در بازار رقابتی برق، شرکت کنندگان در بازار به دنبال یافتن نقطه تعادلی بازار برای انتخاب استراتژی خود هستند. رقابت بین تولیدکنندگان توان برای تأمین بار سیستم با یک بازی با اطلاعات ناکامل مدل می شود. با افزایش رقابت در بازار، تولیدکنندگان علاوه بر اینکه اطلاعات مربوط به هزینه های خود را از دید دیگر تولیدکنندگان مخفی نگه می دارند، تلاش می کنند تا اطلاعات هزینه رقبا را با توجه به نوع و مدل واحدها، ظرفیت، سوخت مصرفی، اطلاعات گذشته بازار و .... مدلسازی کنند. با مدلسازی اطلاعات هزینه رقبا، بازی از یک بازی با اطلاعات ناکامل به یک بازی با اطلاعات کامل که در آن تولیدکنندگان از اطلاعات هزینه ای یکدیگر اطلاع دارند، تبدیل می شود. اگر تولیدکنندگان دارای واحدهای حرارتی باشند، مهمترین اطلاعات در مورد هزینه آنها، منحنی هزینه درجه دو تولید می باشد. تولیدکنندگان علاوه بر اینکه ظرفیت تولید خود به تأمین انرژی سیستم اختصاص می دهند، می توانند بخشی از ظرفیت خود را در بازارهای خدمات جانبی عرضه نمایند. از بین خدمات جانبی، تأمین ذخیره گردان با توجه به همنوع بودن با انرژی، بیشترین وابستگی را با تأمین انرژی دارد. از این رو در نظرگرفتن این خدمات جانبی در تعیین استراتژی تولیدکنندگان در بازار انرژی منجر به تخصیص بهینه ظرفیت تولیدکنندگان در بازارهای انرژی و ذخیره گردان می شود و مجموع سود تولیدکنندگان در دو بازار را افزایش می دهد. در بسیاری از تحقیقاتی که برای یافتن نقطه تعادل بازار انجام شده است، کمتر به ذخیره گردان توجه شده است. دراین پایان نامه الگوریتمی براساس تئوری نش پیشنهاد شده است که به شبیه سازی رفتار متقابل تولیدکنندگان در بازار انرژی و ذخیره گردان 10 دقیقه ای تا رسیدن به نقطه تعادل بازار می پردازد. در این الگوریتم ضرائب هزینه حاشیه ای تولیدکنندگان در ضرائب غیر یک ضرب می شود. با تعریف ضریب مشارکت در بازار انرژی، تولیدکنندگان می توانند بخشی از ظرفیت تولید خود را جهت شرکت در بازار ذخیره، در بازار انرژی شرکت ندهند. قیمت پیشنهادی تولیدکنندگان برای ذخیره همزمان با پیشنهاد قیمت انرژی به بازار ارائه می شود. مسئله به صورت یک بهینه سازی دو سطحی مدل می شود که در سطح بالایی سود بازیگران را بیشینه می کند و در سطح پایینی بازار را تسویه می نماید. جهت حل این مسئله ترکیبی از الگوریتم ژنتیک و الگوریتم تجمع ذرات مورد استفاده قرار گرفته است. محدودیت های شبکه انتقال با اجرای برنامه پخش بار بهینه مستقیم در الگوریتم مد نظر قرار گرفته است.

حفاظت سنتی به دلیل عملکرد بر اساس اطلاعات محلی در مقابله با خطاها و اغتشاشات دچار اشتباه می شود و ممکن است پایداری شبکه را تحت تأثیر قرار دهد. برای بهبود این حفاظت سنتی، حفاظت سنتی ناحیه گسترده معرفی شد که خطایابی را بر اساس اطلاعات ناحیه گسترده انجام می دهد و برای پایداری شبکه حفاظت پایداری ناحیه گسترده معرفی شد. سیستم شامل حفاظت سنتی ناحیه گسترده و حفاظت پایداری ناحیه گسترده با عنوان حفاظت ناحیه گسترده شناخته می شود. در کارهای انجام شده تاکنون برای حفاظت پشتیبان ناحیه گسترده فرض شده که در همه باس های شبکه pmu نصب شده است. در این پایان نامه با در نظر گرفتن نتایج جایابی بهینه pmu ها، روش های مکان یابی خطا در سیستم حفاظت ناحیه گسترده معرفی شده است. در روش اول از تخمین ولتاژ باس بدون pmu توسط باس های دارای pmu و تغییرات زاویه ولتاژ برای خطایابی استفاده شده است. در روش دوم خطایابی بر اساس توزیع ولتاژ توالی ها انجام شده است و در روش سوم از توزیع توالی ها و زاویه فاز جریان برای مکان یابی خطا استفاده شده است. برای بررسی کارایی این روش ها انواع خطاها در موقعیت های مختلف شبکه های مختلف بررسی شده و نتایج حاکی از آن است که این روش ها علاوه بر بهبود سرعت و دقت روش های حفاظت ناحیه گسترده گذشته، ایده های خطایابی جدیدی نیز ارائه کرده است.

با توجه به محدودیت منابع فسیلی، نگرانی های زیست محیطی، افزایش مصرف انرژی و ...، دانشمندان راهکارهایی را برای حل این معضلات ارائه دادند.یکی از بهترین راه های مقابله با معضلات بحران انرژی و زیست محیطی، استفاده از منابع تولید پراکنده به خصوص انرژی های نو می باشد. افزایش نفوذ این تولیدات در سیستم قدرت، علاوه بر مزایای فراوانی که دارد، مشکلاتی را نیز به همراه خواهد داشت. این معایب شامل از بین رفتن هماهنگی بین ادوات حفاظتی سیستم، از بین رفتن حالت شعاعی شبکه و ایجاد پخش بار دو طرفه، امکان ایجاد حالت جزیره ای و عملکرد جزیره ای تولیدات پراکنده، پیچیده تر شدن مسئله برنامه ریزی توسعه تولید و ... می باشد. یکی از مهم ترین مسائل مطرح در زمینه حفاظت منابع تولید پراکنده، حفاظت ضد جزیره ای این تولیدات می باشد. مطابق با استانداردهای ieee، عملکرد جزیره ای تولیدات پراکنده در صورت نفوذ اندک آن ها در سیستم قدرت توصیه نمی شود، و بایستی در کمتر از 2 ثانیه تشخیص داده شوند. بنابراین برای جلوگیری از عملکرد جزیره ای این تولیدات، باید تمامی منابع تولید پراکنده مجهز به یک روش موثر در تشخیص جزیره ای شدن باشند. معمولاً منابع تولید پراکنده اینورتری، با روش های فعال تشخیص جزیره ای شدن مجهز می شوند. با توجه به اینکه این روش ها برای تشخیص جزیره از ایجاد اختلال استفاده می کنند، ممکن است در حالت چند اینورتری این اختلالات بر روی همدیگر اثر منفی داشته باشند. در این تحقیق با توجه به اهمیت موضوع، تأثیر روش های انحراف فرکانسی را بر روی همدیگر مورد بررسی قرار داده ایم. این روش ها بر روی یک سیستم دو اینورتری متصل به شبکه آزمایش شده اند و برایند روش های مختلف در تشخیص جزیره ای شدن به دست آمده است. با توجه به مشکل روش های بررسی شده در زمان تشخیص جزیره ای شدن، در این پایان نامه یک روش ترکیبی برای تشخیص جزیره ای شدن ارائه شده است که زمان تشخیص با استفاده از آن کاهش داده شده است. مقایسه بین روش ارائه شده در این پایان نامه با روش فعال جابجایی فرکانسی سندیا نشان می دهد که روش ارائه شده عملکرد موفقی دارد.