدت و بلندمدت مورد توجه قرار گیرد. به طوری که به منظور حفظ تعادل تولید و مصرف در بلندمدت ضروری است توسعه تولید با رشد نیاز مصرف هماهنگ باشد. با ورود صنعت تولید برق به فضاهای رقابتی که باهدف بهبود راندمان اقتصادی انجام شده است، برنامه ریزی توسعه تولید به دلیل ماهیت تصمیم گیری نا متمرکز که در آن اتخاذ تصمیم توسط بازیگران بازار (تولیدکنندگان) در بازه های زمانی کوتاه مدت (بهره برداری) و بلندمدت (توسعه) انجام می شود، به مسأله ای پیچیده تبدیل شده است. موارد زیر را می توان در ارتباط با علل این پیچیدگی برشمرد: - ضرورت در نظر گرفتن عدم قطعیت های تصادفی و راهبردی - ضرورت مدل سازی تصمیمات رقبا برای مشارکت در بازار کوتاه مدت و بلندمدت - ضرورت مدل سازی کارکرد بازار کوتاه مدت در این فضای رقابتی با اطلاعات محدود (ناقص)، لازم است که بهره بردار مستقل سیستم مجهز به ابزارها و مدل های محاسباتی توانمندی باشد که بتواند رفتار توسعه در بخش تولید را در سیستمهای قدرت در شرایط عدم قطعیت مطالعه نماید. در پایان نامه حاضر چارچوبی به منظور مطالعه برنامه ریزی توسعه تولید در یک افق زمانی معین و از دیدگاه بهره بردار مستقل سیستم با در نظر گرفتن عدم قطعیت در بار پیش بینی شده ارائه می شود. در این راستا ابتدا مسأله سرمایه گذاری در تولید از دیدگاه یک سرمایه گذار در یک افق زمانی و در یک مدل دینامیکی مدل سازی می شود که در آن استراتژی سرمایه گذاری رقبا به صورت مجموعه ای از سناریوها مدل می شود. مسأله سرمایه گذاری اشاره شده در قالب مسأله برنامه ریزی ریاضی مبتنی بر محدودیت های تعادل (mpec) مدل می شود. سپس مسأله سرمایه گذاری به گونه ای توسعه داده می شود که در آن استراتژی همه سرمایه گذاران در قالب یک مدل ریاضی مشتمل بر چندین mpec که به مسأله معادل با قیود تعادل epec) ( موسوم است، مدل می شود. مدل epec اشاره شده در دو رویکرد استاتیک و دینامیکی با درنظرگرفتن عدم قطعیت در پیش بینی بار که با استفاده از فرآیند ناپیوسته مارکوف مدل شده است مورد آزمون قرار می گیرد. از آنجایی که رگولاتور بازار به منظور تشویق سرمایه گذاری در بخش تولید برق، سیاست هایی را اتخاذ می نماید؛ لذا در مدلهای ارائه شده تأثیر قراردادهای تضمینی خرید برق از تولیدکنندگان و پرداخت ظرفیت به آن ها در نظر گرفته شده اند. همچنین برای بازار برق کوتاه مدت از مدل تعادل تابع عرضه (sfe) استفاده شده است؛ بنابراین چارچوبی که در این تحقیق تدوین شده است می تواند برای مطالعه تأثیر سیاست های تشویقی رگولاتور سیستم بر رفتار سرمایه گذاری شرکت های تولید و قیمت برق در بلندمدت مورد استفاده قرار گیرد.

در پژوهش حاضر به حل مسألهی زمان بندی تعمیرات واحدها و خطوط در سیستم قدرت تجدید ساختار شده پرداخته شده است. این پژوهش برای سنجش قابلیت اطمینان از شاخص امید ریاضی توان تأمین نشده یا epns استفاده کرده است. این شاخص با استفاده از روش مونت کارلوی متوالی و تولید نمونه های تصادفی (رخداد های خروج اجباری واحدها و خطوط) محاسبه می شود. از الگوریتم ژنتیک با انجام اصلاحاتی در تولید پاسخ های تصادفی اولیه و عملیات های تقاطع و جهش برای حل این مسأله استفاده شده است. تابع هدف جدیدی به صورت ترکیب خطی انحرافات بازه های پیشنهادی مالکان واحدها و خطوط از بازه های مورد تأیید بهره بردار مستقل سیستم معرفی شده است. همچنین روش حل نوینی برای مسائل از این دست با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. در کارهای پیشین اثر زمان بندی خطوط بر برآورده کردن تقاضا و همچنین قابلیت اطمینان سیستم مرکب تولید و انتقال، با در نظر گرفتن شاخص قابلیت اطمینان مطالعه نشده بود. نمونه های تولید شده برای خروج اجباری واحدها و خطوط با استفاده از روش مونت کارلوی متوالی محاسبه می شوند. این روش با تولید زنجیره ای پیوسته از رخدادهای تصادفی و مرتبط به هم برای هر جواب مسأله، و با حل زیر مسأله توسط روش برنامه نویسی خطی برای نمونه های تولید شده ی هر جواب، به محاسبه ی شاخص epns می پردازد. در نهایت 6 حالت مطالعاتی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. هدف از مطالعه ی این 6 حالت مطالعاتی این بوده است که اثر تغییر پیشنهادات واحدها و خطوط بر هفته های نهایی خروج از مدار واحدها و خطوط و همچنین اثر ادغام چند واحد کوچک و ایجاد یک واحد بزرگتر و اثر افزایش حد بالای مجاز epns بر جواب نهایی مسأله بررسی شود. در این پژوهش با معرفی دو شاخص به نام های معیار رضایت 1 و معیار رضایت 2، معیاری برای سنجش رضایت مالکان واحدها و شرکت های انتقال تولید شده است. پس از مشاهده ی نتایج و معیارهای رضایت 1 و 2 می توان دریافت که پژوهش حاضر علاوه بر مدل سازی دقیق مسأله و در نظر گرفتن منافع شرکت های تولید و انتقال و قابلیت اطمینان سیستم قدرت، روش هماهنگ سازی را ارائه داده است که می تواند به هر سیستم قدرت مشابهی اعمال شود. نتایج نشان دهنده ی کارایی و دقت روش پیشنهادی است.

در این پایان نامه چارچوب جدیدی به منظور برنامه ریزی توسعه تولیدات پراکنده در شبکه های فوق توزیع و با در نظر گرفتن قراردادهای تضمینی خرید برق از مولدها ارائه می شود. در چارچوب پیشنهادی، هدف حداقل نمودن مجموع هزینه های سرمایه گذاری در احداث مولدها و توسعه پستهای بالادست و نیز هزینه های مربوط به بهره برداری شبکه قدرت می باشد تا اینکه مکان، ظرفیت، و زمان احداث منابع تولید پراکنده را به همراه توسعه ظرفیت پست بالادست (پست انتقال) ایجاد نماید. مسئله برنامه ریزی توسعه مورد نظر در قالب یک مسئله بهینه سازی مدل شده و سپس توسط الگوریتم ژنتیک حل می شود. در هریک از استراتژیهای توسعه شبکه در حلقه بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، نیاز به محاسبه هزینه های مربوط به بهره برداری (هزینه های کوتاه مدت) آنها می باشد، که به کمک پخش بار بهینه مبتنی بر برنامه ریزی خطی در حضور منابع تولید پراکنده، ارائه شده در این تحقیق، محاسبه می شود. هزینه های بهره برداری شامل هزینه سوخت واحدهای تولید موجود و واحدهای تولید پراکنده، هزینه خرید انرژی از شبکه بالادست (پست انتقال) و هزینه تلفات می باشند.

مقررات زدایی از صنعت برق و ابداع فن آوری های جدید برای تولید انرژی الکتریکی، موجب پیدایش نوآوری در برنامه ریزی توسعه تولید در شبکه های توزیع شده است . منابع تولید پراکنده(dg) یکی از جالب ترین فن آوری های مورد استفاده در این زمینه می باشد که مزایای متفاوتی برای نهادهای گوناگونی که در سیستم قدرت دارای مشارکت فعال هستند، به همراه دارد. در این پایان نامه مدل جدیدی با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده در برنامه ریزی توسعه شبکه توزیع به همراه عدم قطعیت در بار پیش-بینی شده ارائه گردیده تا با مقایسه عددی میان هزینه های متناظر با طرح های مختلف، مناسب ترین طرح ممکن انتخاب شده و به تبع آن سود بیشتری از فعالیت های شرکت توزیع حاصل گردد. در این راستا ابتدا مسأله برنامه ریزی توسعه تولید پراکنده در یک افق زمانی معین، در قالب یک مدل دینامیکی، با هدف کمینه سازی هزینه های سرمایه گذاری ارتقای شبکه، هزینه های بهره برداری و نگهداری و هزینه تلفات، به همراه جایابی بهینه dgها، مدل سازی می شود. به منظور حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک برای یافتن بهترین پیکربندی توسعه تولید برای این مدل استفاده شده است. همچنین در این مدل، عدم قطعیت در نظر گرفته شده در بار پیش بینی شده با استفاده از درخت مارکوف مدل سازی می شود. بعد از این مدل سازی و مشاهده تأثیر مثبت dgها، این مدل به صورت مجموعه ای از سناریوهای مختلف مورد مطالعه و آزمون قرار می گیرد. در مدل ارائه شده، تحت سناریوهای مختلف تأثیر قیمت خرید برق از بازار و همچنین تأثیر ضریب نفوذ تولید پراکنده بر مسأله برنامه ریزی نیز درنظر گرفته شده اند. علاوه بر این با استفاده از مدل منحنی تداومی بار (ldc) برای بار شبکه، برنامه ریزی توسعه تولید با دقت بیشتری صورت می گیرد. مدل ldc از چندین پله که نشان دهنده مدت زمانی هر مقدار از بار در طول شبانه روز می باشند، تشکیل شده است. هر یک از این پله ها دارای نرخ رشد و قیمت خرید انرژی برق از بازار مخصوص به خود می باشند. بنابراین چارچوبی که در این تحقیق تدوین شده است می تواند برای مطالعه تأثیر قیمت خرید برق از بازار و همچنین تأثیر ضریب نفوذ dgها بر سرمایه گذاری شرکت توزیع به منظور برنامه ریزی توسعه تولید پراکنده مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده ندارد.