رشد بی رویه مصرف برق در سال های اخیر به گونه ای بوده است که نگرانی های بسیاری را برای دست-اندرکاران صنعت برق بوجود آورده است ، یکی از راهکارهای مناسب برای کاهش شدت این رشد بی ریه استفاده از پتانسیل صنایع و جلب همکاری واحد های صنعتی در ساعات پیک بار از طریق انعقاد قرارداد به منظور کاهش دیماند مصرفی در ساعات پیک و شرکت در برنامه های مدیریت بار است.مکانیزم طراحی این قرارداد باید به گونه ای باشد که به این سوال اساسی که در اصل صورت مسئله ما در انجام پایان نامه می باشدپاسخ دهد.صورت مسئله به این صورت می باشد که( "اگر شرکت توزیع دراثر کمبود منابع تولید یا دلایل دیگری مانند تراکم خطوط مجبور به کاهش بار مشترکین بزرگ به میزان مشخص باشد،چگونه این کمبود را بین مشترکین خود تقسیم کند و چگونه تعرفه بهینه را انتخاب کند و به مشترکین خودش تخفیف بدهد تا مشترک حاضر به همکاری با وی بشود و در ضمن سود شرکت توزیع از فروش برق در روز اجرای قرارداد ماکزیمم شود"). برای پاسخ به این سوال در این پایان نامه نشان داده می شود که چگونه تابع هزینه مشتری می تواند تنظیم شود و در طراحی قراردادهای کارآمد مدیریت تقاضا موثر باشد. و همچنین نشان می دهد که چطور ویژگی های محل مشتریان در طراحی قراردادهای مدیریت تقاضا گنجانده شده است، با مشخص شدن هزینه خاموشی تحمیل شده در اثر قطع بار می توان مشترکین را برای حضور در برنامه مدیریت-بار تشویق نمود.این تشویق می تواند به صورت ارائه تخفیف در میزان تعرفه انرژی مصرفی ویا به صورت پرداخت یکجادر صورت قطع شدن بار وی باشد.که در دو مثال جداگانه به بررسی دو مدل مختلف طراحی قرارداد مدیریت بارمی پردازیم،و میزان بهینه مبلغ تشویقی و میزان بهینه قطع برای مشترکین همکار دربرنامه محاسبه میشود. تابع هدف هردو مسئله بیشینه نمودن سود شرکت توزیع از فروش برق است.علاوه بر این در حل مسئله قیودی در نظر گرفته شده که همکاری مشترکین را برای شرکت در برنامه جلب می کند.

صنعت به سرعت در حال رشد می باشد و همچنین شبکه های توزیع به تبعیت از صنعت در حال بزرگ تر شدن هستند، بنابراین عملکرد بهینه شبکه توزیع برای کاهش هزینه ها و افزایش عملکرد سیستم امری حیاتی است که به وسیله بازآرایی شبکه به دست می آید. بازآرایی بهینه در محیط تجدیدساختار یافته به خاطر اینکه منافع تولیدکننده و مصرف کننده با هم درنظر گرفته می شود امری ضروری محسوب می شود که منظور از بازآرایی شبکه توزیع ایجاد تغییر در ساختار شبکه توزیع است. هدف قابلیت اطمینان کاهش تکرار و مدت زمان قطعی مشتری ها است که در طراحی سیستم های توزیع در نظر گرفته می شود و این امر باعث می شود تعداد مشتری هایی که تحت تأثیر خطاها هستند، کاهش یابد و زمان مورد نیاز برای مکان یابی خطا و ایزوله کردن آن نیز کم شود، به این وسیله زمان لازم برای بازگرداندن برق به مشتری های مورد نیاز کاهش می یابد که برای بدست آوردن قابلیت اطمینان از روش کوچکترین مجموعه انقطاعی استفاده شده است. مسئله مهمی که در بازآرایی شبکه وجود دارد مدل کردن اجزاء شبکه توزیع است که برای این کار باید شناخت کافی از تمام اجزاء وجود داشته باشد. پس در ابتدا باید اجزاء شبکه توزیع هوشمند که شامل بارها، ساختار شبکه و منابع تولیدپراکنده می شود، شناخته شود و سپس به معرفی تابع هدف و محدودیت ها پرداخته می شود و شاخص های قابلیت اطمینان ارائه شده و عدم قطعیت ها مورد توجه قرار می گیرد که در این پایان نامه بار را به عنوان تجهیزی که عدم قطعیت دارد، در نظر گرفته می شود. این مسئله به یک مسئله چند هدفی تبدیل می شود و به کمک الگوریتم بهینه سازی تکاملی انفجار مین حل شده و ساختار جدید شبکه توزیع به دست می آید.

درسالهای اخیر با توسعه روزافزون جمعیت و افزایش تقاضای بار توسط مشترکین و مشکلات احداث نیروگاههای جدید، احداث خطوط انتقال و پست های فوق توزیع، شرکت های توزیع رفتهرفته به استفاده از واحدهای تولید پراکنده روی آورده اند. لذا مسئله برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده یکی از مسائل مهم در حوزه مطالعات برنامه ریزی سیستم های قدرت به شمار می رود. منظور از برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده تعیین نوع، ظرفیت و مکان بهینه ی نصب و همچنین بهترین زمان برای نصب این واحدها در شبکه های توزیع با کمترین هزینه ممکن می باشد؛ به طوریکه بار مورد نیاز شبکه تأمین شده و سایر محدودیت های فنی مربوط به آن نیز رعایت شوند. این محدودیت ها ممکن است شامل مواردی همچون میزان تلفات، میزان افت ولتاژ مجاز، میزان انتشار آلایندههای زیست محیطی و قیود مربوط به شاخص های قابلیت اطمینان شبکه باشد. در این پایان نامه مسئله برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده در شبکه های توزیع در یک افق پنج ساله به منظور بیشینه کردن مقدار سود مالک شبکه و با درنظر گرفتن عدم قطعیت بار مدل سازی شده است. فرض می شود که شرکت توزیع مالک شبکه بوده و مسئولیت نصب و بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده نیز برعهده شرکت توزیع است. مقدار سود مالک شبکه به صورت تفاضل هزینه ها از درآمد تعریف می شود. درآمد مالک شبکه ناشی از فروش برق به مشترکین شبکه بوده و هزینه های آن به سه بخش هزینه های سرمایه گذاری، هزینه های بهرهبرداری و هزینه قابلیت اطمینان تقسیم شده است. هزینه قابلیت اطمینان به صورت هزینه انرژی تأمین نشده مشترکین شبکه توزیع درنظر گرفته می شود. عدم قطعیت بار نیز با استفاده از روش بهینه سازی مقاوم در طول دوره برنامه ریزی لحاظ خواهد شد. جواب بهینه مسئله عبارتست از: مکان، ظرفیت، ضریب توان و نیز بهترین زمان ممکن برای نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه. همچنین الگوریتم جستجوی هارمونی ترکیبی به عنوان ابزار بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. مدل پیشنهادی برای برنامه ریزی یک شبکه توزیع فشار متوسطِ 38 شینه مورد تست و ارزیابی قرار گرفته است.

تمایل به استفاده از انرژی باد به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، ارزان و در عین حال متغیر به سرعت در حال گسترش است. امروزه مشخص شده است که رشد استفاده از نیروگاه¬های بادی تأثیر زیادی بر روی بهره-برداری و کنترل سیستم قدرت گذاشته است لذا بررسی آن¬ها مستلزم مطالعه ابعاد مختلف فنی و اقتصادی این مولدها و حتی در بعضی موارد معرفی فنون و شاخص جدید برای جبران نوسان توان تولیدی این دسته از منابع در سیستم¬های قدرت است. بر این اساس، در این پایان¬نامه تلاش شده است، ضمن مرور راه¬کارهای نوین جبران نوسان توان نیروگاه¬های بادی در سیستم قدرت، راه¬کاری مناسب جهت جبران نوسان توان نیروگاه¬های بادی معرفی گردد. در این پایان¬نامه از نگاه مالک مزرعه بادی جهت جبران خطر سرمایه¬گذاری خود، از نیروگاه تلمبه¬دخیره¬ای با توجه به سرعت پاسخ¬گویی و توانایی در ذخیره¬سازی حجم قابل توجه انرژی برای جبران نوسان توان نیروگاه بادی استفاده شده است؛ به¬طوری که دو نیروگاه به¬طور هم¬زمان، الگویی از پیشنهاد تولید را در بازار لحظه¬ای ارائه می¬دهند که هزینه¬های ناشی از عدم¬تعادل در تولید واقعی و پیشنهاد تولید ارائه شده به بازار حداقل گردد. لازم به ذکر است که عدم¬قطعیت¬های در نظر گرفته شده در مسئله بهینه¬سازی، تولید واحد بادی، قیمت انرژی در بازار لحظه¬ای و نیز قابلیت¬اطمینان واحدهای بادی و تلمبه¬ذخیره¬ای می¬باشد. وجود عدم-قطعیت در تصمیم¬گیری در میزان تولید، برمیزان سود مورد انتظار حاصل از مشارکت تولیدکنندگان در بازار لحظه¬ای تأثیر زیادی خواهد گذاشت. بنابراین در چنین حالتی خطر دسترسی به میزان سود مورد انتظار، تولیدکنندگان توان را تهدید می¬کند. بنابراین هدف برای تولیدکنندگان خطرگریز دست¬یابی به سودی قابل قبول در یک سطح اطمینان مشخص می¬باشد و برای تولیدکنندگان خطر¬پذیر برآورد میزان زیان مورد انتظار در یک سطح اطمینان مشخص امری جالب توجه می¬باشد. بنابراین در این پایان¬نامه برای در نظر گرفتن خطرپذیری و میزان زیان مورد انتظار مالکان دو نیروگاه، دو شاخص قدرتمند اندازه¬گیری خطرپذیری β-var و β-cvar معرفی و استفاده شده است. در نهایت رویکردی مبتنی بر بهینه¬سازی مقاوم در برنامه¬ریزی واحدهای بادی و تلمبه¬ذخیره¬ای معرفی شده است.