فضای رقابتی در بازارهای کالا و خدمات سبب می گردد تا مصرف کنندگان بزرگ انرژی (واحدهای تولیدی صنعتی) در جهت کاهش هزینه های تولید به جهت رسیدن به سود بیشتر و ماندن در عرصه رقابت تلاش می کنند. یکی از مهمترین متغیرهایی که هزینه تولید واحد صنعتی را تحت تاثیر قرار می دهد؛ هزینه انرژی مصرفی است. از طرفی، با توجه به عدم قطعیت قیمت الکتریسیته در مقایسه با قیمت سایر حاملهای انرژی، برنامه ریزی خرید الکتریسیته مصرف کنندگان صنعتی بزرگ با رویکرد مینیمم سازی ریسک در سالهای گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در این رساله، برنامه ریزی خرید الکتریسیته واحد صنعتی با استفاده از روش برش فازی جهت مدلسازی عدم قطعیت قیمت الکتریسیته ارائه شده است. سادگی، عدم اتکا به تولید سناریو و ارائه بازه سود مبتنی بر ریسک پذیری و ریسک گریزی مصرف کننده از ویژگیهای مدل پیشنهادی می باشد. با توجه به ارتباط برنامه ریزی خرید الکتریسیته با برنامه ریزی تولید واحدهای صنعتی، مساله خود برنامه ریزی مصرف کنندگان صنعتی بزرگ به عنوان مفهومی کاربردی و کارا برای نخستین بار در این رساله ارائه گردیده است. خودبرنامه ریزی واحد صنعتی به مفهوم تلفیق برنامه ریزی تولید واحد صنعتی و برنامه ریزی ساعتی مصرف الکتریسیته با در نظر گرفتن محدودیتهای بهره برداری واحد صنعتی، مدلسازی شده است. این برنامه ریزی با استفاده از مفهوم غلبه تصادفی مرتبه دوم به عنوان مفهومی جا افتاده در نظریه تصمیم گیری که امکان مدیریت ریسک از دیدگاهی متفاوت را فراهم می آورد؛ صورت پذیرفته است. در این راستا، با لحاظ کردن اندیس ? در قیود غلبه تصادفی مرتبه دوم، به منظور انعکاس ریسک پذیری جهت بهینه سازی خرید الکتریسیته با تکیه بر برنامه ریزی تصادفی ارائه شده است. نهایتاً، تاثیر خروج واحد نیروگاهی متعلق به مصرف کننده بر خرید الکتریسیته مصرفی از منابع موجود، به عنوان یکی از عدم قطعیتهایی که با آن مواجه هستیم؛ در مدلسازی وارد شده است. شبیه سازی های این رساله بر روی یک واحد تولیدی سیمان مورد ارزیابی قرار گرفته است.

یکی از مهمترین کاربردهای انرژی های نو در شبکه¬های مستقل از شبکه¬ی سراسری می¬باشد. این شبکه ها در مناطق دور از شبکه سراسری تولید برق، مناطق روستایی و مناطقی که برق رسانی به آن از شبکه سراسری دارای توجیه اقتصادی نیست دارای کاربرد زیاد می باشند. در شبکه های ترکیبی مستقل براساس تغییرات توان تولیدی و مصرفی، شبکه دچار تغییرات و نوسانات فرکانس می شود. این نوسانات نیز به خاطر تغییرات تابش خورشید و سرعت باد می باشد. علاوه بر این براساس منحنی بار تغییرات روزانه مصرف توان الکتریکی، بار مصرفی متغییر است. در این پایان نامه یک شبکه شامل انرژی های نو مانند توربین بادی سیستم فتوولتائیک به همراه سیستم پشتیبان (پیل سوختی) به همراه ذخیره کننده انرژی مدلسازی و شبیه سازی شده است. برای مدلسازی این شبکه از پاسخ دینامیکی مرتبه اول استفاده شده است. در این پایان نامه به منظور مقایسه عملکرد ذخیره کننده های انرژی مختلف از ذخیره کننده های متفاوتی در مدل شبکه استفاده شده است. باتری، ابر خازن، ابر رسانا و چرخ طیار به عنوان انواع مختلف ذخیره کننده های انرژی مورد استفاده در این پایان نامه می باشند. همچنین دراین پایان نامه بعد از مدلسازی و مقایسه عملکرد ذخیره کننده های انرژی در شبکه مستقل و بررسی ویژگی های هر کدام در بهبود شبکه ترکیبی و بهبود کنترل فرکانس از کنترل کننده فازی جهت کنترل مناسبتر شبکه مستقل استفاده شده است. این کنترل کننده با توجه به ساختار داخلی اش دارای انعطاف پذیری بیشتری نسبت به کنترل کننده کلاسیک می باشد. علاوه براین جهت بالا بردن کارایی کنترل کننده فازی، این کنترل کننده با الگوریتم بهینه سازی پرندگان (pso) ترکیب شده است. الگوریتم بهینه سازی pso جهت تغییر ضرایب کنترل کننده با هدف کاهش نوسانات فرکانس مورد استفاده قرار گرفته است. ارزیابی نتایج شبیه سازی با نمایش میزان تغییرات نوسانات فرکانس درشبکه مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل و عملکرد شبکه های پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب صورت گرفته است.