عنوان پایان‌نامه
تسویه بازار برق با ضریب نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق -قدرت
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2985;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76014
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- میثم دوستی زاده
- استاد راهنما
- حمید لسانی, فرخ امینی فر
- چکیده
- شبکه‌های قدرت امروزی به منظور بهره‌گیری هر چه بیشتر از ویژگی‌های زیست‌محیطی و اقتصادی منابع تجدیدپذیر در حال گذار به شبکه‌هایی با نفوذ گسترده این منابع هستند. در این مسیر، رویارویی با افزایش عدم قطعیت و تغییرات در تعادل توان ناشی از ماهیت تصادفی منابع تجدیدپذیر، چالش عمده بهره‌برداران سیستم‌های قدرت می‌باشد. بدین منظور در این رساله سعی شده است تا با ارائه مدل های بهینه و کارامد تسویه بازار برق، انعطاف‌پذیری مطلوب جهت مدیریت این عدم قطعیت و تغییرات منابع تجدیدپذیر فراهم گردد. در ابتدا یک روش بهینه سازی بازه ای قابل تنظیم جهت رویارویی با تغییرپذیری و عدم قطعیت منابع بادی در برنامه ریزی روزانه انرژی و ذخیره پیشنهاد می شود. این روش با مدل‌سازی انعطاف پذیری واحدهای تولیدی سنتی، توانایی این واحدها را در دنبال کردن تغییرات توان بادی در کمترین هزینه و سطح اطمینان مطلوب تضمین می کند. در ادامه، روش بهینه سازی بازه ای پیشنهادی برای سیستم های بهم پیوسته توسعه داده می شود. روش پیشنهادی یک مدل غیرمتمرکز موازی جهت تسویه بازار روز پیش¬ در سیستم های بهم پیوسته است و هماهنگی مؤثری بین نواحی بهم پیوسته در حضور عدم قطعیت منابع بادی ایجاد می کند. این مدل با فلسفه بهره برداری سیستم های بهم پیوسته تطابق کامل دارد به گونه ای که استقلال بهره برداری در هر ناحیه حفظ و حداقل میزان اطلاعات بین نواحی همجوار مبادله می شود. همچنین جهت افزایش انعطاف پذیری سیستم، برنامه ریزی تبادل توان به نحوی انجام می شود که نواحی علاوه بر تبادل انرژی قادر به اشتراک ذخیره بهره برداری خود از طریق خطوط ارتباطی هستند. در پایان، یک ساختار جدید برای سیستم کنترل خودکار تولید سیستم های چند ناحیه ای پیشنهاد می شود. این ساختار در پاسخ به تغییرات فرکانس از حداکثر ذخیره تنظیمی موجود در سراسر سیستم بهم پیوسته استفاده می کند. سپس مطابق با ساختار پیشنهادی، یک مدل غیرمتمرکز برای تسویه همزمان بازارهای زمان واقعی انرژی و ذخیره تنظیمی در سیستم های چند ناحیه ای پیشنهاد می شود. در این مدل توزیع اقتصادی توان واحدها، تخصیص ذخیره تنظیمی و توان مبادله شده بین نواحی طوری تعیین می شود که: 1) بهره برداری از منابع انعطاف پذیر در سراسر سیستم بهم پیوسته بهینه باشد؛ 2) عدم قطعیت ناشی از منابع تجدیدپذیر در کمترین هزینه پوشش داده شود؛ 3) حریم خصوصی اطلاعات و استقلال تصمیم گیری در نواحی حفظ شود. واژه‌های کلیدی: انعطاف پذیری، بازار برق، سیستم‌های بهم پیوسته، عدم قطعیت منابع بادی
- Abstract
- Modern power systems are undergoing a transitional phase, progressively integrating renewable energy sources to exploit their economic and environmental bene?ts. The main challenge with this transitional phase is the management of the increased variability and uncertainty in the system power balance. Accordingly, optimal electricity market clearing models are presented to deal with such technical challenges and also to ensure feasible and economical operation under high renewable penetration. At first, an adjustable interval optimization model is proposed for day-ahead energy and reserve market clearing which accommodates the variation and uncertainty of wind generation. Considering the flexibility of conventional units, this model ensures the existence of sufficient ramp capability needed to follow up wind power variation. Thus, a desired confidence level is attained in an economic manner. Next, the proposed model is extended to be deployed in wind-integrated interconnected power systems. Indeed, the extended model is a decentralized parallel mechanism adopted for efficient daily market clearing in multi-area power systems. Based on this approach, an effective coordination strategy is attained against the wind energy uncertainty among the interconnected areas. The proposed decentralized market clearing model preserves privacy of each market/system operator and necessitates receiving only limited border information from each area. This information is required to coordinate the areas and ?nd an economical hourly generation and reserve schedule for the entire power system. Eventually, a new automatic generation control (AGC) system is proposed to more effectively share balancing resources over the whole interconnected system. This mechanism effectively tackles the variation and uncertainty of system-wide wind power generation. Following any variations in power system nominal frequency, the proposed approach makes use of the maximum available regulation reserve in overall interconnected power system. Based on the proposed AGC model, a co-optimization model is developed for energy and regulation reserve joint dispatch that effectively coordinates regional real-time electricity markets. The proposed real-time dispatch is intended for simultaneously dispatching generating units, determining interregional energy trading and allocating regulation reserve in a way that: (1) an optimal operational planning is obtained for the flexible resources over the whole interconnected power system, (2) a least cost solution is attained for handling of the variability and uncertainty of system-wide wind power, and (3) the privacy of each area is preserved. Key words: Flexibility, electricity markets, interconnected power systems, wind power uncertainty.
