ارزیابی احتمالاتی قابلیت تبادل توان و ریسک در شبکه های قدرت با استفاده از بهینه سازی چند هدفه

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.