گسترش سریع روند خصوصی سازی در صنعت برق که از طریق تجدید ساختار سیستم های قدرت عملی شده است، نیازهای مطالعاتی و تحقیقاتی جدیدی را از جمله در زمینه بهره برداری صحیح و بهینه از سیستم، فراروی متولیان و متخصصان صنعت برق قرار داده است. نیاز به برنامه ریزی بهینه تولید به منظور توزیع انرژی الکتریکی به اقتصادی ترین روش ممکن با توجه به امنیت و محدودیت های شبکه، از جمله ظرفیت خطوط انتقال از ضروریات بازار برق بشمار می رود. در این پایان نامه سه روش برنامه ریزی مشارکت واحدها شامل روش حراج تک مرحله ای و سپس در نظر گرفتن قید تراکم و هزینه تلفات شبکه، روش برنامه ریزی واحدها براساس پیشنهادات ارائه شده و سپس در نظر گرفتن محدودیت مربوط به خطوط بین مناطق و سرانجام روش پخش بار بهینه و تاثیر آن بر روی رفاه اجتماعی بررسی شده است. همچنین روشی نوینی به منظور منطقه بندی یک شبکه قدرت واقعی (ایران) با هدف حداکثر نمودن رفاه اجتماعی ارائه شده است.

افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه های برق و تبدیل شدن شبکه های توزیع غیر فعال به شبکه های توزیع فعال، لزوم تجمیع این منابع با اهداف افزایش مشارکت، رویت پذیری و ایجاد واسطی مناسب میان این منابع و شبکه برق را بیشتر می کند. یکی از روش های تجمیع منابع تولید پراکنده، میکروگرید است. میکروگرید ها شبکه های فعال ولتاژ پایین یا ولتاژ متوسطی هستند که به دلیل استقلال در بهره برداری، می توانند از شبکه اصلی جدا شده و به صورت جزیره ای بهره برداری شوند. همچنین میکروگرید های چندگانه شبکه های توزیع فعال، متشکل از میکروگرید ها و تولیدات پراکنده هستند که انعطاف بالایی دارند. در فضای تجدید ساختار یافته و بازار برق باید مشوق های لازم از دیدگاه اقتصادی برای این منابع ایجاد شود که چنین شبکه هایی با نفوذ بالای منابع تولید پراکنده قابلیت شکل گیری داشته باشند. بنابراین برنامه ریزی بهینه از این شبکه ها در بازار های برق حائز اهمیت است. در این پایان نامه مدلی به منظور برنامه ریزی روزانه میکروگرید منفرد در بازار انرژی و خدمات جانبی توان راکتیو ارائه می شود. متغیر های این مدل علاوه بر تولیدات پراکنده قابل برنامه ریزی، بار های قابل قطع بر پایه برنامه های پاسخگویی بار هستند. از آن جا که بهره بردار میکروگرید موظف به حفظ امنیت و بهره برداری ایمن از شبکه است، برنامه ریزی میکروگرید در قالب مساله مشارکت واحد ها مبتنی بر قیمت و با قیود شبکه پیاده سازی می شود. برای حل این مدل از ترکیب روش های جستجوی هوشمند و پخش بار بهینه متناوب برای بهینه سازی هم زمان توان اکتیو و راکتیو به منظور بیشینه سازی سود استفاده می شود. در ادامه مدلی دیگر بر پایه پیشنهادات منابع تولید و بار های قابل قطع در میکروگرید چند گانه ارائه می شود. در مدل پیشنهادی، بهره بردار با تدوین روندی بر پایه اجرای بازار داخلی و مدل سازی بازار بالادست در نقش بازیگری دوگانه، بازار نهایی را با قیمت گذاری محلی و لحاظ کردن تلفات اجرا می کند. با تعریف بازاری برای توان راکتیو در میکروگرید چندگانه، روند فوق برای اجرای هم زمان بازار های توان اکتیو و راکتیو با هدف بیشینه سازی رفاه اجتماعی توسعه می یابد. دو شبکه نمونه به منظور پیاده سازی و ارزیابی نتایج روش های پیشنهادی انتخاب شده است.

با توجه به ماهیت خاص و منحصر به فرد صنعت برق و برای کارایی بیشتر آن، مشارکت مصرف کنندگان در بازار انرژی الکتریکی الزامی به نظر می رسد. در این شرایط، فروش انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان با نرخ ثابت، راه کار مناسبی نخواهد بود. برای دست یابی به بازدهی مناسب در بازار انرژی نیاز است که مصرف کنندگان مستقیماً در بازار انرژی مشارکت نمایند که در این صورت ریسک های جدیدی برای آنان به وجود خواهد آمد. در این شرایط، یافتن راه کاری مناسب برای پوشش ریسک ها و نگرانی های موجود در بازار برق الزامی به نظر می رسد. در این پایان نامه استفاده از سازوکار بیمه ای برای فراهم آوردن ضمانت های لازم برای مصرف کنندگان انرژی برای شرکت در بازار برق مورد بررسی قرار می گیرد. بیمه نقش بسیار مهمی در پوشش ریسک های مختلف دارد، برای صنعت برق نیز بیمه و نقش آن برای پوشش ریسک های بخش های تولید و انتقال از جهات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش توزیع هم، علارغم تعداد زیاد دعاوی موجود برای بخش فنی، استفاده از بیمه و امکانات آن مورد بررسی قرار گرفته است. هر چند پوشش ریسک های مالی مصرف کننده بر اساس مفاهیم بیمه ای دچار قدری کم توجهی بوده است. البته می توان برخی از پژوهش های انجام شده در این زمینه را به نوعی، بیمه دانست. به عنوان مثال فروش انرژی الکتریکی با نرخ ثابت یا نرخ لحظه ای را می توان به ترتیب بیمه ی کامل و خود بیمه گری کامل در برابر نرخ انرژی الکتریکی دانست و یا غالب کارهای انجام شده در زمینه ی پاسخگویی بار را می توان از دید بیمه ای نیز تحلیل نمود. در این پایان نامه بر اساس مفاهیم بیمه ای، مدلی برای شرکت مصرف کننده در بازار انرژی ارائه شده است. در مدل ارائه شده در این پایان نامه مصرف کننده از این امکان برخوردار است که بر اساس مطلوبیت خود میزان مشارکت خود را در بازار انرژی الکتریکی معین نماید و با پرداخت حق بیمه به بیمه گر، خود را در مقابل ریسک بالا بودن نرخ بازار محافظت نماید. همچنین در این پایان نامه مقدار بهینه ی سطح پوشش بیمه برای مصرف کننده بر اساس تابع مطلوبیت وی، تعیین شده است.

چکیده در سال های اخیر، علاقه مندی برای تبادل انرژی و ذخیره بین نواحی یا کشورهای مختلف افزایش یافته است. این موضوع، خصوصاً در کشورهای اروپایی تحت عنوان اتصال بازارهای برق مطرح شده است. در این شرایط، هماهنگی بازارهای فعال در سیستم های چندناحیه ای بسیار اهمیت دارد. این هماهنگی باید در جهت مدیریت تبادل و حفظ امنیت سیستم انجام شود. در این رساله، تحتِ دو ساختار متفاوت، به موضوع هماهنگی بهره برداری بازارها در بازه زمانی کوتاه مدت پرداخته شده است. این ساختارها عبارتند از: بازارهای چندگانه هم پوش در سیستم چندناحیه ای و بازارهای چندگانه مجزا در سیستم چندناحیه ای. در ساختار بازارهای چندگانه هم پوش در سیستم چندناحیه ای، فرض بر این است که چند بازار به صورت مستقل، فارغ از محدودة جغرافیاییِ نواحی، فعال هستند و تولیدکنندگان و مصرف کنندگان در هر نقطه از شبکه می توانند به صورت همزمان در هر یک از بازارها شرکت کنند. به منظور هماهنگ کردن بازارهای چندگانه در سیستم چندناحیه ای، یک نهاد هماهنگ کننده پیشنهاد شده است. در واقع، بهره برداری از سیستم به صورت غیرمتمرکز و با وجود یک هماهنگ کننده انجام می شود. به منظور مدیریت تراکم تجهیزات بین ناحیه ای و درون ناحیه ای، دو سازوکار سهم-محور و lmp-محور برای تخصیص شبکه انتقال بین بازارها پیشنهاد شده است. این سازوکارها به صورت یک فرآیند تکراری است و توسط هماهنگ کننده اجرا می گردد. همچنین، برای تسویه همزمان ذخیره در بازارهای چندگانه، سه روش پیشنهاد شده است. در ساختار بازارهای چندگانه مجزا در سیستم چندناحیه ای، فرض بر این است که در هر ناحیه یک بازار مجزا فعال است و امکان حضور بازیگران خارجی نیز در بازار هر ناحیه امکان پذیر است. از اینرو، سازوکاری بازار محور برای مدیریت تبادل توسط نهاد پیشنهادی به نام هماهنگ کننده طراحی شده است. در این سازوکار، برای هماهنگ کننده دو نقش اصلی در نظر گرفته شده است. اولاً، نحوة معادل سازی شبکه های خارجی را برای هر یک از بازارها تعیین می کند. ثانیاً، مدیریت تبادلات را به صورت یک فرآیند تکراری، همزمان با اجرای بازارهای نواحی، تا حفظ کامل امنیت شبکه، انجام می دهد. این سازوکار، از ماتریس پیشنهادیِ ضرایب مدیریت تبادل توان بهره گرفته و سپس، با اجرای یک بازار (سازوکار بازار محور) تبادلات بازیگران خارجی را کنترل می کند. برای نشان دادن کارایی سازوکارهای پیشنهادی در هر دو ساختار، مطالعات عددی مختلفی در دو شبکة آزمون سه ناحیه ای 15 شینه و ieee rts-96 انجام و مزیت های آن ها تشریح شده است. کلمات کلیدی: بازارهای برق چندگانه، بازارهای هم پوش، سیستم های چندناحیه ای، مدیریت تبادل، مدیریت تراکم، هماهنگ کننده.

چکیده ندارد.

در یک بازار کامل برق, مصرف کنندگان انرژی الکتریکی همانند ژنراتورها حضور فعال در بازار برق داشته و می توانند در یک برنامه ریزی میان-مدت, الکتریسیته مورد نیاز خود را از طریق منابع مختلف تأمین نمایند و هم چنین با ارسال منحنی پیشنهاد به رقابتی تر شدن بازار کمک کنند. در این راستا تلاش مصرف کننده بر اینست که کمترین هزینه را برای خرید انرژی صرف کند بطوریکه ریسک کمتری را متحمل شود. متغیر و غیرقطعی بودن قیمت انرژی در بازار برق از ویژگیهای ذاتی آن است و مهم ترین منبع عدم قطعیت در تصمیم گیری مصرف کننده به شمار می رود. در این رساله از نظریه تصمیم گیری مبتنی بر شکاف اطلاعاتی برای مدلسازی این عدم قطعیت استفاده شده است. در این رساله یک مدل جدید برای مدلسازی عدم قطعیت هزینه تامین انرژی پیشنهاد شده و هم چنین مدل جدیدی برای مدلسازی تغییرات قیمت انرژی تعمیم داده شده است. از ویژگی های بارز این روش است که این روش برخلاف روش های معمول, فرضیات کمی را در مورد ساختار مدل عدم قطعیت در نظر می گیرد. هم چنین در این نظریه توجه چندانی به طبیعت عدم قطعیت نمی شود و تنها به اختلاف مابین آنچه که معلوم است و آنچه که می تواند مشخص شود متمرکز است. رساله حاضر به مسئله حضور مصرف کنندگان بزرگ پرداخته و بر روی دو مسئله اساسی آن متمرکز شده است: تعیین راهبرد پیشنهاددهی کوتاه مدت خرید مقاوم از بازار روز-پیش و هم چنین تعیین راهبرد تأمین انرژی در میان-مدت و مشخص نمودن قراردادهای دوجانبه ای که باید در مورد انعقاد آنها تصمیم گیری شود. در این راستا هر دو ویژگی ریسک گریزی و ریسک پذیری مصرف کننده بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از توابع اساسی نظریه فوق الذکر که به توابع مصونیت مشهورند بهره گرفته شده است. این توابع بیان می کنند که راهبرد پیشنهاد خرید و تأمین انرژی مورد نیاز را می توان طوری انتخاب نمود که در برابر افزایش هزینه تأمین انرژی و یا قیمت بالای انرژی, مقاومت زیاد, و در برابر مزایا و سود ناشی از کاهش قیمت انرژی مقاومت کم داشته باشد.