یکی از راههای کاهش تلفات اهمی در شبکههای توزیع استفاده از تجدید آرایش فیدرهای فشار متوسط به ازای سطوح بار مختلف است. در هر شبکهی توزیع تعدادی کلید وجود دارد که برخی از آنها در حالت عادی باز و برخی دیگر در حالت عادی بسته می باشند. با بستن بعضی از این کلیدهای باز و باز کردن همان تعداد از کلیدهای بسته، میتوان مسیر شارش توان در شبکه های توزیع را به گونهای تغییر داد که تلفات اهمی سیستم کاهش یابد. عملیات تجدید آرایش سیستم توزیع، با مجموعه ای از عملیات کلید زنی صورت می گیرد که یک روش ساده و کم هزینه است و نیازی به افزودن تجهیزات اضافی در شبکه ندارد. از آنجایی که تعداد آرایشهای ممکن یک شبکه توزیع بسیار زیاد است و امکان بررسی تمام آرایشها (مخصوصاً در شبکههای مقیاس بزرگ) برای یافتن آرایش بهینه به راحتی میسر نیست، لذا در این پایان نامه الگوریتم های جدیدی، مبتنی بر نظریه ی گراف برای تجدید آرایش شبکههای توزیع ارائه شده است. با توجه به ماهیت عملیات تجدید آرایش، مهمترین فاکتور در شبکههای توزیع رسیدن به آرایش بهینه ی مطلوب در کوتاهترین زمان ممکن است. در الگوریتم های پیشنهادی ابتدا همهی کلیدها بسته فرض میشوند، لذا این الگوریتم ها به شرایط اولیه ی شبکه وابسته نخواهند بود. با بسته شدن تمامی کلیدها، سیستم توزیع به صورت یک ابر گراف مدل میشود و وزنهایی به هر یک از شاخههای این گراف نسبت داده میشود. وزن ها براساس شاخص تلفات توان سیستم توزیع و توان عبوری خطوط تعیین شده اند. در تجدید آرایش مبتنی بر نظریه ی گراف، هدف یافتن یک درخت بهینهی مطلق است. در روش های ارائه شده، این امر با استفاده از الگوریتم های توسعه یافته ی نظریه ی گراف، شامل الگوریتم های کروسکال حافظه دار، دایجکسترای اصلاح شده و همچنین مفاهیم اغتشاش و نقطه های بحرانی انجام شده است. در این پایان نامه دو الگوریتم ابتکاری مبتنی بر نظریه ی گراف پیشنهاد شده است. در الگوریتم اول با انتخاب شدن هر کلید بهینه، وزن های نسبت داده شده به خطوط با انجام دوباره ی محاسبات پخش بار به روز می شوند. در این الگوریتم باس بحرانی، باسی است که کمترین ولتاژ را در یک حلقه با کمترین تلفات دارا می باشد. در الگوریتم دوم برای کاهش هرچه بیشتر زمان، محاسبات پخش بار برای تعیین وزن ها نسبت داده شده به خطوط یکبار و آن هم در حالت غربالی انجام می شود و باس بحرانی با توجه به جهت شارش توان های اکتیو و راکتیو تعیین می شود. الگوریتم های پیشنهادی بر روی چهار سیستم توزیع نمونه اجرا شده اند. نتایج به دست آمده برتری الگوریتم های پیشنهادی را در مقایسه با روشهای دیگر نشان می دهد.

امروزه افزایش قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت یکی از اصلیترین ضروریات برنامه ریزیهای شبکه محسوب می شود. در این میان بررسی قابلیت اطمینان از نقطه نظر تولید نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از طرفی استفاده از منابع تجدیدپذیر نیز روز به روز در حال افزایش است، که استفاده از مزارع بادی با توجه به امکان تولید انرژی در حجم بالاتر، ارزانتر بودن و دسترسی به آن در سطح جغرافیایی وسیعتر اهمیت پیدا می کند. لیکن نظر به وابستگی تولید مزارع بادی به باد که تقریباً یک منبع غیرقابل پیش بینی و دارای خصوصیات تصادفی است، توان خروجی این مزارع نیز به تبع آن شکلی تصادفی خواهد داشت. در این راستا، مدلی مناسب برای پیش بینی سرعت باد در این مطالعه در نظر گرفته شده است. روش ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه در این پژوهش روش تحلیلی می باشد. جهت ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم مورد مطالعه با حضور مزارع بادی، مدلی مطلوب برای واحد توربین و مزرعه بادی مورد نیاز است. در این پژوهش روش تواتر و مدت زمان برای مدلسازی مزرعه بادی مانند یک واحد تولید مرسوم چند حالته استفاده می شود. احتمال، تواتر رخداد و نرخ خروج هر حالت را میتوان با استفاده از ویژگیهای مربوط به رژیم باد، توربین و مزرعه بادی بدست آورد. از جمله ویژگیهای این روش، دستیابی به تواتر سالیانه و مدت زمان میانگینِ عدم تأمین بار در حضور مزارع بادی است. برای دستیابی به مدلی دقیقتر برای مزارع بادی، پدیده ای به نام اثر سایه در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته که با استفاده از مدلی مناسب، میزان کاهش توان مزرعه بادی محاسبه می شود. سیستم تولید در نظر گرفته شده در این تحقیق شامل چند واحد مرسوم است که به عنوان سیستم اصلی برای مطالعه ارزیابی قابلیت اطمینان معرفی می شود. جهت بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم قدرت، مزرعه بادی به عنوان یک سیستم کمک رسان برای سیستم اصلی در نظر گرفته شده و محدودیتهای موجود (خطوط انتقال ارتباطی) در سیستمهای بهم پیوسته نیز در این مطالعه منظور می شوند.

مکان یابی بهینه ی تجهیزات حفاظتی یکی از مهم ترین روش های بهبود قابلیت اطمینان و کیفیت توان شبکه های توزیع می باشد. در این پایان نامه روش جدیدی مبتنی بر بهینه سازی چندهدفی فازی به منظور تعیین نوع، تعداد و مکان بهینه ی تجهیزات حفاظتی شامل فیوز، ریکلوزر و سکشنالایزر با هدف بهبود قابلیت اطمینان سیستم و کاهش هزینه ها ارائه شده است. هزینه ها شامل هزینه های سرمایه گذاری به منظور خرید و نصب تجهیزات حفاظتی می باشد و هدف بهبود قابلیت اطمینان با توجه به تأثیر هر یک از ادوات مذکور بر قابلیت اطمینان سیستم با حداقل سازی خسارت مشترکین و خاموشی های گذرا دنبال می شود. در فرآیند مکان یابی سایر ملاحظاتِ محدودیت بودجه، هماهنگی تجهیزات حفاظتی و روش حفاظتی سیستم نیز مورد توجه قرار گرفته است. هم چنین به منظور ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم الگوریتمی مبتنی بر روش آنالیز اثر حالات خطا ارائه شده است که در مکان یابی تجهیزات حفاظتی مورد استفاده قرار می گیرد. در جستجوی پاسخ بهینه نیز از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. روش پیشنهادی روی یک شبکه ی توزیع نمونه در آزمایش های متعددی پیاده سازی و نتایج مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است.

به مدارآوردن نیروگاه ها یکی از مسائل مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت است و از آنجا که محدودیت ها و پارامترهای زیادی در آن مطرح است از پیچیدگی بالایی برخوردار است. در این پژوهش یک روش جدید مبتنی بر الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات با ضرایب شتاب متغیر برای حل مسأله ی به مدار آوردن نیروگاه ها ارائه شده است. با تغییر ضرایب شتاب در الگوریتم تجمع ذرات از همگرایی سریع آن جلوگیری و باعث همگرایی به سمت جواب بهینه می شود. همچنین در روش پیشنهادی از کدبندی عدد صحیح (برای برآوری محدودیت های حداقل زمان روشن/ خاموش) و کدبندی باینری (برای برآوری قید ذخیره ی چرخان) استفاده شده است. با استفاده از الگوریتم بهینه سازی پیشنهادی، به خوبی می توان هزینه کل به مدار آوردن نیروگاه ها را کمینه کرد. شبیه سازی ها در سیستم های آزمایشی متنوع و با تعداد واحدهای مختلف انجام شده که در آن ها تمامی قیود مطرح در به مدار آوردن نیروگاه ها (شامل: قیود حداقل زمان روشن / خاموش، ذخیره ی چرخان و قیود نرخ افزایشی / کاهشی) لحاظ شده است. نتایج اجرای روش پیشنهادی در همه ی سیستم های آزمایشی با سایر روش های مطرح موجود مقایسه شده اند که نتایج مقایسه گویای برتری الگوریتم پیشنهادی در همگرایی بهتر به جواب بهینه در مقایسه با سایر روش های موجود است.

با توجه به افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از آلودگی نیروگاه های فسیلی، ضروری است در توزیع بار بین نیروگاه ها علاوه بر مسائل اقتصادی، ملاحظات زیست محیطی نیز در نظر گرفته شود. برای این منظور در این پژوهش مسأله ی توزیع اقتصادی زیستمحیطی بار با در نظر گرفتن محدودیت های مختلف سیستم قدرت مطالعه و بررسی شده است. برای در نظر گرفتن ملاحظات زیست محیطی در مسأله ی توزیع بار بین واحد های تولیدی، ابتدا با ترکیب اهداف هزینه ی بهره برداری و آلودگی تولیدی، مسأله به صورت تک هدفه مدل سازی شده و سپس با استفاده از روش بهینه سازی جدیدی مبتنی بر جهش قورباغه که از سرعت و دقت بالایی برخوردار است، مسأله ی مزبور حل شده است. در ادامه با توجه به اینکه اهداف مسأله از یک جنس نیستند و گاهی در تناقض با یکدیگر می باشند، برای مدل سازی واقعی تر، مسأله ی توزیع اقتصادی زیست محیطی بار به صورت یک مسأله ی بهینه سازی دوهدفه مطرح شده که در آن هزینه ی بهره برداری و آلودگی تولیدی نیروگاه ها به صورت توابع هدف جداگانه مدل سازی و کمینه می گردند. برای حل این مسأله از الگوریتم جهش قورباغه ی چند هدفه استفاده شده است. امروزه با افزایش نفوذ نیروگاه بادی در سیستم قدرت، با توجه به ماهیت غیر قابل پیش بینی توان خروجی این نیروگاه ها، ریسک تأمین نشدن بار افزایش می یابد. به همین دلیل در این پایان نامه مسأله ی توزیع اقتصادی زیست محیطی بار با در نظر گرفتن ریسک ناشی از نیروگاه های بادی نیز مطالعه و بررسی شده است که در این مسأله اهداف کاهش هزینه ی بهره برداری، آلودگی و سطح ریسک سیستم به صورت هم زمان مطرح می باشند. در پایان به منظور ارزیابی کارایی روش های بهینه سازی معرفی شده، نتایج حاصله با روش های دیگر مقایسه شده است. نتایج مطالعات عددی برتری روش های پیشنهادی را نشان می دهد.

امروزه، توزیع بار بین واحدهای تولید کنند? انرژی به نحوی که کم ترین هزینه را به همراه داشته باشد، یکی از مهم ترین مسائل در بهره برداری از سیستم های قدرت بشمار می آید. این مسأله در شکل ابتدایی آن ماهیتی خطی و همگن داشته ولی در طی سال های اخیر مدل های کامل تر و جامع تری از این مسأله مطرح شده است که ماهیت این مسأله را غیرخطی و حتی غیرهمگن نموده است. تاکنون روش های گوناگونی جهت حل این مسأله، در کتب و مقالات مختلف ذکر شده است. در این پایان نامه، از روشی جدید به نام الگوریتم جستجوی گرانشی که مبتنی بر هوش جمعی می باشد به منظور حل مسأله توزیع اقتصادی و توزیع اقتصادی دینامیکی بار بین نیروگاه ها استفاده شده است. این الگوریتم برای حل انواع پیچیده مسأل? توزیع اقتصادی بار که شامل توابع غیرخطی هزینه مانند قید شیر ورودی بخار، قیود نرخ افزایش و یا کاهش تولید نیروگاه ها، نیروگاه های چند سوختی و قیود مربوط به مناطق ممنوعه می باشد، بر روی چندین تست سیستم متداول اعمال، و نتایج بررسی شده است. یافته های حاصل از این پایان نامه در قیاس با نتایج بدست آمده در مقالات معتبر منتشر شده نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی می تواند در حل انواع مسائل توزیع اقتصادی بار به کار گرفته شده و نتایج مناسبی را به دست دهد. به علاوه زمان همگرایی مناسب و سادگی الگوریتم نیز از دیگر مزایای روش پیشنهادی در حل این مسأله می باشند.

در این تحقیق با بازنگری در فلسفه ی طراحی و توسعه ی پست های توزیع، مدل سازی جدیدی برای اجزای هزینه در امر جایابی پست ها و به دنبال آن روش حل مناسبی به منظور دست یابی به پاسخی عملی و کاربردی ارائه شده است. در این تحقیق، یک مدل چندهدفه برای فضای مسأله ارائه می شود که به کمک آن سعی شده ضمن کاهش هزینه ی پست ها، ملاحظات مربوط به شبکه ی پایین دست نیز درنظرگرفته شده و طراحی آن مورد توجه قرارگیرد. در این مدل از فاصله ی میان هر بار و پست تغذیه کننده اش به عنوان شاخصی استفاده می شود که با کاهش یافتن آن، کاهش در تلفات و هزینه های احداث فیدر و نیز رعایت افت ولتاژ انتظار می رود و از این رو کمینه نمودن این فاصله در کنار هدف اصلی یعنی کاهش هزینه های مربوط به پست در تابع هدف کلی دنبال می گردد. برای حل مدل پیشنهادی، از دو روش حل جدید مبتنی بر روش های بهینه سازی با معیارهای چندگانه استفاده شده است. روش اول برمبنای روش چندهدفه ی فازی بوده و برای حل آن ویرایش جدیدی از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر تولیدمثل انسان به کاربرده شده است. روش بهینه سازی دوم برمبنای الگوریتم ژنتیک مرتب شده ی مغلوب نشدنی بوده و متناسب با مسأله ی بهینه سازی موردنظر تطبیق یافته است. به کمک روش پیشنهادی، ضمن برطرف شدن مشکل ترکیب اجزای هزینه با ماهیت و مقیاس متفاوت، انعطاف پذیری لازم برای طراح در امر تعیین مکان و ظرفیت پست ها ایجاد شده است. نتایج حاصل از اجرای مدل پیشنهادی بر روی یک سیستم فرضی نشان می دهدکه طراحی پست های توزیع می تواند متناسب با درجه ی اهمیت مورد نظر کاربر برای کاهش هزینه های پست ها و یا ملاحظات مربوط به شبکه ی پایین دست متفاوت باشد.

برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولید، یکی از بخش های پر هزینه بهره برداری از نیروگاه ها می باشد که بهینه سازی آن از نظر اقتصادی می تواند موجب بالا بردن راندمان مالی واحدها شود. با ظهور بازار برق، تجدید ساختار در صنعت برق، خصوصی شدن واحدهای تولیدی، رقابت برای کاهش هزینه تولید و افزایش راندمان اقتصادی واحدها، روش های کلاسیک برنامه ریزی تعمیرات با ناکارآمدی عمده مواجه شدند. خصوصی سازی و رقابتی شدن تولید انرژی از مهم ترین ویژگی های محیط تجدید ساختار یافته بودند که نیاز به روش های مدرن برنامه ریزی تعمیرات را ملموس می ساختند. در این پژوهش برنامه ریزی تعمیرات به گونه ای صورت پذیرفته است که مطابق با اصول و قواعد بازارهای آزاد بوده و ضمناً توانایی حفظ امنیت و قابلیت اطمینان شبکه قدرت را دارا باشد. تهیه و تدوین روشی نوین جهت جلوگیری از اعمال قدرت بازار توسط بازیگران راهبردی و تدوین مکانیزمی منصفانه برای برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی در محیط بازار از عمده محورهای صورت گرفته در این پژوهش می باشد. به موازات ارائه راهکارهای اقتصادی جهت ایجاد یک بازار رقابتی کامل، تاثیر خروج هریک از واحدهای تولیدی بر روی امنیت بهره برداری شبکه انتقال قدرت آنالیز شده اند. نهایتاً هدف برنامه ریزی تعمیرات مطرح شده، تدوین روشی منصفانه برای تعمیرات واحدهای خصوصی است بگونه ای که ضمن تضمین امنیت بهره برداری از شبکه قدرت منجر به بیشینه سازی رفاه عمومی گردد.

علی رغم اینکه حضور سیستم های باتری ذخیره ساز انرژی در شبکه قدرت پاسخی برای حل بسیاری از مشکلات موجود در شبکه است؛ اما خود این سیستم ها، چالش عمده ای بر سر راه توسعه استفاده در شبکه قدرت وتامین هزینه های بالای خود دارند. برای پوشش هزینه های سرمایه گذاری سیستم-هایباتری ذخیره ساز انرژی، راه حل پیشنهادی در این تحقیق، استفاده از آن ها در کاربرد تأمین ظرفیت و حضورشان در مطالعات پایه شبکه می باشد؛ به گونه ای که سیستم های ذخیره ساز قادر باشند تمامی هزینه های مربوطه و یا درصد عمده ای از آن را پوشش دهند. یکی از دلایل عدم توسعه حضور سیستم های باتری ذخیره ساز انرژی در شبکه قدرت، آشنا نبودن طراحان با ویژگی ها و محدودیت های این سیستم ها می باشد. بنابراین، ابتدا اینویژگی ها و محدودیت ها با توجه نوع تکنولوژی مطرح شده و ضمن بررسی انواع مختلف، محدودیت ها و پارامتر های خاص هر تکنولوژی به فاکتورهای هزینه تبدیل و مدلسازی مناسبی ارائه می گردد. پس از آن،مسائل طراحی گسترش خطوط انتقال و طراحیهمزمان آن با مسأله گسترش تولید به عنوان دو مطالعه پایه شبکه قدرت معرفی می گردند.توابع هدف و قیود در نظر گرفته شده در هر یک از این مسائل با حضور سیستم ذخیره ساز انرژی اصلاح می گردند. در این حالت شبکه قدرت با استفاده از پخش بار بهینه مستقیم مدل گردیده وهر یک از توابع هدف به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی بهبود یافتهکمینه سازی می شود.نهایتاً،مدل سازی های ارائه شده با حضور باتری وانادیومیبه ترتیب بر روی شبکه گارور و شبکه گارور اصلاح شده پیاده سازی می گردند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در مدل طراحی گسترش خطوط انتقال، ذخیره ساز موفق به حضور در طرح گسترش شبکه نگردید. علت آن علاوه بر بالا بودن هزینه های نسبی ذخیره ساز در مقایسه با هزینه گسترش شبکه، نیاز به بالابودن نسبت حضور ذخیره ساز در مقایسه با پیک بار در شبکه گارور می باشد که منجر به نقض قیود ذخیره ساز در این سیستم می گردد. به گونه ای که در سیستم هایبزرگتر و دارای پیک بار بیشتر،با در نظر گرفتن فاکتور کاهش احتمال انتخاب ذخیره سازهای ارزان تر وجود دارد. در توسعه همزمان انتقال و تولید و با در نظر گرفتن فاکتور کاهش معینی در هزینه سرمایه گذاری سیستم های ذخیره ساز، این سیستم ها می توانند جایگزین بخشی از ظرفیت تولید گشته و هزینه بهره-برداری کل شبکه را نیز کاهش دهند و به این طریق بخش عمده ای از هزینه های سرمایه گذاری خود را پوشش دهند.

قابلیت اطمینان شبکه های قدرت به تعداد قطعی ها وابسته است که برای بهبود آن بایستی هماهنگی عایقی شبکه را مورد توجه قرار داد.بنابراین نصب برقگیر، بهترین المان حفاظتی جهت کنترل اضافه ولتاژ های ناشی از صاعقه و افزایش قابلیت اطمینان شبکه است. در حالت ایده آل برای حذف کامل تنش های شبکه بایستی روی هرکدام از تیرهای شبکه توزیع از برقگیر استفاده شود؛ اما نیازی به حذف کامل همه تنش ها وجود ندارد چرا که طراحی های مهندسی با قبول یک مقدار مشخص ریسک انجام می شوند. مضافا براینکه محدودیت های سرمایه گذاری نیز وجود دارند. در نتیجه برای بهبود عملکرد شبکه، انتخاب موثر برقگیر بایستی مورد توجه قرار گیرد. انتخاب موثر انتخابی است که محل بهینه برقگیر در نقاط مختلف را بگونه ای تعیین کند که ضمن تحمیل هزینه کمتر، به بازدهی بیشتری در جهت بهبود عملکرد شبکه منجر شود. در این پایان نامه نخست روشی آماری مبتنی بر روش شبیه سازی مونت کارلو برای بررسی تنش های ناشی از برخورد صاعقه به سیم هادی، سیم گارد و یا زمین در شبکه توزیع معرفی شده و سپس با استفاده از نتایج آن، ریسک عایقی شبکه محاسبه می گردد. در نهایت با استفاده از یک روش بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک، محل بهینه برقگیرها در شبکه توزیع مشخص می گردد. با توجه به اهمیت تجهیزات مختلف شبکه و هم چنین شارش مقادیر متفاوت توان در خطوط مختلف شبکه، یک تابع وزن دار برای محاسبه ریسک عایقی مورد استفاده قرار می گیرد که با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی بدست می-آید. الگوریتم ارائه شده می تواند با در نظر گرفتن نوع و تعداد مشخصی برقگیر، مینیمم ریسک شبکه را تعیین کند. اما بصورت غیر مستقیم می تواند برای تعیین مینیمم برقگیر لازم جهت رسیدن به یک مقدار مطلوب ریسک نیز بکار رود. هدف اصلی این پایان نامه معرفی روشی جهت بهبود طرح های حفاظتی شبکه های توزیع در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه است که با استفاده موثر از برقگیر و سیم گارد انجام شده است. روش پیشنهادی، ریسک عایقی ناشی از اضافه ولتاژهای صاعقه و هم چنین تاثیر شرایط جوی را در نرخ تخلیه الکتریکی ناشی از صاعقه در نظر می گیرد. بعلاوه قادر است برخی ملاحظات اقتصادی اعم از هزینه سرمایه گذاری تجهیرات حفاظتی و هزینه خاموشی را نیز در بهینه سازی وارد کند. الگوریتم ارائه شده می تواند با در نظر گرفتن نوع و تعداد مشخصی برقگیر، مینیمم ریسک شبکه را تعیین کند که با در نظر گرفتن ملاک های فنی و اقتصادی ریسک عایقی شبکه را با جایابی 250 عدد برقگیر به 78/57 درصد رسانده است که منجر به کاهش 34/26 درصدی در مقایسه با ریسک شبکه بدون حفاظت شده است و هم چنین بصورت غیر مستقیم می تواند برای تعیین مینیمم برقگیر لازم جهت رسیدن به یک مقدار مطلوب ریسک نیز بکار رود. در متدهای پیشین تمامی نواحی شبکه با یک درجه اهمیت بررسی می شوند در حالیکه عملا اهمیت تمامی نقاط شبکه یکسان نمی باشند. در نتیجه برای افزایش کارایی بهینه سازی در این پایان نامه از ریسک وزن دار شبکه استفاده شده است که اندیس های فنی و اقتصادی جهت وزن دهی نقاط شبکه اعمال شده اند. در ملاک اقتصادی هر تیر برق با توجه به مجموع هزینه خاموشی و ارزش تجهیز حفاظتی (سیم گارد یا برقگیر) نصب شده در آن نقطه وزن دهی می شود که نسبت به گران ترین تیر برق پریونیت شده است. با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی هزینه خاموشی و تجهیزات نسبت به متد های پیشین 25 درصد کاهش یافته است. در روش های مرسوم، محل اصابت ضربات صاعقه ثابت فرض شده در حالیکه محل وقوع تنش در نقاط مختلف شبکه متناسب با آرایش شبکه و پارامترهای آن متغیر است. در این پایان نامه با توجه به تصادفی بودن محل اصابت ضربات صاعقه، ریسک عایقی هر نقطه بصورت مجموع ریسک خرابی ناشی از sf، bf و ifمحاسبه شده که به این منظور یک مدل احتمالاتی برای انتگرال ریسک ناشی از ضربات صاعقه معرفی گردیده است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد. روش بهینه سازی بر پایه الگوریتم ژنتیک توسعه پیدا کرده است. الگوریتم ژنتیک برای حل مسائل گسسته کارائی مناسبی داشته و با توجه به کدگذاری دودوئی کروموزوم ها در مبحث جایابی روال ساده ای را دنبال خواهد نمود و با توجه به سادگی پیاده سازی و سرعت بهینه سازی، به عنوان یک ابزار مناسب جهت حل مسئله مربوط به بهینه سازی در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه نتایج بدست آمده از روش های مرسوم با نتایج حاصل از بهینه سازی ارائه شده در این پایان نامه، نشان می دهد که استفاده از روش پیشنهادی برای مینیمم سازی شبکه از روش های متداول کاراتر است زیرا می توان گفت این روش برآورد مناسبی از نقاط بهینه را فراهم می کند و این خود ارزش کافی برای استفاده از آن را ایجاد می نماید و هم چنین با توجه به اینکه رسیدن به یک مقدار مشخص ریسک بعنوان تابع هدف تعریف شده، پس صرف نظر از اینکه جواب مسئله یکتا باشد قابلیت رسیدن به آن مقدار مشخص ریسک را دارد.

در این پایان نامه سعی شده است اثر منابع تولید پراکنده از جهات مختلف بر قابلیت اطمینان شبکه های توزیع بررسی گردد. با توجه به افزایش آهنگ رشد مصرف انرژی الکتریکی در سال های اخیر و به موازات آن توجه بیشتر به مباحث قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع، ورود منابع تولید پراکنده به این سیستم و تأثیر مستقیم این منابع بر شاخص های قابلیت اطمینان، نیاز بیش از پیش به مکان یابی این منابع ایجاد شده است. دراین پژوهش پس از بحث و تشریح تأثیرات منابع تولید پراکنده بر قابلیت اطمینان سیستم، از روشی مبتنی بر ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان برای تحلیل انواع منابع تولید پراکنده بر شبکه توزیع استفاده شده است. پس از آن با استفاده از شاخص هزینه خسارت خاموشی مشترکین و ابزاری که برای بهینه سازی این شاخص در سیستم بر پایه الگوریتم کاوشگر باکتریایی تهیه شده است به تحلیل یک شبکه واقعی می پردازیم. سپس در حضور انواع مختلف منابع تولید پراکنده که در متن پایان نامه به آن ها اشاره شده، در آزمایشات و ترکیب های متنوعی بهترین مکان های نصب این منابع ارائه شده است.

اگر برق کالایی ساده بود؛ این امکان بود که کیلووات ساعت ها را مانند چند کیلوگرم آرد یا تعدادی دستگاه تلویزیون بر هم انباشت؛ به گونه ای که مصرف کننده به محض روشن کردن چراغ یا راه اندازی فرآیند صنعتی، از آن استفاده نماید. این مفهوم با وجود پیشرفت های اخیر در فن آوری ذخیره برق و میکرو مولدها هنوز به صورت فنی یا اقتصادی، شدنی نیست. هنوز در تحویل پیوسته و مطمئن انرژی الکتریکی نیاز به نیروگاه های بزرگی است که به واسطه شبکه انتقال و توزیع به مصرف کنندگان مرتبط می شوند و تقریباً در همه نواحی جهان، نمی توان این فرض را پذیرفت که انرژی الکتریکی به گونه ای مبادله می شود که گویی مولدها و بارها به باس یکسانی متصل هستند. قیود انتقال و تلفات در شبکه ای که مولدها و بارها را به هم متصل می نماید، می تواند بازار انرژی الکتریکی را دست خوش اعوجاج های عمده ای نماید. در دهه های اخیر شرکت های برق در بسیاری از نقاط جهان با مفاهیم تجدید ساختار، دسترسی آزاد و خصوصی سازی مواجه شده اند. از آنجا که در سیستم های تجدید ساختار یافته، تولید در انحصار دولت نمی باشد، امکان انجام فعالیت های اقتصادی به گونه ای مناسب برای تولید کنندگان انرژی الکتریکی فراهم می گردد. در این شرایط مصرف کنندگان نیز برای خرید انرژی الکتریکی مورد نیاز خود از تولید کننده مناسب، قدرت انتخاب بیشتری دارند. در چنین شرایطی مفهوم دسترسی آزاد تمام شرکت کنندگان و بازیگران بازار به شبکه انتقال ضروری به نظر می رسد، به گونه ای که هر ناحیه بتواند برای تأمین انرژی خود از تولید کنندگان ارزان تر که شاید در نواحی دیگر باشند از طریق شبکه انتقال ایمن و بهم پیوسته اقدام نماید. اما از سوی دیگر مفهوم دسترسی آزاد، سبب پیچیدگی هایی در بهره-برداری ایمن از شبکه انتقال گردیده است. شاخص قابلیت تبادل ((tc برای اطمینان از بهره برداری مناسب و ایمن شبکه انتقال و جلوگیری از بروز اضافه بارها و یا افت ولتاژهای غیر مجاز در شبکه تعریف می گردد. هرچند که این مفهوم در شبکه های سنتی نیز بیشتر با در نظر گرفتن اهداف طراحی مورد ارزیابی قرار می گرفته است اما انجام تجدید ساختار در صنعت برق و ظهور مفاهیمی از قبیل حقوق فیزیکی انتقال، مدیریت ریسک انتقال و ... سبب شده است که تعیین مقدار دقیق قابلیت تبادل، به یکی از اطلاعات با ارزش برای بازیگران بازار از یک سو و برای طراحان و بهره برداران از سوی دیگر تبدیل شود. از آنجا که طراحی و توسعه شبکه انتقال امری هزینه بر و وقت گیر می باشد، طراحان سیستم قسمتی از تصمیم گیری های کلان خود را برای گسترش شبکه های انتقال با توجه به این شاخص انجام می دهند. بهره برداران نیز سیستمی را که قابلیت تبادل مناسبی بین نواحی آن وجود دارد، ایمن تر در نظر می گیرند. تاکنون روش های متعددی برای تعیین قابلیت تبادل شبکه ارائه شده است. در اکثر این روش ها که عمدتاً روش های ارزیابی قطعی می باشند، ساده سازی های متعددی انجام شده است. ارزیابی قابلیت تبادل توان باید اطلاعاتی دقیق و واقعی در مورد توانایی شبکه جهت افزایش مطمئن تبادل توان بین نواحی فراهم نماید. از سوی دیگر روش های قطعی تعیین قابلیت تبادل، مقادیر بسیار محافظ کارانه و دور از واقعیت برای یک شبکه در نظر می گیرند. انتخاب این مقادیر نه چندان عملی، سبب بهره برداری غیراقتصادی و کم بازده از سیستم انتقال می گردد. بنابراین در این پایان نامه ما بر آن شدیم که به بررسی مسئله قابلیت تبادل توان با در نظر عدم قطعیت ها در سیستم های قدرت بپردازیم. سعی شده است روشی ارائه شود که بتواند شاخص های مورد نیاز جهت تصمیم گیری درست را در اختیار طراحان، بهره برداران و دیگر بازیگران بازار رقابت انرژی الکتریکی قرار دهد.

با توجه به این که کاهش زمان بازآرایی فیدر های فشار متوسط شبکه توزیع در هنگام وقوع خطا های دائمی از اهمیت بالایی برخوردار است، در این پایان نامه کلیدهای هوشمند vit معرفی و نقش آن در بهبود قابلیت اطمینان فیدرهای فشار متوسط شبکه توزیع بررسی می شود.نتایج حاصل از این تحلیل با شبکه فاقد این تجهیز مقایسه و تأثیر آن روی شاخص های قابلیت اطمینان، با محاسبات عددی شاخص های قابلیت اطمینان شبکه به روش محاسبه اثر خطا(fea) ،ارزیابی و ارائه می گردد.از آنجا که شبکه توزیع از گستردگی و پراکندگی نقاط بار و تعدد تجهیزات بکار رفته در آن برخوردار است در عمل این نحوه محاسبه قابل کاربرد نبوده و نیاز به صرف زمان و هزینه داشته و حتی اشتباه در محاسبات اجتناب ناپذیر می باشد. از این رو در این تحقیق، فیدری واقعی در شبکه توزیع که کلیدهای هوشمند vit روی آن نصب شده و بهره برداری گردیده در نرم افزار digsilent powerfactory شبیه سازی و شاخص های قابلیت اطمینان فیدر با توجه به داده های میدانی آمارهای ثبت شده سالانه ، قبل و بعد از نصب کلیدهای هوشمند vit مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و نتایج حاصله ارائه می گردد. از مهمترین مزایای این تجهیزات بهره برداری در شبکه های حلقوی، بازآرایی سریع، بهبود شاخص های قابلیت اطمینان ، کاهش انرژی توزیع نشده و عدم نیاز به زیرساخت های مخابراتی می باشد.

مسأله ی طراحی سیستم توزیع، به عنوان یکی از مهم ترین فعالیت های شرکت های توزیع برق مطرح می باشد که شامل تعیین تجهیزات جدیدی که باید نصب و تجهیزات موجودی که باید ارتقا داده شوند تا سیستم جوابگوی تقاضای بار پیش بینی شده باشد، است. حضور نیروگاه های بادی در شبکه ی توزیع با رفتار احتمالاتی ناشی از تغییرات سرعت باد بر پیچیدگی مسأله ی فوق می افزاید و ضرورت استفاده از روش های احتمالاتی در امر طراحی سیستم توزیع را دوچندان می کند. در این تحقیق با ارائه یک مدل احتمالاتی مناسب برای نیروگاه های بادی به ارزیابی وضعیت سیستم توزیع پرداخته شده است. تابع هدف مسأله ی طراحی سیستم توزیع با در نظرگرفتن هزینه های سرمایه گذاری، تعمیرات و نگهداری پست ها، فیدرها و نیروگاه های بادی و نیز هزینه های تلفات توان و انرژی مربوط به پست و فیدر و هزینه های بهره برداری فرمول بندی ریاضی شده که باید با لحاظ کردن قیود ظرفیت پست ها، فیدرها و نیروگاه های بادی و محدودیت های اندازه ی ولتاژ نقاط بار و رعایت ساختار شعاعی شبکه، بهینه گردد. سپس از الگوریتم ژنتیک با عملگرهای تقاطع و جهش به عنوان ابزاری برای بهینه سازی برای حل مسأله طراحی سیستم در حضور نیروگاه های بادی جهت پیدا کردن مکان و ظرفیت بهینه ی پست ها، فیدرها و نیروگاه های بادی به عنوان متغیرهای تصمیم مسأله، استفاده شده است. کارایی روش بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی دو شبکه ی توزیع نمونه نشان داده شده و هزینه های مختلف طراحی سیستم توزیع در دو حالت حضور و عدم حضور نیروگاه های بادی در شبکه مورد مقایسه قرارگرفته است. در انتها نیز با انجام چند آزمایش، حساسیت امر طراحی سیستم توزیع نسبت به ظرفیت های مختلف، ضریب نفوذهای متفاوت و هزینه های سرمایه گذاری مختلف نیروگاه های بادی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از اجرای مدل پیشنهادی نشان می دهد که طراحی سیستم توزیع در حضور نیروگاه های بادی می تواند منجر به طرح هایی با هزینه ی کمتر گردد.

بیشترین سهم تلفات در یک سیستم قدرت مربوط به بخش توزیع است که همواره مورد توجه بوده است. از جمله عوامل مهم در افزایش تلفات در شبکه توزیع وجود جریان های راکتیو است، متداول ترین روش جبران توان راکتیو در سیستم توزیع استفاده از خازن های موازی می باشد. خازن گذاری علاوه بر کاهش تلفات انرژی، کاهش تلفات پیک و آزادسازی ظرفیت شبکه باعث بهبود پروفایل ولتاژ می شود. مسئله مورد توجه در خازن گذاری، جایابی و مقداریابی بهینه خازن است به نحوی که سود حاصل از خازن گذاری بیشینه گردد. از طرف دیگر حضور نیروگاه های بادی در شبکه ی توزیع با رفتار احتمالاتی و خروجی غیرقابل پیش بینی بر پیچیدگی مسئله ی فوق می افزاید. در این تحقیق با ارائه ی یک مدل مناسب برای بار و نیروگاه های بادی، به عنوان منابع عدم قطعیت، به ارزیابی احتمالاتی سیستم در حضور این منابع پرداخته شده است و بر مبنای آن مسئله ی تعیین مکان و ظرفیت بهینه ی خازن ها در شبکه توزیع مدل سازی و حل شده است. تابع هدف مسئله خازن گذاری با در نظر گرفتن هزینه های خازن ها، تعمیرات و نگهداری آن ها، تلفات انرژی و توان و همچنین با لحاظ کردن قیود سیستم در نظر گرفته شده و سپس از الگوریتم فاخته برای بهینه سازی مسئله ی فوق استفاده شده است. در نهایت کارآیی روش بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی شبکه ی نمونه 33 نشان داده شده است.

برنامه ریزی توسعه ی تولید اولین گام در برنامه ریزی سیستم قدرت است که به منظور برنامه ریزی احداث انواع واحدهای تولید توان در یک بازه ی بلند مدت، با هدف حداقل کردن هزینه ی مسأله انجام می گیرد. با گسترش روزافزون مصرف برق و توسعه ی صنعتی، برنامه ریزی برای توسعه ی سیستم تولید توان بیش از پیش مورد نیاز است. در این میان، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر با توجه به مزیت های قابل توجه آن روز به روز در حال افزایش است، که استفاده از نیروگاه های بادی با توجه به امکان تولید توان در حجم بالاتر، ارزان تر بودن و امکان بیشتر دسترسی به آن در سطح وسیع تر به لحاظ جغرافیایی، اهمیت بیشتری یافته است. با توجه به ماهیت تصادفی سرعت باد، باید مدلی چند حالته برای در نظر گرفتن این واحدها در مسأله ی برنامه ریزی توسعه تولید استفاده کرد. در این راستا، نحوه ی در نظر گرفتن مدل توان خروجی نیروگاه های بادی برای یک بازه ی بلند مدت، از مقالات استخراج شده است. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی مسأله استفاده شده است. در پژوهش حاضر، برنامه ریزی توسعه ی تولید با حضور نیروگاه های بادی در روند برنامه ریزی مورد مطالعه قرار گرفته است؛ به این ترتیب که، با توجه به رشد روز افزون صنعت ساخت واحدهای مزارع بادی و کاهش هزینه ی احداث این نیروگاه-ها، به ازای هر کیلو وات توان بادی، حساسیت مسأله ی برنامه ریزی توسعه ی تولید به تغییر این هزینه بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، به ازای کاهش 10 درصدی هزینه ی سرمایه گذاری اولیه ی نیروگاه های بادی، می توان طرحی را یافت که در عین استفاده از ظرفیت باد، نسبت به حالت بدون استفاده از باد، قیمت تمام شده ی کمتری داشته باشد. همچنین با توجه به اهمیت حداکثر مقدار استفاده-ی ممکن از نیروگاه های بادی در طرح های توسعه ی تولید با شرط برآورده شدن قیود، مسأله به ازای مقادیر مختلف نفوذ باد در سیستم تولید بررسی شده است و حداکثر مقدار ممکن نفوذ باد در سیستم تولید محاسبه شده است. به دلیل وجود رژیم های مختلف باد، تأثیر رژیم باد قوی و ضعیف در مطالعات برنامه ریزی توسعه ی تولید نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده، نشان می دهد به ازای استفاده از رژیم های باد قوی تر، حداکثر مقدار استفاده از ظرفیت باد در سیستم تولید افزایش می یابد.

در این پروژه، هدف از کاربرد باتری در کنار مزرعه بادی، کمک به افزایش درآمد ناشی از فروش انرژی تولیدی مزرعه ی بادی به شبکه می باشد و نقش باتری در این کاربرد انتقال فروش انرژی بادی از ساعات ارزان قیمت به ساعات گران قیمت می باشد و در حقیقت باتری به عنوان سرویس انتقال زمان به کار برده شده است. در این بهینه سازی سیکل شارژ و دشارژ روزانه به گونه ای بهینه تعیین می شود که، درآمد مزرعه ی بادی بیشینه(بهینه) گردد. سیگنال قیمت ساعتی فروش برق، بازده باتری، چگونگی قرارگیری ساعات ارزان و گران در کنار هم و وضعیت خروجی مزرعه ی بادی از عوامل مهم در تعیین سیکل های شارژ و دشارژ روزانه هستند. برای انجام این بهینه سازی و یافتن ظرفیت بهینه ی باتری از الگوریتم ژنتیک و رقابت استعماری استفاده شده است. همچنین برای محاسبه طول عمر باتری، ابتدا با استفاده از الگوریتم شمارش سیلان قطرات باران تعداد سیکل های با عمق دشارژ یکسان شمرده می شوند و سپس طول عمر باتری محاسبه می شود.

نامتعادلی بار در شبکه های توزیع به دلیل عدم اطمینان از الگوی بار مشترکین مختلف، غیریکنواخت بودن مصرف آنها، عدم توزیع مناسب بار مشترکین بر روی فازهای مختلف و احیاناً وجود مصارف غیرمجاز، امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این پایان نامه یک ترانسفورماتور متعادل کننده با اتصالات سیم پیچی جدید برای کاهش نامتعادلی بار در شبکه های توزیع طراحی و تحلیل شده است که در هر شرایط نامتعادلی حذف جریان نول را به همراه دارد. همچنین ابعاد جدیدی از اثرات ترانسفورماتورهای متعادل کننده بر روی تلفات و جریان کشیده شده از شبکه معرفی و بررسی شده که قبلا مورد توجه قرار نگرفته است. ترانسفورماتور پیشنهادی علاوه بر بهبود نامتعادلی، قابلیت حذف هارمونیک سوم را نیز دارد. روش پیشنهادی بسیار قدرتمند بوده و بی نیاز از تجهیزات اضافی خاص و بدون نیاز به لینک مخابراتی و صرفاً با داده های محلی عمل می کند و عمل متعادل سازی را بدون کلیدزنی انجام می دهد. ترانسفورماتور پیشنهادی در شرایط متفاوت و با میزان انحراف نامتعادلی مختلفی بارگذاری شده و نتایج شبیه سازی ها کارایی روش پیشنهادی را برای متعادل سازی در شبکه-های توزیع تصدیق می کند. علاوه بر روش فوق، در این پایان نامه یک روش ابتکاری جابجایی بار برای کاهش نامتعادلی بار در شبکه های توزیع ارائه شده است. در این روش از دیدگاهی جدید چیدمان هوشمند و بازآرایی بار با تغییر فاز بارهای نامتعادل شبکه برای دستیابی به توازن بار، کاهش تلفات و بهبود ضرایب عدم تعادل ارائه می شود. در الگوریتم پیشنهادی، از یک روش پخش بار جاروب رفت و برگشت (به روش مسیریابی) با ویژگی محاسبات قابل انعطاف برای شبکه های مختلف (n باسه)، استفاده شده است. روش ارائه شده به دلیل دو ویژگی حافظه دار بودن و هوشمند بودن در مقایسه با الگوریتم-های تکاملی مانند ژنتیک و هجوم ذرات، موجب کاهش قابل ملاحظه زمان عملکرد بازآرایی شبکه و نیز کاهش تلفات می شود. این روش برای بارهای نامتعادل و غیرحساس در یک سیستم نمونه اجرا شده است که نتایج متعادل سازی مناسب شبکه را نمایش می دهند. روش ارائه شده، با حوزه بندی شبکه توزیع و متعادل سازی سرشاخه ی هر حوزه توسعه داده شده است بطوریکه امکان کاهش قابل ملاحظه-ی هزینه های متعادل سازی را به اندازه مناسب فراهم کرده و انعطاف پذیری این روش را در انتخاب کاهش هزینه اجرا یا داشتن متعادل سازی بهتر بالا می برد.

مسأله ی مکان یابی بهینه ی پست های فوق توزیع، به عنوان یکی از مهمترین فعالیت های شرکت های برق می باشد که شامل تعیین مکان، ظرفیت وحوزه ی سرویس دهی پست های جدیدی که باید نصب شوند و توسعه ی پست های موجودی می باشد که باید ارتقاء داده شوند، تا سیستم جواب گوی تقاضای بار پیش بینی شده باشد. در این تحقیق، با بازنگری در فلسفه ی طراحی و توسعه ی پست های فوق توزیع، مدل سازی جدیدی برای در نظر گرفتن خروج پست های انتخاب شده از مدار و به دنبال آن روش حل مناسبی به منظور دست یابی به پاسخی عملی و کاربردی ارائه شده است. تابع هدف مسأله ی فوق، با در نظرگرفتن هزینه های سرمایه گذاری، تعمیرات و نگهداری، هزینه های تلفات توان و انرژی مربوط به پست و شبکه ی پایین دست فرمول بندی ریاضی شده اند که باید با لحاظ کردن قید ظرفیت استاندارد پست ها، محدودیت های اندازه ی ولتاژ نقاط بار، قید رعایت ساختار شعاعی شبکه و محدودیت قابلیت اطمینان بهینه شود. مبحث خروج پست ها از مدار که موضوع این تحقیق است زیر مجموعه ی محدودیت قابلیت اطمینان دسته بندی می شود. سپس از الگوریتم ژنتیک با عملگرهای خاص تقاطع و جهش به عنوان ابزاری برای بهینه سازی مسأله ی طراحی و توسعه ی پست های فوق توزیع مبتنی بر ملاحظات قابلیت اطمینان استفاده شده است. عملکرد مدل های بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی شبکه ی نمونه، نشان داده شده و هزینه های مختلف طراحی پست های فوق توزیع در حالت های مختلف در نظر گرفتن یا نگرفتن خروج پست ها از مدار و چگونگی تأثیر آن در مسأله، مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج حاصل از اجرای مدل های پیشنهادی بر روی یک سیستم نمونه نشان می دهد که طراحی و توسعه ی پست های فوق توزیع می تواند متناسب با درجه ی اهمیت مورد نظر طراح برای کاهش هزینه های پست ها و تغذیه ی تمام یا بخشی از بارها در هنگام خروج پست ها متفاوت باشد.

بهره گیری از واحدهای اندازه گیری فازوری در سال های اخیر به صورت گسترده ای در زمینه های نظارت، کنترل و حفاظت سیستم های قدرت مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، به دلیل نیازمندی شبکه ی قدرت به این تجهیز کارا، مسأله ی مکان یابی بهینه ی این واحد اندازه گیری به منظور مشاهده پذیری کامل شبکه به چالشی مهم در سیستم قدرت تبدیل شده است. تاکنون روش ها و الگوریتم های گوناگونی جهت مکان یابی بهینه ی واحدهای اندازه گیری فازوری توسط مهندسان و طراحان سیستم قدرت ارائه شده است که در این بین الگوریتم های ریاضی به ویژه روش های خطی از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. مطالعات اخیر نشان می دهد که مدل های خطی موجود قادر به حل مسأله ی مکان یابی واحدهای اندازه گیری فازوری در تمامی شرایط توپولوژیکی شبکه نیستند. در این پایان نامه ضمن ارائه ی روش خطی جدیدی که مشاهده پذیری شبکه را در تمامی شرایط توپولوژیکی تضمین می کند، به مکان یابی بهینه ی واحدهای اندازه گیری فازوری در شرایط بروز پیشامدهای احتمالی از قبیل خروج خطوط و یا از دست رفتن واحدهای اندازه گیری فازوری پرداخته شده است. همچنین در این پایان نامه به منظور افزایش مشاهده پذیری شبکه در طی افق برنامه ریزی نصب واحدهای اندازه گیری فازوری، روش جدید مکان یابی دینامیکی چند مرحله ای مبتنی بر روش خطی ارائه شده است. روش های پیشنهادی فوق بر روی چندین شبکه ی نمونه ی استاندارد ieee و همچنین شبکه ی انتقال سراسری kv230 و kv400 ایران اعمال و کارایی بهتر آن نسبت به روش های پیشین نشان داده شده است.

مساله به مدار آوردن نیروگاه ها، به معنی تعیین وضعیت روشن یا خاموش بودن واحدهای تولید انرژی الکتریکی موجود در یک شبکه قدرت می باشد. با حل این مساله مقدار توان تولیدی واحدهای روشن به صورت اقتصادی یا زیست?محیطی، با توجه به قیود موجود تعیین می شوند. یکی از معیارهای مطرح در حل مساله به مدار آوردن نیروگاه ها، به حداقل رساندن هزینه?های پروسه? تامین انرژی الکتریکی برای سیستم قدرت در یک افق زمانی مشخص می?باشد. همچنین در سال?های اخیر استفاده از انرژی باد جهت تولید برق مورد توجه فراوان قرار گرفته است. از طرفی با افزایش نفوذ نیروگاه?های بادی در سیستم قدرت، مشکلاتی نیز برای مشارکت این واحدها در تأمین بار وجود دارد، که از آن جمله می?توان به رفتار تصادفی این واحدها اشاره کرد. ماهیت عدم?قطعیت توان خروجی نیروگاه بادی، باعث شده است که مقدار توان خروجی واقعی و پیش?بینی شده نیروگاه بادی متفاوت باشند. لذا ممکن است ترکیب واحدهای فعال در برنامه?ریزی uc، در وقت واقعی با تغییراتی مواجه شوند که سیستم را از نقطه بهینه دور کند. برای رفع این مشکل لازم است نحوه مشارکت نیروگاه?های بادی در تأمین بار از طریق برنامه?ریزی uc مشخص گردد. لذا هر چه بتوان عدم قطعیت توان خروجی نیروگاه بادی را کاهش داد، سیستم به نقطه کار بهینه بهره?برداری نزدیک?تر می?شود. از اینرو جهت جبران ماهیت تناوبی و عدم?قطعیت توان خروجی نیروگاه بادی، از ذخیره?سازهای انرژی الکتریکی، استفاده شده است. در واقع، هدف از استفاده ذخیره?سازهای انرژی در برنامه?ریزی uc با حضور نیروگاه بادی، استفاده حداکثری از انرژی باد می?باشد. همچنین جهت کنترل و کاهش آلودگی، ملاحظات زیست?محیطی در کنار اهداف اقتصادی در توزیع بار بین واحدها، درنظر گرفته شده است. جهت تعیین ظرفیت ذخیره?ساز انرژی، از شبیه?سازی مونت?کارلو ترتیبی، استفاده گردیده است. برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی، دو آزمایش روی سیستم استاندارد 10 واحدی ieee، با بار مصرفی شبکه ieee-rts، اجرا و نتایج بایکدیگر مقایسه شده?اند. نتایج حاصله، نشان می?دهند که این پروسه کمک شایانی در راستای کاهش هزینه?های uc در سیستم قدرت می?کند.

با رایج شدن تولیدات پراکنده در سیستم های توزیع عملکرد جزیره ای این واحدها به عنوان یک روش مناسب و امیدبخش در بهبود قابلیت اطمینان این سیستم ها مورد توجه قرار گرفته است. به همین دلیل با توجه به مزایای به کارگیری منابع تولید پراکنده در شرایط بروز خرابی و با هدف ایزوله کردن نقطه عیب، می توان بخش هایی از شبکه را به صورت جزایر عمدی تعیین و جدا نمود به طوریکه با توجه به میزان ظرفیت تجهیزات تولیدات پراکنده موجود در این بخش، مدت زمان قطعی بارها و انرژی تامین نشده شبکه را کاهش در نتیجه قابلیت اطمینان را افزایش داد. در این تحقیق یک مدل جامع و جدید برای تعیین بهینه حدود و مرزهای جزیره های عمدی در شبکه های توزیع در حضور منابع تولید پراکنده به صورت ریزشبکه به منظور کمینه کردن هزینه های مربوط به انرژی تامین نشده و تلفات شبکه بر اساس روش های بهینه سازی هوشمند (به صورت تک هدفه و چندهدفه) ارائه شده است. جامعیت مدل پیشنهادی به این دلیل است که هم در شبکه های توزیع (شعاعی) و هم در شبکه های انتقال (حلقوی) می تواند مورد استفاده قرار گیرد. مدل پیشنهادی ارائه شده در این تحقیق با انتخاب مرزبندی بهینه جزایر عمدی بعد از وقوع یک خطای دائمی در شبکه منجر به بازیابی حداکثری بار می شود. به این صورت هزینه های ناشی از خاموشی را کاهش می دهد.

نگرانی های زیست محیطی ناشی از نیروگاه های سنتی، رشد تقاضا و محدودیت در منابع سوخت فسیلی موجب رشد به کارگیری انرژی باد در سیستم های الکتریکی سراسر جهان شده است. بسیاری کشورها قوانین خود را بر مبنای افزایش نفوذ باد در سبد تولید تنظیم کرده اند. نفوذ بالای باد می تواند موجب افزایش سطح ریسک در قابلیت اطمینان سیستم قدرت شود. سیستم های ذخیره ساز انرژی در کنار نیروگاه های بادی می توانند موجب کنترل پذیر شدن توان خروجی نیروگاه بادی و پیوستگی در عرض? انرژی گردند. پایان نام? حاضر بر ارزیابی مزایای بهره گیری از سیستم ذخیره ساز انرژی در کنار نیروگاه بادی، روی شاخص های قابلیت اطمینان متمرکز است. ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم، با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو ی ترتیبی صورت پذیرفته است. فرآیند ارزیابی شامل شبیه سازی توان خروجی سیستم تولید متداول، سرعت باد، توان خروجی نیروگاه بادی و سری زمانی شارژ و دشارژ ذخیره ساز انرژی می باشد. ازطرفی استراتژی بهره برداری از ذخیره ساز انرژی، اثرات متفاوتی بر شاخص های قابلیت اطمینان سیستم دارد. بنابراین شاخص های قابلیت اطمینان برای سناریوهای مختلف بهره برداری ارزیابی شده اند. سناریوهای بهره برداری شامل سناریوهای ارائه شده در مطالعات پیشین و سناریوهای جدید پیشنهادی می باشد. سناریوهای پیشنهادی بر اساس یک مدل جدید برای سیستم ذخیره ساز طراحی شده اند. شبیه سازی برای محدود? وسیعی از توان نصب شد?نیروگاه بادی و ظرفیت های مختلف ذخیره ساز صورت پذیرفته است. علاوه بر آن، برای محدودیت جذب انرژی باد ابتدا از یک درصد قطعی و سپس از میانگین ساعتی داده های تاریخی توان خروجی نیروگاه بادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی به روش مونت کارلوی ترتیبی بر سیستم rbts مزایای روش پیشنهادی را به وضوح نشان می دهد. این نتایج می تواند برای بهره برداران و طراحان سیستم تولید مورد توجه و استفاده قرار گیرد.

یکی از روش های موثر کاهش تلفات سیستم قدرت، جبران محلی بخشی از توان راکتیو بارها توسط بانک های خازنی موازی است. از آنجا که امپدانس خازن ها در فرکانس های مختلف متفاوت است و امکان ایجاد تشدید در فرکانس های هارمونیکی وجود دارد، ارائه روشی کارا برای مکان یابی بهینه ی بانک های خازنی در حضور بارهای غیرخطی حائز اهمیت است؛ لذا در این پایان نامه ضمن بیان مسئله ی مکان-یابی بهینه ی بانک های خازنی در حضور بارهای غیر خطی در قالب یک مسئله ی چندهدفه، سعی شده است تا یک مصالحه ی منطقی بین هزینه ها و بهبود اعوجاج هارمونیکی برقرار گردد. در این پایان نامه برای حل مسئله از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه nsga-ii استفاده شده است. این الگوریتم یک دسته جواب برای مسئله ارائه می دهد که جبهه ی کارا نامیده می شود. به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی، مسئله برای دو سیستم نمونه ی 18 باسه و 33 باسه استاندارد ieee پیاده سازی شده است. نتایج حاصله پس از بررسی، با سایر روش ها و مراجع مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده ی کارایی و برتری روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها می باشد.

افزایش روز افزون تقاضای انرژی الکتریکی و در عین حال پیشرفت های اخیر در تکنولوژی انرژی های تجدیدپذیر، جذابیت ویژه ای در استفاده از این انرژی ها ایجاد کرده است. منابع بادی از جمله منابعی است که در سال های اخیر به دلیل مسائل زیست محیطی مورد توجه بسیاری از کشور ها قرار گرفته است. مهم ترین مشکل منابع بادی عدم قطعیت در توان خروجی آن هاست. این ساختار متغیر می تواند چالش های جدی برای مشارکت حجم زیاد انرژی بادی در سیستم قدرت به خاطر حفظ پایداری شبکه ایجاد کند. توانایی واحد های سنتی در جبران نوسانات نیروگاه بادی با محدودیت های فنی نظیر نرخ افزایش توان روبروست و ممکن است به دلیل استفاده از واحدهای گران، قیمت انرزی افزایش یابد. در بازار برق و سیستم قدرت سنتی یکی از راه کارهای کاهش چالش های نیروگاه بادی، مهار کردن تغییرات تولید آن یا قابل پیش بینی کردن آن است. برای این منظور از پتانسیل های ذخیره سازی در بخش های تولید و مصرف استفاده می شود. در بخش تولید، با به کار گیری سیستم های ذخیره ساز انرژی (ess) و در بخش مصرف، با استفاده از تکنیک های مدیریت سمت تقاضا (dsm)، مسئله بهره برداری بهینه نیروگاه بادی مدل سازی می شود. هدف از بهره برداری یکپارچه ی نیروگاه بادی با منابع ذخیره ساز انرژی، کاهش ریسک انرژی بادی است. همچنین با اجرای بهره برداری یکپارچه در بازار برق، سود بیشتری حاصل می شود که می تواند درآمد کم نیروگاه بادی به-خاطر عدم قطعیت در تولید را پوشش دهد. در این پایان نامه، نحوه بهره برداری بهینه از نیروگاه بادی در کنار ess و با حضور dsm بررسی شده است. تمرکز کار بر روی نحوه ی مدل سازی dsm و تأثیر آن بر نیروگاه بادی است. مدلی برای بارهای گرمایش، سرمایش، تهویه هوا (hvac) و یخچال ها ارائه شده است و روشی بیان شده است تا با استفاده از پتانسیل موجود در این بارها، عدم قطعیت نیروگاه بادی را کاهش داد. همچنین تأثیر منابع ذخیره ساز بر نیروگاه بادی در بازار برق بررسی شده است.

با توجه به بحران نفت و افزایش قیمت سوخت فسیلی در چند سال اخیر به ویژه در کشورهای صنعتی، موضوع جایگزینی اتومبیل های کنونی یعنی احتراق داخلی با خودروهای برقی توجه چشم گیری داشته است. خودروهای برقی روزبه روز سهم بیشتری از بازار خودرو را به خود اختصاص می دهند. با توجه به مصرف برق این خودروها و امکان دریافت یا تحویل توان به شبکه، پتانسیل بالایی برای تولید برق توسط آن ها به خصوص در زمان پیک مصرف وجود دارد .از آنجایی که این خودروها برای شارژ و یا دشارژ باید به شبکه متصل گردند، بنابراین بر روی آن تأثیر زیادی خواهند داشت. جهت بررسی این تأثیرها باید به مدل سازی خودروها در شبکه ی توزیع پرداخت. از سویی دیگر با اتصال خودروهای برقی در شبکه، به خصوص به صورت بار، احتمال اضافه باری روی ترانسفورماتور توزیع بسیار زیاد است. بنابراین در این تحقیق ابتدا به مدل سازی خودروها در شبکه ی توزیع پرداخته تا وضعیت شبکه با حضور خودروها بررسی شود و بعد از آن احتمال اضافه باری تحمیل شده بر روی ترانسفورماتور توزیع تعیین می شود. همچنین از آن جایی که تعداد خودروها در پارکینگ در طول روز متفاوت است، مدلی برای بدست آوردن تعداد خودروها در هر ساعت از روز ارائه می شود تا بتوان تحلیل عملکرد خودروها را به صورت واقعی تر لحاظ کرد.

با تغییر ساختار سیستم قدرت، رشد پیوسته تقاضا و تجدید ساختار، پیش بینی می شود ژنراتورهای کوچک و پراکنده که با عنوان تولید پراکنده نامیده شده اند، نقشی کلیدی در سیستم توزیع توان ایفا کنند. علاوه بر این، در میان انواع مختلف واحدهای تولید پراکنده، واحدهای تولید پراکنده تجدیدپذیر، با دو ویژگی پاک بودن و پایان ناپذیری کلیدی برای زیربنای تغذیه انرژی رو به رشد هستند. هرچندکه طبیعت متناوب و عدم قطعیتی که همواره با منابع تجدیدپذیر همراه می باشد چالش های فنی و اقتصادی خاصی ایجاد می کند که باید به منظور آسان کردن به کارگیری این واحدها در سیستم توزیع، به طور جامع بررسی شوند. هدف از این تحقیق چالش هایی است که با حضور واحدهای تولید پراکنده تجدیدپذیر و افزایش سطح نفوذ آن ها در سیستم های توزیع بوجود می آید. در این پژوهش از روش تحلیلی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع استفاده شده است. برای رسیدن به شاخص های دقیق تر نقاط بار و سیستم توزیع، مدل دو حالته آب و هوا در این مطالعه استفاده شده است. هم چنین نشان داده شده است که با اضافه کردن واحدهای تولید پراکنده و تشکیل جزایر، شاخص های قابلیت اطمینان نقاط بار داخل جزایر بهبود می یابند. در این تحقیق از فیدر چهارم شبکه تست بیلینتون برای مطالعه موردی استفاده شده است.

در چند سال گذشته، میانگین سالانه ی رشد انرژی باد در دنیا حدود 30 درصد گزارش شده است. در کنار منافع این انرژی، معایبی نیز برای استفاده از آن وجود دارد که ازاین بین می توان به عدم امکان پیش بینی دقیق سرعت باد و درنتیجه متغیر بودن توان خروجی این نیروگاه اشاره نمود که برنامه ریزی استفاده از آن را مشکل نموده است. استفاده از سیستم های ذخیره ساز انرژی به عنوان راهکاری مناسب برای رفع عیب مربوط به متغیر بودن توان خروجی نیروگاه بادی مطرح گردیده است. تغییرات و عدم یکنواختی منحنی بار سبب شده است که در ساعات پیک بار از تمامی ظرفیت نصب شده ی تولیدی، استفاده شده و در ساعات کم باری مقدار زیادی از ظرفیت نصب شده خارج از مدار بماند. ازآنجاکه هزینه تولید و قیمت فروش برق در ساعات مختلف روز متفاوت بوده و این تفاوت به گونه ای است که در ساعات غیر پیک قیمت برق کم و در ساعات پیک قیمت برق زیاد است؛ ایده ذخیره¬سازی انرژی در ساعات غیر پیک و استفاده از آن در ساعات پیک مطرح شد. این پژوهش به جایابی توربین های بادی و ذخیره سازهای انرژی (همچنین منابع تولید پراکنده مرسوم) در شبکه توزیع پرداخته و ازآنجاکه از مدل بار و سرعت باد ساعتی سالیانه استفاده شده است؛ اگر برای محاسبه هزینه ها در هر ساعت از سال پخش بار اجرا شود؛ زمان اجرای برنامه بسیار طولانی می شود. لذا از خوشه بندی داده های توان تولیدی توربین های بادی و بار ساعتی استفاده گردیده است. ابتدا جایابی المان ها به صورت جداگانه و همزمان با اهداف کاهش هزینه تلفات و کاهش هزینه ی خرید انرژی از شبکه انجام گردید. سپس به نقش استفاده از ذخیره سازها در افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده پرداخته و با استفاده از ذخیره ساز به حل مسئله نامتعادلی میان مقدار واقعی و مقدار پیش بینی شده توان خروجی توربین های بادی پرداخته شده است.

به مدار آوردن واحد ¬های نیروگاهی یکی از مسائل مهم در بهره برداری سیستم های قدرت است. هدف این مسأله تعیین وضعیت روشن یا خاموش بودن نیروگاه ها در یک بازه زمانی مشخص با در نظر گرفتن محدودیت¬ های سیستم و واحد های نیروگاهی است به گونه ای که هزینه ی بهره¬برداری از این واحدها کمینه شود. در حل سنتی مسأله، ذخیره ی چرخان معمولاً به صورت قطعی و برابر با ظرفیت بزرگترین واحد نیروگاهی و یا درصدی از بار ساعتی سیستم در نظر گرفته می شود که مهم ترین عیب آن در نظر نگرفتن ماهیت احتمالی اجزا و رخداد های سیستم قدرت است. در این پژوهش یک مدل احتمالاتی دو هدفه برای حل مسأله ی به مدار آوردن نیروگاه های حرارتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت در اطلاعات بار و خروج احتمالی واحد های تولیدی ارائه شده است. اهداف در نظر گرفته شده در این مدل، کاهش هزینه ی بهره برداری از نیروگاه ها و نیز کاهش شاخص انرژی تأمین نشده ی سیستم می باشد. برای حل مدل پیشنهادی از روش بهینه سازی الگوریتم گرده افشانی گل ها استفاده شده است که پاسخ مسأله را در قالب مجموعه ای از پاسخ های نا مغلوب ارائه می دهد. در نهایت بهره بردار قادر است با توجه به شرایط اقتصادی و امنیت سیستم، پاسخی را از این مجموعه پاسخ ها انتخاب و ذخیره ی چرخان مورد نیاز سیستم را تعیین نماید. در ساختار جدید اقتصادی سیستم قدرت، برنامه¬ریزی مشارکت واحد¬های تولید با تغییر الگو به برنامه¬ریزی مبتنی بر سود مشارکت واحد¬های تولید تبدیل شده است که در آن برخلاف ساختار سنتی، هدف بیشینه کردن سود شرکت های تولید توان است. در این پژوهش، همچنین یک روش تصادفی موثر جهت بررسی عدم قطعیت های دسترس پذیری واحدهای تولیدی، اطلاعات بار و قیمت انرژی در مسأله ی مورد نظر ارائه شده است. با استفاده از این روش، شرکت های تولیدی می توانند سود مورد انتظار واحد های نیروگاهی خود را در حضور عدم قطعیت ها محاسبه کنند.

در سال های اخیر تجدید ساختار در بازارهای برق شرایط و مکانیزم های معاملاتی جدیدی را در راستای افزایش رقابت در عرصه های تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی پیش روی شرکت کنندگان در این بازار قرار داده است. تحت شرایط جدید به وجود آمده در بازار برق و با رقابتی شدن بخش تولید، تعداد روزافزونی تولیدکننده ی مستقل وارد بازار تولید برق شده و با شرکت های برق به رقابت می پردازند. در این شرایط شرکت های برق می توانند بر اساس هزینۀ کل شامل هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری و همچنین هزینۀ خرید انرژی از تولیدکنندگان مستقل، تصمیم گیری نمایند که آیا کلاً طرح های نیروگاهی جدید را خودشان بسازند و یا اینکه بخشی از انرژی موردنیاز مصرف کننده ها ی خود را از سایر شرکت ها و یا تولیدکنندگان مستقل با عقد قراردادهای بلندمدت خریداری نمایند. در این پایان نامه هدف بررسی مسئله برنامه ریزی توسعه تولید از دیدگاه یک شرکت برق در محیط رقابتی است. در این شرایط فرض می شود که شرکت برق امکان خرید انرژی از تولیدکنندگان مستقل و همچنین تولید انرژی توسط واحدهای تحت مالکیت خود را دارد. هدف شرکت نیز حداکثر سازی سود خود از فروش انرژی در بازار رقابتی است. در این پایان نامه همچنین راهکاری برای پیش بینی قیمت به منظور محاسبه سود حاصل از فروش انرژی در بازار ارائه خواهد شد.

مسأله¬ی طراحی سیستم توزیع، به¬عنوان یکی از مهم¬ترین فعالیت¬های شرکت¬های توزیع برق مطرح می¬باشد. این مسأله شامل تعیین تجهیزات جدیدی است که باید نصب شوند و یا تجهیزات موجودی است که باید ارتقا داده شوند تا سیستم جوابگوی تقاضای بار پیش¬بینی شده باشد. برای مطالعه و تجزیه و تحلیل سیستم¬های انرژی الکتریکی ماهیت و رفتار بار حائز اهمیت است. از آن¬جا که بارهای الکتریکی به طور پیوسته در حال تغییر و دارای رفتاری احتمالاتی هستند این امر بر پیچیدگی مسأله می¬افزاید. در این تحقیق با ارائه یک مدل مناسب برای عدم¬قطعیت در اطلاعات بار شبکه¬ی توزیع به ارزیابی وضعیت سیستم توزیع پرداخته و تعیین مکان و اندازه پست¬های فوق¬توزیع و مسیرهای بهینه¬ی فیدرها و نیز انتخاب سطح مقطع مناسب هادی¬ها در حضور عدم¬قطعیت در اطلاعات بار، در قالب یک مدل ریاضی با معیارهای چندگانه فرموله¬بندی شده است. اهداف طراحی در مدل پیشنهادی عبارتند از: 1) کمینه¬سازی هزینه¬های سرمایه¬گذاری و بهره¬برداری، 2) کاهش ریسک¬های فنی سیستم ناشی از عدم¬قطعیت در اطلاعات بار. برای مدل¬سازی عدم¬قطعیت موجود در مسأله از تئوری مجموعه¬های فازی استفاده شده است. سپس از الگوریتم ژنتیک مرتب شده¬ی نامغلوب به عنوان ابزاری برای بهینه¬سازی مسأله¬ی طراحی شبکه¬های توزیع با در نظر گرفتن ریسک استفاده شده است. کارایی روش بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی دو شبکه¬ی توزیع نمونه نشان داده شده است و هزینه¬های مختلف طراحی سیستم توزیع در دو حالت با در نظر گرفتن و عدم لحاظ کردن عدم¬قطعیت موجود در شبکه مورد مقایسه قرار گرفته است. در انتها نیز با انجام چند آزمایش، حساسیت امر طراحی سیستم توزیع نسبت به میزان عدم قطعیت¬های مختلف نشان داده شده است. نتایج حاصل از اجرای مدل پیشنهادی نشان می¬دهد که میزان عدم¬قطعیت مختلف بار در مسأله¬ی طراحی شبکه¬ی توزیع می¬تواند منجر به طرح¬هایی با ساختار و هزینه¬های مختلف گردد.

قابلیت تبادل کل بیانگر میزان حداکثر توان انتقالی بین نواحی با توجه به قیود سیستم قدرت است. شاخص قابلیت تبادل کل(total transfer capability) بستگی به پارامترهای متعددی دارد که برخی از آن ها با عدم قطعیت همراه هستند. این شاخص در بهره برداری، طراحی و بازار برق کاربرد دارد. سیستم قدرت دارای عدم قطعیت های بسیاری است. عدم قطعیت های در نظر گرفته در این پایان نامه عدم قطعیت در بار شبکه، خروج خطوط و واحدهای نیروگاهی است. تولید توان خروجی نیروگاه های تجدیدپذیر که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند طبیعتی احتمالاتی دارند. افزوده شدن عدم قطعیت نیروگاه تجدیدپذیر به عدم قطعیت های موجود در سیستم قدرت، ضرورت استفاده از روش های بررسی احتمالاتی سیستم قدرت را افزایش می دهد. در این پایان نامه محاسبات احتمالی قابلیت تبادل توان درحضور نیروگاه بادی انجام شده و به بررسی و معرفی روش lhs، dlhs و روش ترکیبی دسته بندی k-means و lhs پرداخته می شود. در ادامه نتایج شبیه سازی روش های مطرح شده با روش رایج بررسی احتمالی مونت کارلو، از نظر دقت و سرعت رسیدن به جواب مقایسه خواهد شد. در بازار برق تجدیدساختار شده، قابلیت تبادل توان برای فعالیت های اقتصادی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در سیستم های قدرت امروزی میزان توان انتقالی از خطوط به یک نگرانی بسیار مهم برای بهره برداران و طراحان شبکه تبدیل شده است. درچنین محیطی تعیین میزان قابلیت تبادل توان بهینه بسیار اهمیت دارد. در این پایان نامه برای تعیین قابلیت تبادل توان بهینه از روش لحاظ کردن خسارت خاموشی برای مشترکین استفاده شده است. برای بررسی کارایی الگوریتم های پیشنهادی از شبکه 24 باسه ieee reliability test system(ieee-rts) به عنوان شبکه آزمون استفاده شده است.

به مدار آوردن نیروگاه ها یک مسئله ی غیرخطی، ناپیوسته و مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت می باشد که به علت محدودیت ها و پارامترهای زیاد آن پیچیدگی بالایی دارد. در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه های تک هدفه کلاسیک، تلاش می شود که مجموع هزینه های بهره برداری همه ی واحدها با توجه به قیود مساوی و نامساوی کمینه شود. با توجه به افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از آلودگی نیروگاه های فسیلی، ضروری است در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها علاوه بر مسائل اقتصادی، ملاحظات زیست محیطی نیز در نظر گرفته شود. برای این منظور در این پژوهش مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها با در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی مطالعه و بررسی می¬شود. برای در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها، ابتدا با ترکیب اهداف هزینه های بهره برداری و آلودگی تولیدی، مسئله به صورت تک هدفه مدلسازی و سپس با استفاده از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جهش قورباغه که از دقت و سرعت بالایی برخوردار است، حل می¬شود. در ادامه با توجه به اینکه اهداف مسئله از یک جنس نیستند و گاهی در تناقض با یکدیگر می باشند، برای مدل سازی واقعی تر، مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها با در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی، به صورت یک مسئله ی بهینه سازی دوهدفه مطرح می¬شود که در آن هزینه های بهره برداری و آلودگی تولیدی نیروگاه ها به صورت توابع هدف جداگانه مدل سازی و کمینه می گردند. برای حل این مسئله از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه اجتماع ذرات استفاده می¬شود. در حل مسئله، از ترکیب کدبندی عدد صحیح و عدد باینری برای برآورده کردن محدودیت ها استفاده می¬شود. با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی به خوبی می توان هزینه ها و آلودگی کل به مدار آوردن نیروگاه ها را کمینه کرد. در پایان به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم های بهینه سازی معرفی شده، نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده که نتایج مطالعات عددی، برتری روش های چندهدفه را نشان می دهد.

در این پایان¬نامه مسئله تعیین تعداد، موقعیت و ظرفیت خازن¬های ثابت و سوییچ¬شونده در شبکه-های توزیع انرژی الکتریکی در حضور عدم قطعیت در اطلاعات بار، در قالب یک مدل ریاضی با معیارهای چندگانه فرموله بندی شده است. پس از تعریف مفاهیم ریسک پذیری در سیستم توزیع انرژی الکتریکی، ریسک ناشی از تخطی ولتاژ از حدود مجازش محاسبه می¬شود. با استفاده از مفاهیم تئوری فازی و همچنین معادلات فازی شاخص پایداری به صورت فازی مدل می¬شود. ریسک ناشی از عبور این شاخص پایداری از مرز پایداری با ریسک ناپایداری معرفی می¬شود. درواقع اهداف مکان¬یابی در مدل پیشنهادی عبارت اند از: 1) کمینه سازی هزینه¬های سرمایه¬گذاری و هزینه تلفات انرژی، 2) کاهش ریسک ولتاژ سیستم و 3) کاهش ریسک ناپایداری. مدل ریاضی پیشنهادی توسط نسخه چندهدفه الگوریتم ژنتیک حل شده است. در این الگوریتم از مفهوم نامغلوبی برای به دست آوردن دسته ای از جواب¬ها که به پاسخ های کارا معروف هستند استفاده شده است. نحوه به دست آوردن بهترین پاسخ از روش max-min ارائه شده است. نتایج اجرای مدل و روش پیشنهادی روی یک شبکه توزیع نمونه ارائه گردیده است. طی بررسی های مختلف نحوه تأثیرگذاری خازن های ثابت و سوییچ شونده به صورت مجزا و همزمان بررسی شده است. همچنین با انجام آنالیز حساسیت میزان تأثیرگذاری عدم قطعیت بر روی اهداف چندگانه مسئله مشخص شده است. در این پایان نامه نشان داده می شود که هر چه میزان عدم قطعیت بیشتر باشد مقدار هزینه های سیستم، ریسک ولتاژ و ریسک ناپایداری افزایش می یابد.

چکیده ندارد.