برنامه ریزی توسعه شبکه فوق توزیع یکی از بخشهای مهم برنامه ریزی توسعه سیستمهای قدرت می باشد که هدف آن مشخص کردن مکان، زمان و ظرفیت احداث پستهای فوق توزیع جدید و توسعه پستهای موجود و نیز مکان، زمان، و تعداد خطوط فوق توزیع جدید برای افزودن به شبکه فوق توزیع می باشد به نحوی که تحویل انرژی الکتریکی به مراکز بار با لحاظ نمودن مجموعه ای از قیود بهره برداری و قابلیت اعتماد به اقتصادی ترین نحو ممکن صورت گیرد. در اکثر مطالعات انجام گرفته در زمینه توسعه شبکه فوق توزیع، با توجه به پیچیدگی و دشواری این مسأله، توسعه پستها و خطوط بطور جداگانه انجام می گیرد. اگرچه توسعه جداگانه از پیچیدگی و دشواری مسأله می کاهد، ولی این امر می تواند جوابهای مسأله را از نقطه بهینه دور کند. در این پایان نامه برنامه ریزی توسعه توأم پستها و خطوط فوق توزیع انجام می گیرد. علاوه بر این، امکان احداث واحدهای تولید پراکنده در مسأله برنامه ریزی توسعه در نظر گرفته شده است. ضمن بررسی جنبه های مختلف مسأله مزبور، مباحث جدید و ابزار کارآمدتری جهت حل آن ارائه شده که از آن جمله می توان به تعریف تابع هدفی جامع تر با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف مسأله، امکان تعیین پستهای کاندید، تعیین حوزه سرویس دهی پستها، در نظر گرفتن احتمال وقوع پیشامد یگانه در تعیین ظرفیت پستها، در نظرگرفتن تغییرات سالیانه بار توسط منحنی تداوم بار و تعیین میزان تولید بهینه واحدهای تولید پراکنده با استفاده از برنامه ریزی خطی و نهایتاً استفاده از الگوریتم ژنتیک با یک کد گذاری جامع جهت در نظر گرفتن تمامی متغیرهای مسأله اشاره نمود. مسأله مورد نظر بصورت استاتیکی و از دیدگاه شبکه های توزیع بررسی شده است. روش پیشنهادی بر روی یک شبکه نمونه اعمال گردیده و تأثیر پارامترهای مختلف بر برنامه ریزی توسعه بررسی شده است.

در این رساله، برنامه های پاسخگویی بار (demand response) که در اکثر بازارهای برق جهان اجرا می شوند، به سبک جدیدی کلاسه بندی شده اند. این برنامه های نه گانه به دو گروه عمده تشویق محور و زمان محور و همچنین برنامه های تشویق محور به سه زیر گروه تشویق محور داوطلبانه (فاقد جریمه)، تشویق محور اجباری (مبتنی برجریمه) و تشویق محور مبتنی بر تسویه بازار تقسیم شده اند. سپس مدل های اقتصادی این برنامه ها که برای بارهای پاسخگو به قیمت طراحی شده اند، برپایه "الاستیسیته قیمتی تقاضا" و "تابع سودمندی مشتری" استخراج گردیده اند. در این رساله، مدل های تک دوره ای، چند دوره ای و مدل ترکیبی پاسخگویی بار به صورت خطی و غیر خطی استخراج شده است که تاثیر اجرای هرگونه برنامه پاسخگویی بار اعم از برنامه های پاسخگویی بار زمان محور و برنامه های پاسخگویی بار تشویقی محور را مدل می کند. در این مدل از مفهوم الاستیسیته خودی و الاستیسیته متقابل برای مدل کردن رفتار مشتریان استفاده شده است. از آنجا که تاثیر برنامه های پاسخگویی بار بر معیارهای سیستم از قبیل میزان کاهش اوج تقاضا، میزان کاهش انرژی مصرفی، ضریب بار، فاصله بین اوج و دره، میزان افزایش نقطه دره و مبلغ قبض برق مشتری متفاوت است و همچنین وزن هرکدام از معیارها از نقطه نظر مشتری، شرکت های فروشنده انرژی الکتریکی، اپراتور مستقل سیستم و قانونگذار یکسان نیست، به منظور بهینه سازی نسبی همه اهداف، اولویت بندی اجرای برنامه های فوق الذکر با استفاده از روش های تصمیم گیری چند شاخصه(madm) طبق یک الگوریتم ابداعی انجام شده است. همچنین در این رساله، کاربردهای مختلف مدل پیشنهادی مزبور در زمینه های متفاوت و گسترده سیستم های قدرت و بازارهای برق از قبیل تاثیر برنامه ها بر منحنی مصرف برق، ارزیابی اجرای برنامه-های قیمت گذاری زمان استفاده، تعیین ظرفیت ذخیره چرخان در بازار و جایابی بهینه آن، تاثیر برنامه-ها بر روی جهش های قیمت برق، مدیریت تراکم و افزایش ظرفیت انتقال در دسترس، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. توسعه مدلهای غیرخطی برنامه های پاسخگویی بار مانند مدل های توانی، نمایی، لگاریتمی و مقایسه تاثیر آن ها بر مشخصات منحنی بار با مدل خطی نیز از جمله مواردی است که در این رساله به آن پرداخته شده است.

در این پایان نامه از منابع پاسخگوی بار به عنوان ابزار نوینی جهت افزایش قابلیت اطمینان در شبکه قدرت استفاده شده است. برای این منظور در یک الگوریتم دومرحله ای پیشنهادی برنامه مدیریت مصرف شبکه گرا مطلوب طراحی گردید. در مرحله اول الگوریتم پیشنهادی، در یک مسئله بهینه سازی چند خصیصه ای محل پیاده سازی برنامه مدیریت مصرف شبکه گرا جایابی شده است. لازم به ذکر است از روش تکرار گام به گام (stem) جهت حل این مسئله بهینه سازی استفاده شده است. اهداف در نظر گرفته شده در مرحله اول عبارتند از: کمینه سازی انرژی تامین نشده انتظاری، کمینه سازی تلفات کل شبکه و بیشینه سازی پتانسیل اجرای برنامه مدیریت مصرف شبکه گرا. به این ترتیب، ترکیب شین های منتخب، میزان کاهش بار در هر شین، سطح مطلوب قابلیت اطمینان و همچنین مقدار تلفات کل شبکه در این مرحله مشخص می شود. در مرحله دوم الگوریتم پیشنهادی به دنبال طراحی برنامه مدیریت مصرف شبکه گرایی هستیم که بتواند همان کاهش پیک مشخص شده در مرحلع اول در پی داشته باشد. لذا یک مدل جامع پاسخگویی بار مبتنی بر رفتار مشترکین معرفی گردید تا علاوه بر تمایز قایل شدن بین برنامه های مختلف پاسخگویی بار، رفتار انسانی مشترکین ازجمله فرهنگ سازی یا عادت به اجرای برنامه های مدیریت مصرف هم قابل بررسی باشد. مطالعات عددی بر روی شبکه تست 24 باسه rts ieee که تقریباً نزدیک به یک شبکه واقعی می باشد، انجام پذیرفت.

تاکنون روشهای متعددی برای حل مسأله برنامه ریزی توسعه و جایابی پستها ارائه شده اند. اما تاکنون روشی جامع برای حل این مسأله ارائه نشده است به گونه ای که بسیاری از روش های موجود کاندیدهای احداث پست را مشخص نمی کنند و یا در موارد معدودی که این کاندیدها معرفی می شوند قابلیت اعمال به شبکه های با ابعاد بزرگ را ندارند. روش خوشه بندی که در این تحقیق معرفی شد قابلیت های بسیار بالایی دارد. معرفی خودکار پستهای جدید برای احداث، قابلیت اعمال به شبکه های با ابعاد بزرگ، سرعت بسیار بالای همگرایی الگوریتم در مقایسه با سایر الگوریتم ها، تطابق جوابهای ارائه شده با واقعیت، لحاظ کردن محدودیت های شبکه واقعی به عنوان قیود مسئله و عدم پیچیدگی اعمال روش به شبکه های واقعی از مزایای برجسته این روش بود که از نتایج شبیه سازی ها کاملاً مشهود است. از طرف دیگر، پاسخ برنامه ریزی توسعه پست بسیار وابسته به عدم قطعیت بار می باشد. در این تحقیق همچنین روشی کاملاً نو جهت پیاده سازی عدم قطعیت مقدار و مکان بار ارائه شده است. روش ارائه شده بر مبنای خوشه بندی فازی بوده و همزمان عدم قطعیت مقدار و مکان بار را لحاظ می کند. برای نشان دادن قابلیت های روش ارائه شده، این روش ابتدا بر روی داده های ساده و سپس بر روی شبکه واقعی پیاده شده است. نتایج حاصل توانایی الگوریتم در یافتن پاسخ قابل قبول برای شبکه های واقعی با فرض وجود عدم قطعیت بار را بخوبی نشان داد. با روش ارائه شده می توان عدم قطعیت بار را برای مقادیر مختلف l و r بدست آورد. همچنین الزامی در برابری l و r وجود نداشته و حتی یکی از این دو نیز بسته به مسأله پیش رو می تواند صفر قرار داده شود. روش ارائه شده روشی جامع برای پیاده سازی عدم قطعیت بار می باشد که قابلیت استفاده در مسائل مختلفی را دارد ولی در این تحقیق نتایج اعمال این روش برای یافتن پاسخ برنامه ریزی توسعه و جایابی پستها بدست آمد. برای روش ارائه شده است تست های مختلفی طراحی و پیاده سازی شد که نتایج آنها نشان از توانایی بالای الگوریتم در پیاده سازی عدم قطعیت بار را داشت.

یکی از مسائل مهم در برنامه ریزی توسعه انتقال چگونگی اعمال عدم قطعیت ها، می باشد. پس از تجدید ساختار در صنعت برق، عدم قطعیت های غیرتصادفی نیز به برنامه ریزی توسعه انتقال اضافه گردیدند. ازجمله تاثیرگذارترین عدم قطعیت های شکل گرفته در این محیط، چگونگی توسعه تولید می-باشد. با وارد شدن اهداف بازارگرا در برنامه ریزی توسعه انتقال، اهمیت درنظرگرفتن این نوع از عدم-قطعیت بالاتر رفته است. در این پایان نامه به مدلسازی عدم قطعیت توسعه تولید در برنامه ریزی توسعه انتقال پرداخته شده است. از ویژگی های برجسته ی عدم قطعیت توسعه تولید، وجود ارتباط دوسویه بین این عدم قطعیت و چگونگی توسعه انتقال می باشد. در این پایان نامه، بمنظور درنظرگرفتن این ارتباط دوسویه در فرآیند برنامه ریزی توسعه انتقال، روشی دومرحله ای برای مدلسازی توسعه تولید پیشنهاد شده است. در مرحله اول، سناریوهای اصلی توسعه تولید تعریف می گردند، که بیانگر زمان توسعه تولید خواهند بود. در مرحله دوم، سناریوهای فرعی برای عدم قطعیت توسعه تولید، مدلسازی می شوند که به مکان و نوع نیروگاه جدیدالورود اشاره دارند. جهت اعمال مدلسازی شبه دینامیکی توسعه تولید در روال برنامه ریزی توسعه انتقال، روش برنامه ریزی، دینامیک برگزیده شده است. روش پیشنهادی بر شبکه تست 14-شینه ieee آزموده و نتایج آن مورد تحلیل قرار می گیرد.

بطور کلی با پیشرفت علم بشر و افزایش رفاه اجتماعی شاهد رشد روز افزون انرژی الکتریکی می-باشیم. یکی از راهکارهای موجود جهت مقابله با افزایش سرمایه گذاری در زمینه توسعه نیروگاهها جهت تامین برق مورد نیاز، مدیریت سمت مصرف می باشد و یکی از مهمترین تاثیرات مدیریت سمت مصرف، کاهش مصرف در اوج تقاضای بار می باشد. بطور کلی مدیریت سمت مصرف را می توانیم به دو دسته کلی کارایی انرژی وپاسخ گویی بار تقسیم نماییم. پاسخ گویی بار به آن دسته از فعالیتهایی اطلاق می شود که تاثیرات زود بازده ای بر میزان مصرف در اوج تقاضا را خواهد داشت. در واقع پاسخ گویی بار تاثیر مستقیمی بر پیک سایی و قابلیت اطمینان می گذارد. پیاده سازی برنامه های پاسخ گویی بار می تواند توسط نهادهای مختلفی انجام شود. در بازاررقابتی برق، خرده فروش برق به عنوان واسطه بین شرکت های تولیدکننده انرژی الکتریکی و مشترکان عمل می کند، که می توان مهمترین نهاد جهت اجرای برنامه پاسخ گویی بار در نظر گرفت. این شرکت، انرژی را از بازار عمده فروشی خریداری کرده و به مشترکان می فروشد. اگرچه پس از شکل گیری بازار برق تحقیقات گسترده ای در زمینه بازار عمده فروشی صورت گرفته است؛ اما تحقیقات در زمینه بازار خرده فروشی نسبتاً کم و در سطح محدودی بوده است. با این وجود، اکثر این تحقیقات نیز در رابطه با نقش و چگونگی مواجهه خرده فروش در بازار عمده فروشی می باشد. در این پایان نامه خرده فروش به عنوان نزدیکترین نهاد به مصرف کننده جهت اجرای برنامه پاسخ گویی بار در نظرگرفته شده است. با اجرای برنامه پاسخ گویی بار خرده فروش می تواند ضمن افزایش سود خود، برای مشترکین خود نیز منعفت حاصل نماید که ناشی از عدم خرید برق با قیمتهای بالاودریافت تشویقی جهت مشارکت در برنامه می باشد. در این پایان نامه با استفاده از مدل پیشنهادی میزان تشویق و تنبیه بهینه بدست خواهد آمد. برای این منظورضمن استفاده از مدل اقتصادی بار، اقدام به تفکیک بار مشترکین به یک نوع خانگی و دو منحنی نمونه صنعتی شده است. همچنین الاستیسیته بار مشترکین خانگی، صنعتی نیز به تفکیک در تابع هدف پیشنهادی در نظر گرفته شده است. همچنین برای مدل سازی برنامه های پاسخ گویی بار از دیدگاه خرده فروش، از برنامه های تشویق محور و تعرفه محور بطور همزمان استفاده شده است.

در این پایان نامه مسئله خودبرنامه ریزی یک تولید کننده قیمت پذیر در بازار رقابتی ناقص با عدم قطعیت های بازتخصیص تولید، خروج اضطراری واحدها و قیمت، با استفاده از برنامه ریزی تصادفی حل شده است. از این جهت تولیدکننده قیمت پذیر در نظر گرفته شده است که توانایی تأثیر گذاری بر قیمتهای بازار نداشته و کار برنامه ریزی آن صرفاً با پیش بینی قیمت انجام شود. عدم قطعیت های بازتخصیص تولید و خروج اضطراری به صورت احتمالاتی و عدم قطعیت قیمت با استفاده از سناریوهای قیمت و مدلسازی ریسک با شاخص cvar در مسئله در نظر گرفته شده است. سناریوهای بازار روزپیش از روی منحنی توزیع احتمال قیمت های مربوطه تولید شده و منحنی های احتمال مذکور، خود از سابقه سیستم ساخته شده اند. سناریوهای بازار لحظه ای نیز از روی منحنی های احتمال یازار لحظه ای ساخته شده است. منحنی های احتمال بازار لحظه ای نیز از روی منحنی های احتمال بازار روزپیش برای یازار انرژی ساخته شده است. در این پروسه میانگین منحنی احتمال بازار لحظه ای با بازار انرژی در هر ساعت یکسان و انحراف استاندارد آن بیش از انحراف استاندارد بازار انرژی در نظر گرفته شده است. در مرحله بعد این مسئله مجدداً با اعمال کاهش سناریو حل شده است. الگوریتم کاهش بکار گرفته شده در این پایان نامه یک الگوریتم ابتکاری بوده و قوت آن از طریق استقرا به اثبات رسیده است.

در سال های اخیر مفهوم ریز شبکه یا micro-grid (شبکه های توزیع کوچک شامل منابع تولید پراکنده) بسیار مورد توجه قرار گرفته و تحقیقات زیادی در زمینه مسائل مربوط به آن انجام پذیرفته-است. یکی از مهمترین زمینه های تحقیقاتی در مورد ریز شبکه ها، کنترل عملکرد منابع تولید پراکنده موجود در ریز شبکه ها در زمان جزیره شدن جهت عملکرد خودگردان ریز شبکه ها است. منابع فتوولتائیک از جمله منابعی هستند که با توجه به مزیت های زیادشان به طور روزافزون در سیستم برق استفاده می شوند. لیکن بدلیل عدم قطعیت در تولید و قابل دیسپاچ نبودن منابع فوق، اغلب در کنار آن ها از باتری و ژنراتور سنکرون استفاده می گردد. در این پایان نامه به منظور تحقق بخشیدن به عملکرد بخشی از سیستم توزیع (فشار متوسط) که مجهز به منابع فتوولتائیک، باتری و ژنراتور سنکرون بوده و بعد از رویدادی به صورت جزیره ای(ریز شبکه) در می آید، تمهیداتی از طریق کنترل کننده های منابع فوق فراهم شده تا بتوان از حداکثر قابلیت این منابع استفاده شده و قابلیت اطمینان سیستم توزیع مجهز به این منابع افزایش یابد. به اینم منظور ابتدا سیستم کنترلی هریک از منابع بطور جداگانه تهیه شده سپس یک استراتژی کنترل و مدیریت توان برای کل ریز شبکه جهت عملکرد صحیح در هردو حالت متصل به شبکه و حالت جزیره ای ارائه شده است. منابع تولید پراکنده ریز شبکه عبارتند از، 1)ژنراتور سنکرون مجهز به توربین گازی و سیستم تحریک، 2) منبع فتوولتائیک مجهز به ردیاب حداکثر توان و 3) باتری. همراه ژنراتور سنکرون، سیستم تحریک نوع ieee ac4a و توربین گازی از مدل کامل rowen جهت شبیه سازی-ها استفاده شده است. مدل سازی ردیاب حداکثر توان توسط مبدل dc/dc مجهز به سیستم کنترلی انجام شده است. یکی از روش های ردیابی حداکثر توان، روش p&o است. روش فوق ایراداتی دارد که در این پایان نامه با اضافه کردن یک سیستم فازی به آن برطرف شده اند. کنترل کننده p&o در کنار سیستم فازی سیستم کنترلی مبدل dc/dc را تشکیل می دهند، که سرعت پاسخگویی بالایی داشته و نوسانات آن نسبت به روش ساده p&o بسیار کمتر است. در ادامه، قبل از شبیه سازی عملکرد ریز شبکه، با استفاده از مدل سیگنال کوچک ریز شبکه، پایداری سیگنال کوچک در تعدادی نقطه کار در حالت جزیره ای بررسی شده است. سپس سیستم توزیع مورد نظر بطور کامل در نرم افزار pscad/emtdc پیاده سازی شده و شبیه سازی و مطالعات متنوعی روی آن انجام گردیده و کارایی الگوریتم پیشنهادی کنترل و بهره برداری مورد تحقیق قرار گرفته است.

در این پایان نامه به منظور تامین ذخیره چرخان شبکه، علاوه بر واحدهای تولیدی از نهاد گردهم آورنده خودروهای برقی نیز استفاده شده است. بنابراین ابتدا مساله خودبرنامه ریزی نهاد گردهم آورنده به منظور شرکت در بازار ذخیره چرخان با در نظر گرفتن ریسک ناشی از خطای پیش بینی پارامترهای غیر قطعی مساله و با هدف ماکزیمم سازی سود حل شده و نهاد گردهم آورنده در رقابت با واحدهای تولیدی، پیشنهادات خود را به بهره بردار مستقل شبکه ارائه می دهد. در این پایان نامه به منظور بررسی تاثیر اجرای برنامه پاسخگویی بار، خودبرنامه ریزی نهاد گردهم آورنده به منظور شرکت در بازار ذخیره چرخان در دو حالت، با حضور و عدم حضور برنامه پاسخگویی بار حل شده است. به عبارت دیگر نهاد گردهم آورنده در هر ساعت تصمیم می گیرد چه مقداری در بازار ذخیره چرخان و یا در برنامه پاسخگویی بار شرکت کند. همچنین به منظور مدلسازی ریسک ناشی از خطای پیش بینی پارامترهای غیر قطعی مساله خودبرنامه ریزی نهاد گردهم آورنده، از روش سناریو بندی استفاده شده است. سپس بهره بردار مستقل شبکه با دریافت پیشنهادات واحدهای تولیدی و نهاد گردهم آورنده، بازار ذخیره چرخان را با و بدون اجرای برنامه پاسخگویی بار، به روش سود-هزینه تسویه می نماید. به عبارت دیگر بهره بردار مستقل شبکه برای تامین ذخیره چرخان شبکه، مصالحه ای را بین هزینه های خرید ذخیره چرخان و هزینه های ریسک شبکه برقرار کرده و در هر ساعت مقدار بهینه ای را برای ذخیره چرخان شبکه در نظر می گیرد. در این حالت مقدار انتظاری بار تامین نشده مصرف کنندگان به عنوان ریسک شبکه تعریف شده است. مشارکت یا عدم مشارکت نهاد گردهم آورنده در بازار ذخیره چرخان در ساعات مختلف یک شبانه روز، مساله خود برنامه ریزی نهاد گردهم آورنده را به یک مساله برنامه ریزی آمیخته با اعداد صحیح تبدیل می کند. از طرف دیگر رفتار غیرخطی صاحبان خودروهای برقی برای زمان های اتصال و انفصال از شبکه و همچنین ماهیت غیرخطی مقدار شارژ باتری خودروها هنگام اتصال به شبکه، مساله خود برنامه ریزی نهاد گردهم آورنده را تبدیل به یک مساله غیرخطی می کند. همچنین مساله تامین ذخیره چرخان شبکه به روش سود-هزینه، یک مساله غیرخطی می باشد. بنابراین برای حل این مساله ها باید از الگوریتم های جستجوگر هوشمند استفاده شود. در این پایان نامه از الگوریتم جستجوگر سرد شدن تدریجی فلزات استفاده شده است.

امروزه بازار برق بتدریج در سراسر جهان، با هدف بهبود کارآمدی، ایجاد و طراحی شده است. اما تاثیر حقیقی بازار برق همواره به آن صورت که طراح بازار پیش‏بینی کرده، مثبت نیست. یکی از وظایف رگولاتور در بازار برق، پایش راهبردی بازار می‏باشد تا در صورت بوجود آمدن قدرت بازار، با وضع قوانین و مقررات، آن را کاهش داده و بازده بازار را افزایش دهد. چنانچه رگولاتور بتواند رفتار بازار را پیش از وقوع پیش‏بینی و شبیه‏سازی نماید، می‏تواند قبل از بوجود آمدن قدرت بازار با وضع قوانین یا تغییر مقررات از وقوع آن جلوگیری نماید. در این رساله ابزاری تحت عنوان « بازار برق مجازی » مدلسازی شده و برای پایش بازار برق پیشنهاد شده است. « بازار برق مجازی » قادر است درباره رفتار بازیگران، قدرت بازار و پتانسیل‏های سوء استفاده از بازار، اطلاعات مفیدی را در اختیار قرار دهد. همچنین با استفاده از این ابزار می‏توان تاثیر تغییر در ساختار یا مقررات بازار را بر رفتار هر یک از بازیگران مدل نمود. « بازار برق مجازی » برای مدلسازی تبانی بازیگران نیز قابل استفاده بوده و با کمک آن، رگولاتور می‏تواند قیمت‏ها و مقادیر عرضه و تقاضای سیستم قدرت را با وجود تشکیل ائتلاف‏های مختلف بازیگران بررسی نماید. علاوه بر این، محیط « بازار برق مجازی » برای مدلسازی رفتارهای غیر منطقی بازیگران ، مانند پایین نگاه داشتن قیمت، نیز قابل استفاده می‏باشد. آگاه بودن رگولاتور از نتایج رفتارهای غیرمنطقی بازیگران می‏تواند مانع از شکل‏گیری آنها شده و کارآمدی بازار را حفظ نماید. همچنین در این رساله، جهت تشخیص پیشگیرانه پتانسیل قدرت بازار و تاثیر تغییر مقررات بر آن از روشی مبتنی بر مدل « بازار برق مجازی » استفاده شده و شاخص‏هایی پیشنهاد شده است. شاخص‏های مذکور، علاوه بر تشخیص پیش‏گیرانه قدرت بازار، دلایل ایجاد پتانسیل قدرت بازار را برای هر بازیگر مشخص می‏نمایند. مطالعات عددی مختلف و متنوع کارآمدی مدل پیشنهادی را برای پایش بازار و استفاده جهت انتخاب بهینه قوانین و مقررات بازار نشان می‏دهند.

برنامه های پاسخگویی بار (demand response) اقداماتی هستند که برای تغییر الگوی مصرف برق به منظور بهبود قابلیت اطمینان شبکه و جلوگیری از جهش قیمت ها، خصوصاً در ساعات پیک بار شبکه اجرا می شوند. در این تحقیق، برنامه های پاسخگویی بار که در اکثر بازارهای برق جهان اجرا می شوند، با مفهومی تجاری در نظر گرفته شده اند که می توانند به صورت یک کالا بین بازیگران مختلف مبادله شوند. این برنامه ها در ابتدا به صورت یک ابزار برای تحقق اهدافی مشخص مطرح شدند، ولی امروزه، به عنوان یک منبع برای تأمین توان نیز در نظر گرفته می شوند. برنامه های پاسخگویی بار، هم در سمت تولید و هم در سمت تقاضا، در بازار برق تأثیرگذار هستند. از این رو، در این پایان نامه، رفتار بازیگران مختلف در هر دو سمت، با رویکرد تجارت منابع پاسخگویی بار بررسی می شود. برنامه ریزی تولید واحدها همواره به عنوان یکی از مسائل اساسی در سیستم قدرت مطرح بوده است. برنامه های پاسخگویی بار ابزاری مفید برای بهره بردار مستقل سیستم به منظور تأمین بار و ذخیره مورد نیاز شبکه مطرح است. به همین دلیل، در این تحقیق، حضور فراهم کنندگان پاسخگویی بار بررسی شده و توابع عرضه آن ها با هدف بیشینه کردن سود حاصل از شرکت در این برنامه ها مدل می شود. سپس، مسئله عرضه dr و مشارکت واحدها مطرح می شود و توابع عرضه dr به عنوان منبعی برای تأمین بار و رزرو شبکه در بحث برنامه ریزی مشارکت واحدها در کنار توابع تولید توان ژنراتورها قرار می گیرند تا مقدار بهینه تولید توان و عرضه dr با هدف کمینه سازی هزینه بهره برداری از شبکه بدست آید. بازیگران زیادی در بازار برق تجدید ساختار یافته حضور دارند که از برنامه های پاسخگویی بار منفعت می برند. مالک سیستم انتقال، شرکت های توزیع، خرده فروش ها و جمع کننده ها از جمله ذینفعان dr هستند. مالک سیستم انتقال با توجه به بهبود قابلیت اطمینان شبکه از حضور در برنامه های dr منفعت می برد. شرکت های توزیع، با استفاده از dr قادر به مدیریت بهتر محدودیت های شبکه در سطوح توزیع خواهند بود. خرده فروش ها برای کاهش ریسک ناشی از شرکت در بازار لحظه ای برق، علاقه مند به شرکت در برنامه های پاسخگویی بار می باشد. همان طور که ملاحظه می شود، برنامه های پاسخگویی بار، در سمت تقاضا نیز تأثیرگذار هستند. در همین راستا، حضور خرده فروش به عنوان عنصر اصلی بازاری فعال (سمت تقاضا) در بازار برق با رویکرد تجارت منابع پاسخگویی بار مطرح می شود و چارچوبی جامع برای سیاست های اقتصادی خرده فروش شامل نحوه تنظیم قرارداد با مصرف کنندگان، خرید از بازار برق و شرکت در بازار متمرکز dr بیان می شود.

در این پایان نامه از خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه به منظور کاهش هزینه ی بهره برداری، آلودگی و بهبود قابلیت اطمینان شبکه ی قدرت استفاده شده است. خودروهای برقده به عنوان منابع انرژی پراکنده در سطح شبکه ی قدرت از ویژگی های متفاوتی برخوردار هستند. خودروهای برقده با توجه به چگونگی شرایط بهره برداری می توانند به عنوان بار و یا ژنراتور محسوب گردند. در نتیجه ی این انعطاف پذیری، آن ها می توانند در جهت بهبود نوسانات منحنی بار و همچنین بهبود نوسانات تولید انرژی الکتریکی برخی از منابع تولید پراکنده ی تجدیدپذیر، مورد استفاده قرار گیرند. از جمله اهداف پایان نامه ی پیش رو بررسی تأثیرات حضور خودروهای برقده بر چگونگی تغییر هزینه های بهره برداری و شاخص های قابلیت اطمینان سیستم قدرت می باشد. به این منظور در گام اول مدلی مناسب برای خودروهای برقده با استفاده از داده های واقعی پیشنهاد می شود و بر اساس آن مشارکت بهینه ی خودروهای برقده در برنامه ریزی مشارکت واحدها تعیین می گردد. همچنین تأثیر خودروهای برقده برشاخص های قابلیت اطمینان در قالب یک مسأله ی برنامه ریزی مشارکت واحدها مقید به قابلیت اطمینان بررسی شده است. در نهایت با انجام یک تحلیل حساسیت، سطح حضور بهینه ی خودروهای برقده درشبکه ی قدرت تعیین می گردد. با توجه به پیچیدگی مسأله از ابزار جستجوی هوشمند همچون الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات و الگوریتم مورچگان برای حل مسأله استفاده می شود. در پایان، کارایی مدل پیشنهادی و کاربرد آن در مسأله ی برنامه ریزی مشارکت واحدها مقید به قابلیت اطمینان بر روی شبکه ی ieee rts-79 مورد مطالعه قرار می گیرد.

در سالیان اخیر دو تحول بزرگ در سیستم های قدرت رخ داده است. یکی از این تغییرات مربوط به تجدید ساختار صنعت برق و تبدیل محیط متمرکز سنتی به یک محیط غیرمتمرکز می باشد. تحول دیگر در زمینه گسترش استفاده از منابع تولید تجدیدپذیر در صنعت برق می باشد. نکته مهم اینکه در محیط رقابتی بدون اتخاذ سیاست های حمایتی مناسب توسط رگولاتور، سرمایه گذاران بر روی منابع بادی سرمایه-گذاری نخواهند کرد. دلیل عمده این مسئله وجود عدم قطعیت زیاد در توان تولیدی منابع بادی، هزینه سرمایه گذاری بالای این منابع و همچنین عدم قطعیت در سیاست های حمایتی از این منابع می باشد. نوع سیاست حمایتی در نظر گرفته شده از طرف رگولاتور برای این منابع بسیار مهم است؛ از دیدگاه سرمایه-گذار این سیاست ها باید منجر به کاهش ریسک سرمایه گذاری و افزایش سود گردد، درحالیکه از نگاه رگولاتور باید با رقابتی بودن بازار مغایرت نداشته باشد. در این رساله طراحی سیاست های حمایتی برای منابع بادی بر اساس مسئله برنامه ریزی توسعه تولید صورت گرفته است. برای نشان دادن اهمیت سیاست های حمایتی از منابع بادی، ابتدا مسئله برنامه ریزی توسعه تولید بدون در نظر گرفتن هیچ گونه سیاست حمایتی برای منابع بادی مورد مطالعه قرار گرفته است. بعد از مشخص شدن اهمیت در نظر گرفتن سیاست های حمایتی برای منابع بادی، سیاست هایی بر پایه مسئله برنامه ریزی توسعه تولید برای این منابع طراحی و به صورت یک بسته حمایتی ارائه شده است. در بسته حمایتی طراحی شده، سیاست ها به دو دسته کلی تشویق محور و اجباری کلاس بندی شده اند. سیاست های تشویق محور شامل سیاست های تشویقی غیرمبتنی بر بازار، سیاست های تشویقی بازار محور، سیاست های تشویقی قابلیت اطمینان محور و سیاست تشویقی زیست محیط محور می باشند. سیاست اجباری نیز بر مبنای سیاست مدل سهم مشخص می باشد که در آن نیروگاه های سنتی برای فروش توان تولیدی خود در حوزه بهره برداری مجبور به تامین درصدی از توان بر اساس منابع بادی می باشند. مدل ارائه شده در این رساله می تواند به عنوان یک ابزار تصمیم گیری در سطح سیاست گذاری برای تحلیل کارآیی بلندمدت سیستم قدرت با در نظر گرفتن سیاست های مختلف و طراحی های مختلف بازار بخصوص سیاست های حمایتی منابع بادی مورد استفاده قرار گیرد. در این رساله تاثیر سیاست های حمایتی طراحی شده بر مسئله برنامه ریزی توسعه تولید نیز بررسی شده است. در انتها نیز به منظور ارزیابی و تحلیل رفتار در بلندمدت و نشان دادن پایداری مدل حمایتی پیشنهادی، از روش پویایی های سیستم استفاده شده است. سیاست های حمایتی طراحی شده می تواند به عنوان یکی از ورودی های مسئله برنامه ریزی توسعه تولید از دیدگاه سرمایه گذاری در محیط رقابتی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مسائل بسیار مهم در مسئله برنامه ریزی توسعه تولید در محیط رقابتی مدل سازی عدم قطعیت استراتژیک بازیگران در دو سطح برنامه-ریزی و بهره برداری می باشد. بر این اساس چارچوب مبتنی بر ترکیب روش برنامه ریزی دینامیکی و تئوری بازی دو سطحی به منظور برنامه ریزی توسعه تولید در محیط رقابتی توسعه یافته است. سطح اول مدل، نشان دهنده رقابت در سرمایه گذاری بین شرکت های تولید مختلف می باشد. سناریو تصمیم گیری رقابتی به صورت بازی ماتریسی تحت عنوان بازی سرمایه گذاری مدل سازی می گردد. هر استراتژی که ترکیبی از بازی سرمایه گذاری می باشد، نشان دهنده گزینه های ممکن برای توسعه ظرفیت تولید می باشد. از طرف دیگر سطح دوم رقابت بین منابع تولیدی را جهت تامین برق مصرفی سیستم مدل سازی می کند که این ماتریس در سطح بهره برداری می باشد. این سناریو نیز که به صورت بازی ماتریس مدل سازی می گردد، بازی ماتریس کورنات نامیده می شود که بازیگران در مقدار با یکدیگر رقابت می کنند. از این رو برای هر یک از گزینه ها، یک بازی کورنات متناظر وجود دارد که بعد از حل آن ها، سود هر یک از این گزینه ها مشخص می گردد. برای محاسبه قیمت بازار و سود شرکت های تولید در میان مدت از روش یادگیری تقویتی استفاده می گردد.

اهمیت پیدا کردن مسایل زیست محیطی در سال های اخیر سبب شده است تا منابع انرژی تجدید-پذیر جایگاه ویژه ای در سبد انرژی اکثر کشورهای دنیا پیدا کنند. به جرأت می توان از منابع بادی به عنوان با اهمیت ترین و پر استفاده ترین منبع تجدید پذیر یاد کرد. مهم ترین چالش نفوذ گسترده منابع بادی در سیستم های قدرت به ذات بی ثبات این منابع مربوط می شود. از سوی دیگر، در محیط تجدید ساختار یافته و با پیشرفت تکنولوژی های ارتباطی، اجرای گسترده برنامه های پاسخگویی بار امکان پذیر گردیده است. از این رو تاثیر برنامه های پاسخگویی بار بر ارزیابی های مختلف سیستم قدرت بایستی مورد توجه قرار گیرد. در این پایان نامه تاثیرات ناشی از عدم قطعیت منابع بادی از دو دیدگاه بهره بردار مستقل سیستم و تولید کننده بادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در قسمت اول بهره برداری از یک سیستم قدرت در حضور منابع بادی با مقیاس بزرگ در قالب یک مسئله برنامه ریزی تصادفی توامان انرژی و ذخیره انجام شده است و نقش منابع پاسخگویی بار در بهبود یکپارچه سازی منابع بادی مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت دوم پایان نامه، یک استراتژی بهینه مبتنی بر ریسک به منظور مشارکت و پیشنهاد دهی تولید کننده باد در بازار رقابتی ارائه گردیده است و تاثیر حضور تولید کننده باد به عنوان خریدار در بازار drx که به صورت متمرکز و دوجانبه در نظر گرفته شده است، مورد تحلیل قرار گرفته است. نهایتاً به منظور سنجش کارایی مدل های پیشنهادی، مطالعات عددی بر اساس داده-های واقعی انجام شده است و نتایج حاصل از شبیه سازی ارزیابی شده است.

در این رساله، با استفاده از برنامه ریزی توسعه تولید و به منظور دستیابی به توسعه پایدار انرژی، سبدهایی برای حمایت از منابع انرژی گسترده تعریف شده است. انجام این تحقیق در دو مرحله صورت پذیرفته است که به ترتیب عبارتند از: 1- ارایه چارچوب تصمیم گیری چند نهادی برای دستیابی به توسعه پایدار؛ 2- ارایه چارچوبی برای مدل سازی تاثیر متقابل سیاست های حمایتی چند منبعی بر یکدیگر و بر نرخ نفوذ منابع و ارزیابی بلند مدت آن ها. در مرحله اول، ابتدا نقش سیاست ها و نهادها در توسعه پایدار بررسی شده است. سپس بر اساس آن، چارچوب تصمیم گیری چند نهادی ارایه شده است. با توجه به تعارض بین اهداف هر یک از نهادها در توسعه پایدار تولید، سطح تعارض راهبردها از دیدگاه نهادهای مختلف بررسی و با لحاظ کردن دیدگاه تمام نهادها، فرآیند برنامه ریزی توسعه تولید مدل سازی شده است. از روش ahp فازی برای تعیین وزن شاخص ها و از روش topsis برای انتخاب بسته های حمایتی استفاده شده است. در این مرحله، برای سنجش دستیابی به توسعه پایدار، شاخص هایی در تمام ابعاد اجتماعی، زیست محیطی و اقتصادی ارایه شده است. در مرحله دوم، برای توسعه منابع انرژی گسترده، سیاست های حمایتی چند منبعی پیشنهاد شده است که در چارچوب ارایه شده، تاثیر متقابل سیاست های حمایتی بر یکدیگر و بر روی رشد سایر منابع و همچنین تاثیر متقابل منابع بزرگ و مستقل بر روی منابع انرژی گسترده مدل سازی شده است. در این بخش از روش پویایی شناسی سیستم برای مدل سازی استفاده شده است و تصمیم گیری تولید با استفاده از روش تئوری بازی پیاده سازی شده است.

افزایش روزافزون نفوذ منابع سمت مصرف علی الخصوص منابع تجدیدپذیر در شبکه های توزیع باعث پیچیدگی بهره برداری و برنامه ریزی سیستم های توزیع می گردد. ریزشبکه ها به عنوان بستری مناسب و منعطف توسعه پیداکرده تا با افزایش رویت پذیری و کنترل پذیری منابع سمت مصرف نفوذ گسترده آن ها را در سیستم های توزیع تسهیل کنند. از طرفی دیگر هر روزه تمایلات مشترکان ارتقاء یافته و سطوح بالاتری از پایایی، پایداری و کیفیت توان را درخواست می نمایند. در چنین محیطی دیگر نمی توان صرفاً با اتکا بر منابع سمت تولید پایایی خواسته شده را برآورده ساخت. زیرا نه ازنظر فنی و نه ازنظر اقتصادی امکان ارتقاء پایایی کل سیستم تا حد بسیار بالا وجود ندارد و از طرفی دیگر، منابع سمت تولید نیز نمی توانند بین مشترکانی که در عمق شبکه توزیع هستند، تبعیض ایجاد کنند. لذا در این رساله مفهوم پایایی منعطف که بیانگر «توانایی یک شبکه در تداوم برق رسانی به مشترکان منتخب در هنگام رخداد خطا» است باهدف ایجاد تمایز بین پایایی مشترکان پیشنهاد می شود. ریزشبکه های هایبرید هم ازنظر فنی و هم ازنظر اقتصادی، امکان پیاده سازی مفهوم پایایی منعطف را در سطح توزیع محقق می کند. بدین منظور ابتدا هزینه بهره برداری ریزشبکه هایبرید و جریان متناوب (سنتی) در شرایط مشابه ای از بار و منابع باهم مقایسه شده و حیات اقتصادی ریزشبکه هایبرید که به واسطه افزایش بازدهی در بهره برداری به دست می آید، بررسی خواهد شد. سپس روند مطالعات ارزیابی پایایی منعطف به دو روش تحلیلی و با استفاده از نظریه گراف به طور مشروح توضیح داده شده و شاخص های ارزیابی پایایی منعطف معرفی می شوند. همچنین فرآیند تدوین استراتژی تخصیص منابع سمت مصرف باهدف دستیابی به سطوح مطلوب پایایی منعطف و کلی در ریزشبکه هایبرید مدلسازی شده است. همچنین نشان داده می شود که با ورود مفهوم پایایی منعطف به مبحث ارزیابی سیستم قدرت بُعد جدیدی به مطالعات پایایی اضافه شده که این امر امکان دستیابی به راهکارهای اقتصادی تر را در مطالعات برنامه ریزی سیستم توزیع فراهم می آورد.

توجه به مسائل زیست محیطی، وابستگی تولید به منابع سوخت های فسیلی و محدودیت این منابع و رشد تقاضا از جمله عواملی هستند که باعث توجه به منابع تجدیدپذیر در سال های اخیر شده است. با توجه به توسعه این منابع، شناخت ویژگی ها و اثرات آن ها باید بیشتر مورد توجه قرار بگیرد. تغییرپذیری در تولید این منابع از جمله ویژگی ذاتی این منابع است که با افزایش سهم این منابع در سبد تولید باید در مطالعات برنامه ریزی و بهره برداری مورد توجه قرار بگیرد. راهکارهای گوناگونی به منظور پوشش این تغییرات ارائه شده است. در این پایان نامه منبع ذخیره ساز و بارهای انرژی ثابت به عنوان دو ابزار مناسب برای مدیریت این تغییرات از دیدگاه بهره بردار مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش مدلسازی، مدل مناسبی برای هزینه سرمایه گذاری و بهره برداری از منبع ذخیره ساز و بارهای انرژی ثابت و تخصیص بهینه این منابع در سیستم قدرت با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط به منابع تجدیدپذیر و بار شبکه ارائه شده است. مدل مربوطه در نرم افزار مناسب شبیه سازی شده و نتایج مربوط به آن افزایش استفاده از منبع بادی در حضور منبع ذخیره ساز و بارهای انرژی ثابت و در نتیجه کاهش هزینه بهره برداری از شبکه را نشان می دهد.

پیدایش منابع تولید پراکنده و استفاده رو به رشد از آنها در سیستم¬های توزیع، ضمن تغییر مراحل بهره¬برداری، این امکان را برای شرکت¬ها فراهم نموده است تا بتوانند از سیستم¬هایی با آلایندگی و هزینه پایین¬تر استفاده نمایند. گسترش و پراکندگی شبکه راه¬آهن و همزمان، افزایش هزینه¬های انرژی برق در سال¬های اخیر با توجه به سیاست¬های دولت در زمینه هدف¬مندی یارانه و آزاد¬سازی تدریجی قیمت حامل¬های انرژی، شرکت راه¬آهن را بر آن داشته است تا به کمک سرمایه¬گذاری در زمینه تولیدات پراکنده، هزینه¬های خود را در بلند مدت به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. تحقیقات انجام شده در این زمینه به موضوعاتی مانند جایابی، پایداری، امنیت و سایر مسائل فنی مربوط به شبکه پرداخته اند و تخصیص سهم بهینه تولید این منابع به صورت ترکیبی، به عنوان موضوع پیرامونی بیان شده است. با توجه به اطلس انرژی کشور، گستردگی شبکه ریلی در ایران و کمبود پیشینه مطالعاتی مرتبط در زمینه کاربرد انرژی¬های تجدید¬پذیر به صورت ترکیبی در صنعت ریلی، در این پایان¬نامه ابتدا به معرفی مساله، مدل سازی و تشریح روش انجام کار در مورد طراحی ظرفیت بهینه از ترکیب¬های متفاوت تولیدات پراکنده (مولد دیزل، مولد فتوولتاییک، مولد بادی و خرید برق از شبکه) در ایستگاه پرداخته شده¬است که هدف اصلی، یافتن ظرفیت بهینه از چیدمان مختلف این سیستم¬ها در تغذیه برق ایستگاه¬ها بصورت مستقل از شبکه می¬باشد و مقایسه¬ای اقتصادی نسبت به تامین برق با روش سنتی در بازه¬ی 20 ساله و تحلیل حساسیت بر روی نرخ تنزیل در انتها انجام گردیده است. برای این منظور از اطلاعات واقعی مصرف ایستگاه راه¬آهن ریگ از استان یزد استفاده شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از شاخص های پیشرفته اقتصادی در کشورهای جهان میزان مصرف و تولید انواع انرژی و از جمله انرژی برق است. افزایش تقاضا و نیاز روزافزون به این انرژی ضرورت افزایش هر چه بیشتر ظرفیت و تولید آن را در کشور ایجاب نموده است.