پایان نامه برق قدرت:استراتژی قیمت دهی نیروگاه مجازی در بازار های ذخیره و انرژی با درنظر گرفتن عدم قطعیت در قیمت بازار

ارسال شده در 27 دی 1399 توسط نجفی زهرا در بدون موضوع

از جمله مباحثی كه هم اكنون پیش روی تصمیم گیران و سیاست گذاران صنعت برق در بسیاری از كشورها ی دنیا قرار دارد، تفكر تغییر شكل ساختار این صنعت مطابق با روند افزایش كارایی و رقابت در دیگر صنایع می باشد. لزوم حركت در این مسیر به دلایل مختلفی چون سرمایه بر بودن، نا كارآیی اقتصادی ساختار سنتی و انحصاری بودن آن غیر قابل انكار می باشد. تحقیق حاضر ضمن ارائه ی یكی از مصادیق این تجدید ساختار(نقش نیروگاه مجازی در بهره برداری از سیستم قدرت) نتایج حاصل از حضور آن در بازار برق را مورد بررسی قرار خواهد داد. در این فصل به معرفی اهداف کلی طرح و محتویات فصلهای آینده پرداخته خواهد شد.
1-2 بازار برق
صنعت برق به عنوان یک صنعت زیر بنایی در دو دهه اخیر دستخوش تغییرات بنیادی گردیده است که از آن به عناوین مختلفی چون تجدید ساختار، مقررات زدایی و . . . یاد می‌شود. در ساختار جدید بر خلاف ساختار سنتی قدیم که در آن مالک سیستم تولید، انتقال و توزیع یکی بوده و تحت مالکیت واحد بهره ‌برداری می گردید، سیستم های تولید، انتقال و توزیع از یکدیگر مجزا شده و به صورت مستقل اداره می‌شوند.
بهرهوری پایین سیستم قدرت سنتی در تامین انرژی الکتریکی باعث گردید تا همانند صنایع هوایی و مخابرات از راه دور، تجدید ساختار در صنعت برق مطرح گردد. رقابت و دسترسی آزاد به سیستم انتقال دو موضوع اساسی در تجدید ساختار صنعت برق به شمار می رود. خصوصیسازی و تغییر ساختارهای موجود در جهت ایجاد رقابت بیشتر و دسترسی آزاد و بدون تبعیض تولیدکنندگان مختلف به سیستم انتقال میباشد. در این شرایط راهبری و طراحی هر یك از این بخش ها با توجه به فضای حاكم، نیازمندی ها و ارتباط با دیگر نهادها صورت

می گیرد و سیستم توزیع برق به عنوان آخرین زنجیره برق رسانی می تواند به شكل های مختلفی باشد.

1-3 مفهوم نیروگاه مجازی(VPP)
یكی از دستاوردهای آینده تغییر ساختار، ایجاد فضای رقابتی در بخش تولید برق بوده است كه در این خصوص مجموعه ای از واحدهای تولید مقیاس كوچك به همراه بار و شبكه تحت پوشش كه توسط یك نهاد معین اداره می شود به نیروگاه مجازی موصوف است كه می توانند در بازار عمده فروشی انرژی و ذخیره چرخان حضور فعال داشته باشند.
ایده به كارگیری نیروگاه مجازی به عنوان یكی از اجزای اصلی تشكیل دهنده سیستم قدرت در این تحقیق بررسی و تشریح می شود. این ایده برای سیستم های قدرت غیر متمركز كه متشكل از منابع تولید پراكنده می باشد، امكان بهره برداری بهینه مجموعه ای از منابع تولید پراكنده با بازده بالا و همچنین امكان حضور آنها را در بازار برق فراهم می سازد. بهره برداری از منابع تولید پراكنده موجب شده است تا ساختار متمركز مدیریت مجموعه سیستم قدرت، تمایل به غیر متمركز شدن مراكز مدیریت انرژی داشته باشد.
1-4 مروری بر مطالب فصل ها
این نیروگاه شامل اجزا و انواع مختلفی می باشد كه در فصل دوم به آن پرداخته خواهد شد. همچنین جهت حضور نیروگاه مجازی در بازار برق می توان مدلهای مختلفی را مطرح کرد. این مدلها شامل: هانت و شاتل، تعادلی نش، غیر تعادلی، تخمین نقطه تعادل، برترند، مدل كورنات و مدل استكلبرگ می باشند. مالكان نیروگاه مجازی بر طبق مدل انتخابی و پیشنهادی خود در بازار برق شركت نموده و پیشنهادات خود را در دوره ی زمانی معین عرضه می نمایند. تمامی مدلهای ذكر شده در تحقیقات متفاوت و زیادی مورد بررسی قرار گرفته است كه در فصل دوم به این مدل ها، كاربرد، معادلات و چگونگی شركت در بازار برق پرداخته خواهد شد.
مدلی كه در میان این تحقیقات جهت مدلسازی و انجام این پایان نامه انتخاب گردید مدل اقتصادی برای ارائه پیشنهاد قیمت در بازار برق براساس مدل غیر تعادلی می باشد. مدل غیر تعادلی جهت طراحی یک استراتژی پیشنهاد نیروگاه مجازی مورد استفاده قرار می گیرد که در آن، قیود مربوط به منابع بار تامین شده، قیود تعادل عرضه و تقاضا و همچنین قیود امنیتی به عنوان قیود شبکه در نظر گرفته می شوند.
در مدل ارائه شده نیروگاه مجازی می تواند یک شرکت کننده بازار برق با نقش دوگانه از جمله تولید کننده و مصرف کننده در جهت تبادل توان با شبکه بالادست باشد. علاوه بر این، نیروگاه مجازی می تواند سرویس ذخیره چرخان را تامین کند.
در فصل سوم به مدل سازی مسئله ی استراتژی بهینه سازی مشارکت نیروگاه مجازی در بازار برق پرداخته خواهد شد. در این بخش نحوه ی مدلسازی، الگوریتم حل، تابع هدف و قیود موجود در مساله تشریح خواهد می شود. در این تحقیق از دو شبكه به عنوان نیروگاه های مجازی مورد بررسی، استفاده گردیده است. شبكه ی اول شامل ترکیبی از واحدهای تولید پراکنده، ذخیره ساز الکتروشیمیایی و مصرف کنندگان نهایی بوده و شبكه ی دوم مشتمل بر شبكه اول به همراه دو واحد تولید همزمان، یك واحد تولید كننده ی حرارت و یك واحد تولید سنتی می باشد. در ابتدا روابط موجود در مساله برای شبكه ی اول و سپس روابط جهت شبكه ی دوم بیان می گردد.
از جمله نكات مهم در تحقیقاتی كه اهداف آنها بهینه سازی می باشد استفاده ی مناسب از الگوریتم های موجود می باشد. شناخت، درك و نحوه ی كاربرد الگوریتم مناسب در جهت مساله ی مورد نظر در مسائل بهینه سازی امری حیاتی می باشد. چه بسا الگوریتمی برای یك مساله بهینه سازی مناسب باشد و برای مساله ی دیگر چنین نباشد. این موضوع به مسائل مهمی چون ابعاد مساله، قیود به كار رفته، زمان انجام بستگی دارد.
تاکنون روشهای بسیاری توسط طراحان الگوریتم‌ها برای جستجوی داده‌ها ارائه شده است. روش‌هایی به نام جستجوی سریع و جستجوی دودویی، از ساده‌ترین الگوریتم‌ها هستند، امّا این الگوریتم‌ها شاید، هنگامی که با حجمی گسترده از داده‌ها روبرو شوند، کارایی ندارند. در این میان یک روش وجود دارد که مسائل بزرگ را به سادگی حل می‌کند و آن «الگوریتم ژنتیک» است. الگوریتم به كار رفته در این تحقیق الگوریتم ژنتیك می باشد كه بر مبنای انتقال خصوصیات موروثی توسط ژن‌هاست. این الگوریتم شامل عملگرهای مختلفی می باشد كه در فصل سوم به آن پرداخته شده است.
از نكات مهم و ایده ی جدید این تحقیق می توان به اعمال عدم قطعیت ها اشاره نمود. در مقالات و تحقیقات كمی به مساله ی عدم قطعیت و تاثیر آن بر پارامترهای شاخص و تابع هدف به صورت دقیق پرداخته شده است. لذا با مطالعه و بررسی كاستی های موجود و لزوم اعمال آن، در ابتدا به عدم قطعیت در قیمت انرژی و سپس به عدم قطعیت در پیش بینی بار اشاره می شود. از نكات حائز اهمیت این تحقیق در نظر گرفتن عدم قطعیت در پیش بینی بار علاوه بر قیمت انرژی می باشد. در ادامه به مدلسازی عدم قطعیت ها با استفاده از توابع چگالی نرمال لگاریتمی و نرمال پرداخته می شود. با توجه به اعمال متغیرهای تصادفی و احتمالی از شبیه سازی مونت كارلو به منظور تاثیر این متغیرها بر استراتژی نیروگاه مجازی جهت شركت در بازار برق استفاده شده است.
در فصل چهارم به نتایج شبیه سازی شبكه های مورد بررسی به همراه تحلیل های لازم پرداخته می شود. داده های موجود در جدولی تحت عنوان اطلاعات ورودی مساله بیان شده است. در بخش نخست با توجه به فرضیات مساله، قیود موجود ، تابع هدف، داده های موجود برای شبكه ی اول به كار رفته و در طی دوره ی زمانی 24 ساعت با استفاده از الگوریتم ژنتیک شبیه سازی و تحلیل می شود. سپس به مدلسازی عدم قطعیت ها و تاثیر آن بر مساله پرداخته می شود. جهت این مدلسازی ها، سناریوهای متفاوتی به كار رفته است كه نتایج هر كدام از این سناریوها گردآوری شده است. در این تحقیق شبیه سازی ها هم برای بازار انرژی و هم برای بازار رزرو انجام شده است. به این نحو كه در ابتدا شبیه سازی برای بازار انرژی بدون عدم قطعیت و تحت عنوان شبكه ی مبنا و سپس با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها شكل گرفته و در ادامه به نحوه ی حضور نیروگاه مجازی در بازار رزرو(ضمن در نظر گرفتن بازار انرژی) اشاره دارد. در ادامه به شبكه ی دوم، قیود به كار رفته و تابع هدف آن همانند حالت قبل و تحت الگوی منظم بازار انرژی، بازار رزرو و استراتژی نیروگاه مجازی بدون در نظر گرفتن عدو قطعیت ها و در نهایت به اعمال عدم قطعیت ها با توجه به سناریوهای متفاوت پرداخته خواهد شد.
در فصل پنجم به نتیجه گیری و ارائه پیشنهاداتی در جهت ادامه ی این طرح جهت علاقمندان به این موضوع شده است. به امیدی كه مفید و كاربردی واقع گردد.

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***