کلیدزنی بهینۀ انتقال با استفاده از مدل‌های تعادل در بازارهای برق
147 صفحه در قالب word
فهرست مطالب
فهرست مطالب هشت
فهرست شکل‌ها یازده
فهرست جدول‌ها سیزده
لیست نمادها چهارده
چکیده . 1
1-2-1- کلیدزنی انتقال در دیدگاه سنتی بهره‌برداری.. 3
1-2-2- کلیدزنی بهینه انتقال.. 4
1-2-3- تأثیر ساختار سیستم انتقال بر قدرت بازار. 6
1-3- مدل‌سازی رفتار بازار برق در شرایط رقابت ناقص..... 8
1-4- تعریف مسأله و نوآوری.. 12
فصل دوم: بررسی اثر کلیدزنی انتقال بر قدرت بازار
2-4- مسأله CB با در نظر گرفتن TS (ECB). 19
2-5- تبدیل مسأله ECB به مسأله MILP. 20
2-6-1- معرفی شبکه تست IEEE-14 Bus. 23
2-6-2- نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-14 Bus. 25
2-6-3- معرفی شبکه تست IEEE-118 Bus. 35
2-6-4- نتایج شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-118 Bus. 35
2-6-5- تحلیل حساسیت نتایج به پارامترهای خطی‌سازی و مدل مسأله. 41
فصل سوم: کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظر گرفتن تعادل در بازار برق
3-2- کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال.. 47
3-3- مفروضات مسأله کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظرگرفتن تعادل در بازار برق (MESOTS). 47
3-4- مدل سه سطحی مسأله MESOTS. 48
3-4-1- سطح اول: تصمیم به خروج خط با هدف حداقل‌سازی هزینه بهره‌برداری کل دوره. 49
3-4-2- سطح دوم: حداکثرسازی سود بازیگران.. 50
3-4-3- سطح سوم: مسأله تسویه بازار. 50
3-5- یکپارچه‌سازی سطح دوم و سوم مسأله MESOTS. 52
3-6- مدل‌سازی تعادل بازار در هر روز به صورت EPEC.. 56
3-8- تبدیل مسأله MESOTS به مسأله MILP. 68
3-9-1- معرفی شبکه تست سه شین.. 77
3-9-2- تحلیل شبکه در یک روز. 79
3-9-3- حساسیت تعادل بازار به پارامتر در تعادل یک روز. 81
3-9-4- MESOTS برای شبکه سه شین.. 87
3-10- جمع بندی و نتیجه‌گیری.. 99
فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
پیوست(الف): معرفی شاخصهای قدرت بازار. 105
پیوست (ب): مسائل بهینه‌سازی چندسطحی و مدل‌های تعادل.. 107
ب-1- مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی دیگر (OPcOP). 107
ب-3- تبدیل مسأله OPcOP با دو مسأله سطح پایین به مسأله تک سطحی.. 111
ب-4- مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی خطی (OPcLP). 112
ب-6- جایگزین کردن OPcLP با قیود اصلی، دوگان و قید دوگانگی قوی.. 115
ب-7- مسأله بهینه‌سازی با قیود تعادل (MPEC). 116
ب-8- مسائل تعادل مقید به قیود تعادل (EPEC). 117
پیوست (ج): اطلاعات شبکه IEEE-118 Bus. 119
چکیده
کلیدزنی انتقال یکی از عملیات‌های مهم در بهره‌برداری از سیستم قدرت است و از آن برای کاهش هزینه‌های بهره‌برداری سیستم قدرت استفاده می‌شود. از سویی، افزایش سطح رقابت در بازار، از دغدغه‌های بهره‌برداران بازار برق است و کاهش قدرت بازار یکی از راه‌های دستیابی به یک بازار با سطح رقابت بالاتر است. از آن‌جا که قدرت بازار با آرایش سیستم انتقال در ارتباط است، در این پایان‌نامه موضوع تأثیر کلیدزنی انتقال بر قدرت بازار و درنظرگرفتن این تأثیر در فرآیند کلیدزنی انتقال مورد بررسی قرار گرفته است.
در ابتدا به بررسی اثرات کلیدزنی انتقال روی قدرت بازار در سیستم قدرت، پرداخته شده است. به این منظور، مسأله مرز رقابت برای در نظرگرفتن کلیدزنی انتقال توسعه داده شده است. در این مسأله، حداقل و حداکثر HHI به عنوان شاخصی برای ارزیابی میزان تمرکز مالکیت در سیستم قدرت با توجه به قیود پخش توان DC در شبکه در قالب یک مسأله بهینه‌سازی درجه دو ارزیابی می‌شود. مسأله بیشینه‌سازی HHI یک مسأله بهینه‌سازی نامحدب است که این موضوع بدین سبب که HHI یک تابع درجه دوم از تولید واحدهای نیروگاهی است، ایجاد می‌شود. برای اطمینان از دستیابی به جواب بهینه سراسری در مسأله مرز رقابت توسعه یافته، HHI به صورت تکه‌ای خطی تقریب زده شده است. بدین ترتیب مسأله به صورت یک مسأله بهینه‌سازی خطی-عدد صحیح در می‌آید.
اعمال مدل خطی-عدد صحیح به دست آمده بر روی شبکه‌های تست، نشان می‌دهند که کلیدزنی انتقال می‌تواند قدرت بازار را در یک سیستم قدرت تحت تأثیر قرار دهد. این اثرگذاری در مورد افزایش بیشینه HHI بیشتر است. به علاوه، این اثرگذاری در سطوح بار زیاد نیز بیشتر است. این موضوع نشان‌دهنده اثر نامطلوب کلیدزنی انتقال بر قدرت بازار، در صورت استفاده از آن بدون توجه به قدرت بازار است. در ادامه مدلی برای کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال به عنوان ابزاری برای بهره‌بردار سیستم به منظور کاهش هزینه دوره‌ای بهره‌برداری شبکه با در نظر گرفتن وجود قدرت بازار بازیگران، ارائه شده است. این مدل یک مسأله بهینه‌سازی سه‌سطحی است. در سطح اول تصمیم به خروج خطوط برای کل دوره با هدف حداقل‌سازی هزینه‌های بهره‌برداری کل دوره، در ابتدای دوره اتخاذ می‌شود. در سطح دوم، مسأله حداکثرسازی سود مالکین با در نظرگرفتن قدرت بازار و در سطح سوم، مسأله تسویه بازار مدل شده است. به کمک قضیه دوگانی قوی و شرایط KKT، مسأله حداکثرسازی سود هر مالک به یک مسأله بهینه‌سازی مقید به قیود تعادل که یک مسأله بهینه‌سازی تک سطحی است تبدیل می‌شود. از کنار هم قرار دادن این مسائل بهینه‌سازی تمام بازیگران در کل دوره، یک مسأله تعادل مقید به قیود تعادل، به دست می‌آید که به صورت دسته‌ای از معادلات مساوی و نامساوی است. مدل تعادل حاصل شده، معادل قیود سطح دوم و سوم مسأله کلیدزنی بهینه دوره‌ای انتقال است که با جایگزینی، یک مسأله بهینه‌سازی یک‌سطحی به دست می‌آید. این مسأله بهینه‌سازی تک سطحی، به کمک تکنیک‌های خطی‌سازی، به فرم یک مسأله بهینه‌سازی خطی-عدد صحیح در آمده و بر روی یک شبکه تست اعمال شده است. نتایج، نشان می‌دهند که کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال می‌تواند هزینه‌های بهره‌برداری کل دوره را با درنظر گرفتن قدرت بازار بازیگران، کاهش دهد. به علاوه، باعث کاهش قدرت بازار بازیگران در مقایسه با حالتی می‌شود که کلیدزنی انتقال انجام نشود.
کلمات کلیدی: کلیدزنی انتقال، قدرت بازار، مسأله بهینه‌سازی خطی عدد-صحیح، تعادل در بازار برق، مسأله بهینه‌سازی چند سطحی
1- مقدمه
- پیشگفتار
در دیدگاه سنتی بهره‌برداری از شبکه قدرت، سیستم انتقال به صورت سیستمی استاتیک درنظر گرفته می‌شود و آرایش تجهیزات انتقال ثابت و غیر قابل تغییر می‌باشد. در این دیدگاه، فقط در مواقع اضطراری، کلیدزنی خطوط انتقال، بدون توجه به مسائل بهینه‌سازی یا جنبه‌های اقتصادی انجام می‌پذیرد [1]. در سال‌های اخیر این ایده مطرح شده است که با تغییر آرایش سیستم انتقال می‌توان در هزینه بهره‌برداری شبکه صرفه‌جویی انجام داد. این فرآیند به کمک بحث کلیدزنی بهینه انتقال (OTS)[1] انجام می شود [2]. بسیاری از شاخصهای بازار برق از جمله قدرت بازار[2] وابسته به آرایش شبکه میباشند [3]، بنابراین با تغییر آرایش شبکه ممکن است این شاخصها نیز متأثر شوند. از این رو در این فصل در ابتدا تاریخچهای از کلیدزنی انتقال در دیدگاه سنتی و مدرن بهره‌برداری از سیستم قدرت بیان شده و سپس تأثیر ساختار سیستم انتقال بر قدرت بازار ارزیابی می‌شود. پس از مشخص شدن اثرات سیستم انتقال بر قدرت بازار، نحوه مدل‌سازی رفتار بازیگران در شرایط رقابت ناقص در بازار برق مورد بحث قرار می‌گیرد. در ادامه لزوم پرداختن به موضوع این پژوهش بیان خواهد شد. در ادامه فصل اهداف پایان‌نامه، نوآوری‌های آن و مسائل مورد مطالعه در آن به طور کامل تشریح و مفروضات بیان شده است. در انتهای فصل نیز مروری بر مطالب فصل‌های بعد صورت می‌گیرد.
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است 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 می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.
کلیدزنی بهینۀ انتقال با استفاده از مدل های تعادل در بازارهای برق