فهرست مطالب

  • سال نهم شماره 2 (پیاپی 19، تابستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/22
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمید فلقی*، سعید باقری صفحات 1-12

    حفظ یا ارتقاء قابلیت اطمینان شبکه‌ی انتقال یکی از اهداف اساسی در برنامه‌ریزی توسعه‌ی شبکه‌ی انتقال است و ارزیابی قابلیت اطمینان طرح‌های پیشنهادی برای توسعه‌ی شبکه‌ی انتقال ازجمله چالش‌های بزرگ برای حل این مساله است. باتوجه به ابعاد بزرگ شبکه‌های انتقال و حجم محاسبات فرایند ارزیابی قابلیت اطمینان برای هر ساختار شبکه، آنالیز دقیق قابلیت اطمینان برای تمام طرح‌های توسعه‌ی پیشنهادی طی بهینه‌سازی برنامه‌ریزی توسعه‌ی شبکه‌ی انتقال تقریبا غیرممکن و غیرعملی است. در این مقاله ابتدا ضرورت ارزیابی دقیق قابلیت اطمینان شبکه‌های انتقال در حین بهینه‌سازی چندهدفه‌ی این مساله نشان داده شده و سپس یک روش کاربردی برای حل این مساله پیشنهاد شده است. هدف اصلی روش پیشنهادی که مبتنی بر دسته‌بندی پیشامدها و رخدادهای خطا است، ایجاد امکان ارزیابی دقیق‌تر قابلیت اطمینان شبکه‌های انتقال برای تصمیم‌گیری در مساله‌ی بهینه‌سازی چندهدفه‌ی برنامه‌ریزی توسعه‌ی شبکه‌ی انتقال و رسیدن به پاسخ دقیق‌تر می‌باشد؛ به‌طوری‌که نیاز به زمان و حجم محاسباتی زیادی نباشد. به‌منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی، بهینه‌سازی این مساله با استفاده از روش پیشنهادی برای شبکه‌ی تغییر یافته‌ی گارور به‌وسیله‌ی روش بهینه‌سازی NSGAII انجام و نتایج حاصل از آن با روش معمول حل این مساله مقایسه شده است. نتایج حاصله موید صحت رویکرد روش پیشنهادی برای حل این مساله است.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی توسعه ی شبکه ی انتقال، بهینه سازی چندهدفه، قابلیت اطمینان، NSGAII
  • سید مهدی موسوی بادجانی*، سینا قائمی صفحات 13-23

    امروزه حضور منابع تولید پراکنده خورشیدی در سطح شبکه‌های توزیع بدون چالش نمی‌باشد و در سایه عدم مدیریت بهینه ممکن است بهره‌‌وری‌های اقتصادی برای شبکه به همراه نداشته باشد. سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی پتانسیل حل این مشکل را دارند. لذا در این مقاله یک روش جدید برای مدیریت انرژی شبکه‌های توزیع ارایه شده است تا نشان داده شود که چگونه حضور منابع ذخیره‌ساز باعث سودآوری و افزایش کیفیت خواهد شد. در این روش تعداد سیکل متناوب شارژ و دشارژ ذخیره‌سازها جهت جلوگیری از کاهش طول عمر کنترل شده‌اند. در روش پیشنهادی برای مدیریت انرژی شبکه‌های توزیع مجهز به منابع خورشیدی از روابط پخش بار محدب استفاده شده است تا اینکه اطمینان کافی از همگرایی نتایج و بهینگی آن‌ها وجود داشته باشد. افزون بر این بارهای حساس به قیمت و قابل قطع نیز در مسیله بهینه‌سازی مدل‌سازی شده‌اند. روش پیشنهادی مدیریت انرژی به یک شبکه توزیع 33 باسه اعمال گشته است و نتایج حاصل از آن نشان می‌دهد که حضور منابع ذخیره‌ساز در شبکه‌های توزیع تا چه اندازه در بهبود کیفیت پارامترهای فنی و اقتصادی موثر بوده است. نتایج حاصل در دو حالت در نظرگیری اهمیت موضوع طول عمر منابع ذخیره‌سازها و بدون در نظرگیری آن با هم مورد قیاس قرار گرفته‌اند.

    کلیدواژگان: منابع خورشیدی، مدیریت بهینه انرژی، شبکه توزیع، ذخیره سازها، پخش بار محدب
  • مهران رحیمی، بهادر فانی، مجید معظمی، مجید دهقانی، غضنفر شاهقلیان* صفحات 24-35

    در این مقاله یک طرح حفاظتی1 چند مرحله ای به منظور حفظ هماهنگی فیوز و ریکلوزر ارایه شده است. روش پیشنهادی به صورت آنلاین و متناسب با ضریب نفوذ منابع فتوولتاییک2 عمل می نماید. در مرحله اول به منظور حفظ فیوز از یک منحنی غیراستاندارد جریان – زمان – ولتاژ استفاده می شود و در صورتی که مقدار ضریب تنظیم زمانی3 جدید محاسبه شده از مرحله اول به ریکلوزر قابل اعمال نباشد، مرحله دوم طرح حفاظتی فعال می گردد و سهم جریان تزریقی منابع فتوولتاییک متناسب با ولتاژ محل اتصال اینورتر کاهش می یابد. باید خاطر نشان کرد که روش پیشنهادی، یک روش ترکیبی است که در مرحله اول نسبت به سایر طرح های ارایه شده در این زمینه، تاثیر حساسیت ریکلوزر در اصلاح مشخصه سریع ریکلوزر لحاظ شده است و در مرحله دوم نیز نسبت به سایر روابط ارایه شده در زمینه کنترل جریان اینورتر، محدودیت کمتری بر توان خروجی منابع PV در شرایط خطا اعمال می گردد. قابل ذکر است که به منظور اجرای طرح حفاظتی ارایه شده نیاز به زیر ساخت های مخابراتی نیست. نتایج حاصل از شبیه سازی به کمک نرم افزار ETAP عملکرد طرح پیشنهادی را به طور موثری تایید می کند.

    کلیدواژگان: شبکه توزیع شعاعی، طرح حفاظتی دو مرحله ای، تولید پراکنده4 فتوولتائیک
  • امیرمسعود محقق، یاسر درخشنده*، عباس کارگر صفحات 36-54

    در این مقاله، یک راهبرد جدید مبتنی بر مدل پویا (زمان محور) جهت برنامه ریزی توسعه سیستم های توزیع انرژی الکتریکی با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده و بهره‌گیری از  رویکرد فنی-اقتصادی ارایه شده است. مدل ارایه شده قادر است علاوه بر مکان و ظرفیت بهینه، برنامه زمانی نصب/ تقویت گزینه های توسعه را تعیین نماید. رویکرد پیشنهادی یک مساله بهینه سازی غیر محدب و دارای ماهیت غیرخطی و آمیخته با اعداد صحیح است. علاوه بر  این، توجه به عدم قطعیت در تقاضای توان باعث می شود که مساله برنامه ریزی توسعه به طور فزاینده‌ای چالش برانگیز باشد. از این رو، یک رویکرد تجزیه سه مرحله‌ای برای حل مساله معرفی شده است.  به منظور مدل سازی عدم قطعیت تقاضای توان در رویکرد پیشنهادی از روش تخمین دو نقطه ای استفاده شده است. جهت دستیابی به جواب بهینه از الگوریتم جستجوی هارمونی بهبودیافته استفاده شده است. امکان‌سنجی و اثربخشی رویکرد پیشنهادی در برنامه ریزی پویای توسعه سیستم های توزیع انرژی الکتریکی توسط چندین مورد مطالعه ای مختلف بر روی سیستم توزیع انرژی الکتریکی 13/8 کیلوولت با 27 باس نشان داده شده است. نتایج شبیه سازی به دست آمده بیانگر قابلیت و سودمندی رویکرد جدید پیشنهادی در برنامه ریزی پویای توسعه سیستم های توزیع انرژی الکتریکی است.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی توسعه، شبکه توزیع، بهینه سازی، قابلیت اطمینان، عدم قطعیت، تخمین دو نقطه ای
  • بختیار استادی*، شکوفه غفاری، محمدعلی رستگار صفحات 55-59

    بازار برق ایران بعد از تجدید ساختار، به یکی از رقابتی‌ترین بازارها تبدیل شده است که در آن تولیدکنندگان، قیمت پیشنهادی خود را در چند پله قیمتی ارایه می‌دهند. بنابراین تصمیمات موجود در آن بازار می‌تواند مفاهیم آماری را در خود جای دهد. در این مطالعه مدلی مفهومی مبتنی بر تحلیل همزمان توزیع احتمالی داده‌های تاریخی خط تسویه بازار و فراوانی پذیرش قیمت‌های پیشنهادی ارایه شده است. بر مبنای این مدل مقدار احتمالی قیمت تسویه بازار با ریسک بازه‌های قیمتی داده‌های تاریخی سنجیده می‌شود و تصمیم در مورد پیشنهاد قیمت گرفته می‌شود. در این مقاله روشی برای محاسبه احتمال پذیرش و ریسک عدم پذیرش قیمت‌ها در بازار برق ارایه شده اسست و از داده‌های فصل بهار سال 1393 یک نیروگاه به عنوان مثال عددی به منظور اجرای روش استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که ارتباط مستقیمی بین بالا یا پایین بودن بازه‌های قیمت و ریسک پذیرش وجود ندارد، بلکه داده احتمالی با توجه به توزیع بازه‌های قیمتی باید تحلیل گردد. همچنین به دلیل ارایه ریسک قیمت‌های پیشنهادی این مدل قابلیت اعمال ریسک‌پذری و ریسک‌گریزی را دارد و در نهایت بر مبنای استانه تحمل ریسک و سطح پذیرش ریسک قیمت مناسب انتخاب می شود.

    کلیدواژگان: خط تسویه بازار، بازار برق، ریسک، پیشنهاد قیمت
  • صالح صادقی گوغری، حمیدرضا جهانگیر، مسعود علی اکبر گلکار* صفحات 60-69

    در سال‌های اخیر، ضریب نفوذ منابع انرژی پراکنده در سیستم قدرت به شدت افزایش یافته است، اما از آنجا که ظرفیت این منابع کوچک است، نیاز به ساختاری برای گردآوری این منابع و بررسی مشارکت آنها در بازار انرژی و خدمات جانبی می‌باشد. این هدف با استفاده از مفهوم نیروگاه مجازی قابل دستیابی است. در این مقاله نحوه مشارکت بهینه نیروگاه مجازی در بازار انرژی و رزرو چرخان ارایه شده است. برای بهبود عملکرد نیروگاه مجازی منابع تولید پراکنده قابل برنامه ریزی، توربین بادی، ذخیره‌ساز حرارتی و الکتریکی، واحد تولید هم‌زمان برق و حرارت و خودروهای برقی در ساختار نیروگاه مجازی در نظر گرفته شده‌اند. همچنین مسیله بهینه‌سازی در قالب یک مسیله MILP با در نظر گرفتن محدودیت‌های شبکه، محدودیت های واحدهای تولیدی و شارژ هوشمند خودروهای الکتریکی انجام شده است. در پایان به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، شبیه‌سازی‌ها بر روی یک نیروگاه مجازی 21 باس صورت گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان‌دهنده این است که سود نیروگاه مجازی به میزان 23 درصد با شرکت در بازار رزرو چرخان افزایش پیدا می‌کند.

    کلیدواژگان: نیروگاه مجازی، بازار انرژی، بازار رزرو چرخان، شارژ هوشمند خودروهای الکتریکی
|
  • Hamid Falaghi*, Saeed Baqeri Pages 1-12

    Reliability enhancement is one of the main objectives of transmission expansion planning (TEP), and reliability evaluating of different planning schemes is one of the greatest challenges in solving the TEP problem. Due to the large scale of networks and high computational burden of the reliability assessment procedure for any network structure, it is almost impossible and impractical to accurately analyze the reliability of all planning schemes during optimization of the TEP problem. In this paper, first, the necessity of performing an accurate analysis on transmission network reliability during multi-objective based optimization of the TEP problem is shown. Then, a practical approach is proposed for solving this problem. The main objective of the proposed approach which is based on classification of events and occurrences of faults, is to make it possible to more accurately analyze the reliability of transmission networks in order to make decisions on the multi-objective TEP, and to achieve a more accurate solution as well; so that the process is not time-consuming and the computational burden is low. To investigate the efficiency of the proposed approach, the modified Garver's network is used and the multi-objective TEP problem is solved using NSGA-II as optimization tool. The results are compared with those of conventional approach. The obtained results show the accuracy of the proposed approach in solving the TEP problem.

    Keywords: transmission expansion planning, multi-objective optimization, reliability, NSGA-II
  • Seyyed Mahdi Mosavi Badjani*, Sina Ghaemi Pages 13-23

    Nowadays, presence of photovoltaic systems in distribution network is not without challenge and it may not have economic productivity for the system under the lack of optimal management. Energy storage systems are able to cope with this problem. Therefore, in this paper, a new method is proposed for energy management of the distribution networks in order to show that how presence of the energy storage systems leads to profitability and high quality. In this method, the frequent charging/discharging of the energy storage systems is controlled so as to avoid from reduction of their lifetime. Moreover, in the proposed approach the convex power flow constraints are applied for energy management of the photovoltaic based distribution systems in order to guarantee the obtained results’ optimality and convergence. Furthermore, price responsive loads and interruptible ones are modelled in the optimization problem. The proposed approach for energy management is implemented to the 33-bus distribution network and the computed results demonstrate that how considering the energy storage systems in the distribution networks had been effective on improvement of the quality of the economic and technical parameters of the network. The obtained results with considering the importance of energy storage systems lifetime and without it have been compared.

    Keywords: Photovoltaic systems, Optimal energy management, Distribution network, Energy storage systems, Convex power flows
  • Mehran Rahimi, Bahador Fani, Majid Moazzami, Majid Dehghani, Ghazanfar Shahgholian* Pages 24-35

    In this paper, a multi-stage protective scheme is proposed to maintain the fuse and reclosers coordination. The proposed method operates online and proportional to the photovoltaic sources penetration rate. In the first step, a non-standard Current - Time - Voltage curve is used for fuse saving. If the new calculated TDS from the first stage is not implementable to the reclosers, the second stage of the protection scheme will be activated, and the fault current contribution of photovoltaic sources decrease proportional to inverter PCC voltage. It should be noted that the proposed method is a combitionary method that in the first step, the effect of reclosers sensitivity in modifying the reclosers fast characteristics is taken into account in compared to other schemes presented in this regard, and in the second step, there is less limitation on the output power of PV sources under fault conditions than other inverter current control presented equations. It It is noteworthy that in order to implement the proposed protection method, there is no need to telecommunication infrastructure. The ETAP software simulation results validates the proposed scheme effectively.

    Keywords: : Radial Distribution system, Two-Stage Protection Scheme, Photovoltaic Distributed Generation
  • Amirmasood Mohaghegh, Yaser Derakhshandeh*, Abbas Kargar Pages 36-54

    In this paper, a new strategy based on a dynamic (time-based) model is proposed for expansion planning of electrical energy distribution systems, taking into account distributed generation resources and advantage of the techno-economic approach. In addition to optimal placement and capacity, the proposed model is able to determine the timing of installation / reinforcement of expansion options. The proposed approach is a non-convex optimization problem with a nonlinear nature and mixed integers. In addition, considering uncertainty in the network loads makes the issue of expansion planning increasingly challenging. Hence, a tri-stage algorithm is developed to solve it. In order to model the uncertainty of loads in the proposed approach, the two-point estimation method has been used. An improved harmony search algorithm has been used to achieve the optimal solution. The feasibility and effectiveness of the proposed approach in the expansion planning of electrical energy distribution systems has been demonstrated by two different case studies on the 13.8 kV power distribution system with 27 buses. The results of the simulation obtained indicate the capability and efficiency of the approach proposed in the dynamic planning of the expansion of electrical energy distribution systems.

    Keywords: Planning of the expansion, Distribution network, Optimization, Reliability, Uncertainty, Two-Point estimation
  • Bakhtiar Ostadi*, Sokoufeh Ghaffari, MohammadAli Rastegar Pages 55-59

    After restructuring, Iran’s electricity market has become one of the most competitive markets in which generation companies offer their proposed price on several price benches. So, the decisions in this market can use statistical concepts. In this paper, a conceptual model is presented according to simultaneous analysis of probabilistic distribution for historical data of market clearing price and frequency of acceptance of bids. Based on this model, the probable value of market clearing price is measured through the risk of historical data price intervals and the decision is made about bidding strategy. Also, a method is proposed to calculate the probability of acceptance and risk of rejection of bids on the electricity market. The data (Spring 2014) from a power plant as a numerical example have been used to implement the method. The results show that there is no direct relation between the high or low price intervals and the risk of acceptance, but the probable data regarding the distribution of price intervals should be analyzed. Also, due to the risk of the proposed bid prices, this model is capable of applying risk-taking and risk-aversion and finally appropriate bid price is selected based on the risk appetite and acceptable risk level.

    Keywords: Market clearing price, Electricity market, Risk, Bid price
  • Saleh Sadeghi Gougheri, Hamidreza Jahangir, Masoud Aliakbar Golkar* Pages 60-69

    In recent years, the penetration of distributed energy resources has been increased dramatically in the power system, however, according to their small capacity, we need to aggregate these resources in an incorporated unit and examine their participation in the energy and ancillary services market. This goal can be achieved using virtual power plants (VPPs) concept. This paper describes the optimal bidding strategy of a VPP in the energy and spinning reserve markets. In order to improve the performance of the VPP, dispatchable distributed generation (DGs) sources, wind turbines (WTs), thermal and electrical energy storages, combined heat and power (CHP) unit and electric vehicles (EVs) have been considered in the VPP structure. The optimization task has also been addressed in the form of a MILP problem with considering the network and unit constraints and smart EVs’ charging. Finally, to evaluate the effectiveness of the proposed method, simulations are performed on a 21-bus VPP. The simulation results show that the VPP profit will increase by 23% by participating in the spinning reserve market.

    Keywords: Virtual power plant, Energy market, Spinning reserve market, EVs’ smart charging