عنوان پایان‌نامه
بهبود خود ترمیمی شبکه هوشمند با بهره گیری از خودروهای الکتریکی هایبرید قابل اتصال به شبکه
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2937;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74790;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2937;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74790
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- سیدمحسن محمدی حسینی نژاد
- استاد راهنما
- حمید لسانی
- چکیده
- قابلیت خودترمیمی، بعنوان اصلی‌ترین ویژگی شبکه‌های هوشمند در جهت بهبود پایایی و افزایش رفاه مشترکین شناخته می‌شود. از طرفی، در سالیان اخیر علاقه‌مندی زیادی نسبت به استفاده از خودروهای برقی ایجاد شده است. لذا در این پژوهش به بررسی تأثیر حضور خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه بر قابلیت خودترمیمی شبکه هوشمند پرداخته شده است. در ابتدا رفتار تصادفی خودروهای الکتریکی برای مشارکت در بازیابی سرویس مدلسازی شده است. با توجه به حضور خودروهای الکتریکی که رفتار متغیر با زمان دارند، مساله مکانیابی پارکینگ‌های هوشمند برای بهبود بازیابی سرویس فرمول‌بندی شده است. از این‌رو برخلاف روش‌های سنتی، بار شبکه در طول زمان بازیابی بصورت متغیر منظور شده است. بعلاوه، امکان تزریق توان رأکتیو توسط خودروهای الکتریکی نیز در مساله لحاظ شده است. افزون بر این، با در نظر گرفتن تأثیر حضور کلیدهای قابل کنترل از راه دور، برای بازیابی راهبرد‌های مختلفی در نظر گرفته شده است. سپس، دو نقش متفاوت برای مشارکت خودروها در بازیابی سرویس ارائه شده که عبارتند از: استفاده از خودروهای الکتریکی به عنوان منبع پشتیبان برای بازیابی مشترکین سالم ناحیه‌ی آسیب دیده و همچنین بکارگیری این منابع به عنوان واحد ذخیره‌سازی به منظور جلوگیری از گرفتگی خطوط فیدر پشتیبان. افزون بر این، مساله مکانیابی بهینه پارکینگ‌ها با محدودیت فیزیکی همراه است که در این پژوهش به بررسی میزان تأثیر این پارامتر بر مساله پرداخته شده است. بعلاوه، جهت لحاظ نمودن عدم قطعیت وضعیت بار شبکه و همچنین مشارکت خودروها در فرآیند بازیابی سرویس، در این پژوهش یک مدل دو مرحله‌ای برای این مساله ارائه شده است. سپس با توجه به قابلیت تزریق همزمان توان‌های اکتیو و رأکتیو توسط خودروهای الکتریکی، به جهت انجام مطالعه‌ای جامع برای مکانیابی بهینه پارکینگ‌های خودروهای الکتریکی، بهبود قابلیت خودترمیمی، بهبود پروفایل ولتاژ و کاهش تلفات شبکه به صورت همزمان در تابع هدف مساله دیده شده‌اند. بعلاوه، با توجه به تأثیر مکان نصب کلیدهای اتوماتیک بر گستره و در نتیجه پایایی نواحی تشکیل شده در شبکه، در ادامه این پژوهش به جایابی همزمان کلیدهای اتوماتیک و پارکینگ خودروهای الکتریکی به منظور افزایش همزمان اتوماسیون و کفایت شبکه پرداخته شده است. کلیه روش‌ها و فرمول‌بندی‌های پیشنهادی بر شینه شماره چهار شبکه استاندارد روی بیلینتون آزموده شده و نتایج عددی مورد بررسی قرار گرفته است. واژه‌های کلیدی: راهبرد بازیابی، بازیابی شبکه، خودترمیمی، خودروهای الکتریکی، شبکه هوشمند، پایایی سیستم قدرت، مدل دو مرحله‌ای، واحد پشتیبان، واحد ذخیره ساز
- Abstract
- Self-healing is one of the essential properties of Smart Grid. Improving the self-healing capability of the Smart Grid is known as healer reinforcement. In this thesis, a new healer reinforcement approach is introduced, contributing PHEVs, through optimal parking lot (PL) placement and sizing, under contingencies, by considering the avail-able control and protective devices. Moreover, the PL placement and sizing problem formulation is extended by considering PHEVs participation as both backup and stora-ge units in the self-healing process. PHEVs contribution as backup units could provide electricity for faulted zone customers. Furthermore, demand variations during the rest-oration process might lead to congestion occurrence in the backup feeder. Hence, the PHEVs contribution as storage units could prevent congestion occurrence and enable execution of the best restoration strategy, through charging in light load and injecting power to the backup feeding path in the peak load of repair time. In addition, the stoc-hastic nature of PHEV owners' behavior is modeled in service restoration process. Furt-hermore, the possibility of reactive power injection by PLs is considered in the service restoration process. The simulation is conducted to investigate the effects of physical limitations on candidate locations as well as PHEVs participation as both backup and storage units. Afterwards, optimal parking lot placement problem (OPLP) is conducted through considering various objective functions, including reliability-related and ope-rational ones. The reliability-related objective function aims to simultaneously minim-ize the total cost of reliability (TRC) and SAIDI. The total cost of reliability includes: total cost of interruption, total cost of PL installation, and PL incorporation costs. Moreover, a two-stage formulation is introduced for the reliability-based OPLP problem to consider the uncertainties of restoration problem. The first stage considers the estimated values, while the second stage realizes several prospective scenarios for distribution system and traffic conditions during restoration process. These scenarios are derived based on historical data of outage occurence and traffic data. Furthermore, energy loss and voltage deviation costs are considered in the operational objective function. Therefore, both reliability-based and operational objectives are considered in the collective objective function to optimally benefit from different PLs ancillary services in OPLP problem. Finally, the security and adequacy of electrical distribution grid have been simultaneously improved by optimal allocation of automatic switches and parking lots (PLs), respectively. The proposed approach is implemented to three different scenarios: switch placement, PL placement, and joint switch placement and PL placement. Index Terms— Backup Unit, Charging Station (CS), Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs), Power System Reliability, Self-healing, Smart Grid, Storage Unit, Two-Stage Formulation.
