wind farm impact on generation adequacy in power systems

در سال های اخیر به دلیل افزایش دمای متوسط کره زمین، بشر به دنبال روش های جایگزین برای تامین توان الکتریکی مورد نیاز خود بوده و همچنین در اکثر نقاط جهان سوزاندن سوخت های فسیلی در نیروگاه های حرارتی به عنوان مهم ترین روش تولید توان الکتریکی مطرح بوده است. به دلیل توجه به مسایل زیست محیطی، استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر در سال های اخیر شدت یافته است. نیروگاه های بادی به عنوان یک منبع تولید توان الکتریکی، در سیستم های قدرت امروزی مورد استفاده قرار می گیرند. در مقایسه با دیگر منابع انرژی تجدید پذیر، رشد استفاده از نیروگاه های بادی چشمگیر است. این نوع منبع تولید توان به دلیل سرعت متغیّر باد، توان خروجی متغیّری داشته و به همین دلیل از جنبه های مختلفی بر سیستم قدرت تاثیر می گذارد. با توجه به رقابتی شدن بازار برق و هزینه های بالای قطع برق، قابلیت اطمینان سیستم قدرت از اهمیت ویژهای برخوردار است. شاخص های قابلیت اطمینان سیستم قدرت، سطح قابلیت اطمینان آن را مشخص می کنند و بر اساس آن هاتعیین می شود که سیستم قدرت مورد مطالعه تا چه حد قابل اطمینان است. این شاخص ها سیستم را از جنبه های مختلفی مورد بررسی قرار می دهند. شاخص های کفایت، توانایی سیستم قدرت را در تامین بار مورد تقاضا مورد بررسی قرار می دهند. با بررسی این شاخص ها، عملکرد سیستم قدرت برای تامین بار مورد تقاضا، سنجیده شده و برای آن برنامه ریزی می شود. با گسترش استفاده از نیروگاه های بادی بزرگ و کوچک در سیستم های قدرت امروزی، مطالعه تاثیر آن ها بر شاخص های کفایت ضروری به نظر می رسد. تاکنون روش های متعددی برای مدلسازی سیستم قدرت شامل نیروگاه های بادی ارایه شده است. بخش اصلی این روش ها چگونگی مدلسازی رفتار متغیّر سرعت باد است. در این پایان نامه به مدلسازی نیروگاه بادی بر اساس روش مارکوف پرداخته می شود. با استفاده از این روش تاثیر در نظر گرفتن احتمال تغییردر بین حالت های توان خروجی نیروگاه بادی؛ بر شاخص های کفایت سیستم بررسی می گردد این در حالیست که روش های مرسوم که از تابع توزیع احتمال برای مدلسازی سرعت باد استفاده می کنند، از این قابلیت برخوردار نیستند. در روش مذکور برای مدلسازی مزرعه بادی از اطلاعات واقعی سرعت باد به مدت یکسال در شهرهای خاف، اهر آفریز و فدشک استفاده شده و تاثیر انتخاب منابع بادی مختلف برای احداث نیروگاه های بادی ، بر شاخص های کفایت سیستم قدرت بررسی شده است. نیروگاه بادی به عنوان جزیی از واحدهای تولید توان در سیستم قدرت به شمار می رود از این رو، در این پروژه برای بدست آوردن شاخص های کفایت، نیروگاه بادی به روش بازگشتی به سیستم تولید توان rbts اضافه شده است. توربین های بادی به کار رفته در مزرعه بادی بر توان خروجی آن مزرعه تاثیر می گذارند، لذا تاثیرانتخاب توان نامی توربین بر شاخص های کفایت سیستم قدرت شامل مزرعه بادی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نیروگاه های بادی می توانند تا حد خاصی شاخص های کفایت را بهبود بخشند. برای توجه به این نکته مفهوم ظرفیت بحرانی معرفی گردیده و همچنین الگوریتم تعیین ظرفیت نامی نیروگاه بادی مناسب برای یک سایت خاص پیشنهاد شده است. نحوه بهبود شاخص های کفایت با افزایش ظرفیت نامی نیروگاه های بادی موجود در سیستم، نسبت به حالتی که نیروگاه های معمولی سطح مطلوب شاخص های کفایت را تامین می کنند، متفاوت است. برای بررسی تاثیر نیروگاه های بادی بر توانایی تامین بار مورد تقاضای سیستم قدرت و مقایسه آن با نیروگاه های معمولی، سناریو های پنج ساله در نظر گرفته شده است. در این سناریوها توانایی تامین سطح مطلوب شاخص ریسک توسط نیروگاه های بادی و نیروگاه های معمولی با هم مقایسه می شود.