عنوان پایان‌نامه
برنامه ریزی توسعه دینامیکی شبکه توزیع با در نظر گرفتن منابع انرژی پراکنده
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق -قدرت
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2835;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71666
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- امیر باقری
- استاد راهنما
- حمید لسانی, حسن منصف
- چکیده
- برنامه‌ریزی توسعه سیستم توزیع انرژی الکتریکی یکی از وظایف مهم شرکت‌های توزیع محسوب می‌گردد. با پیدایش منابع تولید‌پراکنده در سیستم‌های توزیع، روند طراحی و بهره‌برداری از این سیستم‌ها تغییر یافته و این امکان برای شرکت‌های توزیع فراهم شده است تا سیستم‌هایی با هزین? پایین‌تر و مشخصات فنی بهتر را طراحی نمایند. از سوی دیگر با اهمیت یافتن مسائل زیست‌محیطی و به‌منظور کاهش آلاینده‌ها و جلوگیری از اتمام سوخت‌های فسیلی، تمایل به استفاده از منابع تولید پراکند? پاک و تجدیدپذیر به‌عنوان یک گزینه دیگر برای برآورد نیاز مصرف شبکه روز به روز در حال گسترش می‌باشد. در این راستا، اجرای برنامه‌ریزی توسعه شبکه توزیع با لحاظ نمودن تمامی ابعاد مسأله و با در نظر گرفتن انواع منابع تولید‌پراکنده به‌منظور دست‌یابی به یک طرح بهینه از لحاظ اقتصادی و فنی بسیار مهم و ضروری می‌باشد. در این رساله مسأله برنامه‌ریزی توسعه شبکه توزیع در حضور منابع تولید‌پراکنده تجدیدپذیر و قابل برنامه‌ریزی به‌صورت دینامیکی و از دیدگاه شرکت توزیع مورد توجه قرار گرفته است. تابع هدف مسأله شامل تمامی هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداریِ تجهیزات، هزینه انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی، و هزینه مربوط به خاموشی ناشی از قطع بار به‌دلیل بروز خطا بر روی تجهیزات می‌باشد. به‌منظور محاسب? دقیق‌ترِ هزینه‌های بهره‌برداری و قابلیت اطمینان، منحنی تداومی بار سالیانه برای بارهای شبکه در نظر گرفته شده است. تمامی عدم‌قطعیت‌های موجود در مسأله شامل عدم‌قطعیت در بار، قیمت انرژی خریداری شده از شبکه انتقال، و توان تولیدی منابع انرژی تجدیدپذیر در مسأله مورد توجه قرار گرفته‌اند. علاوه بر بهینه‌سازی مشخصات شبکه شامل زمان، مکان، و ظرفیت توسعه و احداث پست‌ها، فیدرها، و واحدهای DG، یک استراتژی برای تعیین میزان بهین? توان تولیدی توسط واحدهای تولید پراکند? قابل‌برنامه‌ریزی ارائه شده است. به‌منظور افزایش قابلیت اطمینان تغذی? بارها، امکان استفاده از فیدرهای رزرو برای بازیابی بارها پس از بروز خطا، و نیز امکان بهره‌برداری از منابع تولید‌پراکنده در حالت جزیره‌ای مدنظر قرار گرفته است. همچنین در شرایط جزیره‌ای، تمامی قیود ممکن برای تغذیه مطمئن و مطلوب بارها با توجه به منحنی بار و عدم‌قطعیت‌ها بررسی گردیده و در صورت نقض قیود موجود یک استراتژی برای قطع بار جهت ارضای قیود مربوطه پیشنهاد شده است. به منظور بهینه‌سازی مسأله پیشنهادی، یک روش مؤثر مبتنی بر ترکیب الگوریتم‌های ژنتیک و پخش بار بهینه ارائه گردیده است. نتایج مطالعات عددی بیانگر کارایی مدل ارائه شده در بهبود مشخصات فنی شبکه شامل کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ، افزایش قابلیت اطمینان تغذیه، کاهش تولید آلاینده‌های زیست‌محیطی، و در نهایت کاهش هزینه کل در برنامه‌ریزی توسعه دینامیکی سیستم توزیع می‌باشد.
- Abstract
- Distribution system expansion planning is one of the main tasks of distribution companies. The emergence of distributed generation (DG) into distribution systems has affected the planning and operation problems of these systems, and it is possible now for the distribution companies to design systems having low cost and high technical characteristics. On the other side, due to the worldwide concerns about the environmental problems of greenhouse pollutants and the completion of fossil fuels, many attentions are being paid to the non-polluting and renewable energy resources like wind turbines as an alternative for supplying the loads of distribution system. In this regard, the current thesis has proposed an integrated model for the dynamic distribution system expansion planning (DDSEP) problem in the presence of renewable and non-renewable DGs. The objective function of the problem comprehensively considers all the investment and operational costs of the network equipment, emissions costs, and the interruption costs due to the failure of different equipment. For the sake of accurate calculation of the operational and interruption costs, the annual load duration curve (LDC) has been regarded for the load points. The existing uncertainties in the problem, including the uncertainty of load, energy price, and the power generation of renewable DGs have been respected in the modeling. In addition to optimization of network’s characteristics, including the time, location, and size of susbtations’, feeders’, and DGs’ expansion or installation, an strategy has been proposed to determine the optimal power generation of dispatchable DG units. In order to improve the reliability of network, installation of reserve feeders has been considered to restore the loads after the fault occurrence. Furthermore, the islanding operation of DG units has been regarded for more improvement of reliability. In addition, all the technical constraints and uncertainties have been respected in the islanding mode to have an adequate supply. In order to resolve any violation of technical constraints in the restoration stage, a load shedding strategy has been proposed to have minimum possible interruption cost. To evaluate the efficiency of the proposed planning model, it has been applied to the 54-bus distribution system in different experiments, and the results are discussed. The numerical studies reveal that the renewable and non-renewable DGs can be employed in DDSEP as an adequate option to lower the expansion costs, improve the network’s technical characteristics, and reduce the environmental pollutants. Totally, it can be concluded that the expansion result is more optimal when both renewable and non-renewable DGs participate in the DDSEP.
