18431

۱۸۴۳۱

برآورد ظرفيت بهينه فناوري هاي ذخيره سازي متصل و غير متصل به شبكه برق با تاكيد بر يادگيري در افق 1420 شمسي

كارشناسي ارشد

مدل سازي سيستم هاي كلان

مهر ماه ۱۳۹۶

دكتر سعيد شوال پور آراني

دكتر آرمين جبار زاده

مهندسي پيشرفت

چكيده بخشي از مسئله برنامه ريزي در سيستم هاي قدرت برنامه ريزي توسعه توليد و مكان واحدهاي توليدي جديدي است كه بايد به سيستم اضافه شوند تا ضمن تأمين تقاضاي بار پيش بيني شده با كمترين هزينه، معيارهاي قابليت اطمينان سيستم نيز برآورده گردند كه در آن هدف تعيين نوع، ظرفيت، زمان ورود واحد هاي توليدي مي باشد. به منظور دست يابي به اين هدف، در اين مطالعه مدل رياضي بر مبناي 16 برق منطقه اي شبكه برق ايران ارائه شده است كه در آن روش هاي ذخيره سازي انرژي نيز به عنوان يكي از روش هاي مديريت سمت تقاضا به همراه ساير فناوري هاي سوخت فسيلي و تجديد پذير در نظر گرفته شده است. تابع هدف مدل رياضي، كمينه كردن مجموع هزينه هاي سرمايه گذاري با در نظر گرفتن نرخ يادگيري فناوري هاي توليد انرژي ، بهره برداري، تعمير و نگهداريهزينه انرژي تأمين نشده، ( هزينه برون رفت واحدها (و همچنين هزينه توسعه خطوط انتقال بين برق منطقه اي هاي شبكه برق مي باشد. در اين مطالعه قابليت اطمينان سيستم با استفاده از مدل بيزين برآورد و به عنوان يكي از محدوديت هاي اصلي مدل در نظر گرفته شده است . همچنين ظرفيت مازاد هر برق منطقه اي به عنوان واحد هاي نيروگاهي پشتيبان در نظر گرفته شده است و براي اين منظور مدل مفهومي براي اتصال برق منطقه اي هاي شبكه برق بر مبناي قابليت اطمينان تعريف شده است . محدوديت فني مربوط به هر نوع از واحد هاي نيروگاهي ، بهره وري ، انرژي از دست رفته در سيستم هاي توزيع و انتقال و همچنين محدوديت هاي زيست محيطي ناشي از انتشار گاز هاي گلخانه اي نيز به عنوان بخشي از محدويت هاي مهم مدل باشد. ابزار مديريت سمت تقاضاي مبتني بر مفاهيم نظريه بازي ها براي كنترل مناسب رفتار صاحبان فناوري هاي ذخيره سازي انرژي ارايه شده است . براي بهينه سازي مدل از الگوريتم ژنتيك به عنوان يكي از الگوريتم هاي فراابتكاري كارا تا افق 1420 شمسي استفاده شده است كه در آن ظرفيت توسعه يافته واحد هاي توليدي و خطوط انتقال بين مناطق به عنوان متغيير هاي تصميم براي ايجاد جمعيت هاي اوليه الگوريتم در نظر گرفته شده است . نتابج مربوط به منحني تقاضاي بار به خوبي نشان دهنده تاثير مديريت سمت تقاضا تعريف شده مبتني بر مفاهيم نظريه بازي ها بر رشد سهم انرژي هاي تجديد پذير در سبد بهينه عرضه انرژي شبكه برق از طريق افزايش ضريب بار سيستم و محدوديت فني واحد هاي نيروگاهي مي باشد . و همچنين نتايج بهينه سازي بيانگر اهميت فناوري هاي ذخيره سازي انرژي و تجديد پذير براي تامين انرژي ناشي از محدويت هاي زيست محيطي و منابع سوخت فسيلي در آينده مي باشد بدين صورت كه در بين انرژي هاي تجديد پذير انرژي خورشيد و همچنين در بين فناوري هاي ذخيره سازي فناوري باتري ها در بلند مدت و دخيره سازي هواي فشرده و تلمبه اي ذخيره اي در كوتاه مدت و ميان مدت بيشترين سهم توليد در سبد انرژي و را به خود اختصاص داده اند كه نشان دهنده لزوم سرمايه گذاري مناسب در اين حوزه ها براي تامين انرژي مورد نياز شبكه برق مي باشد .

1396/11/16

4/21/2019 12:00:00 AM

Abstract: Part of the planning problem in power systems is the planning of production development and the location of new production units that should be added to the system to meet the predicted load demand at the lowest cost, the system reliability criteria are also met where the purpose of determining the type, Capacity, time of arrival of production units. In order to achieve this goal, in this study, the mathematical model based on 16 regional power grids of Iran's power grid has been considered, which has considered that energy storage methods as one of the methods of demand side management along with Other Fossil Fuels and Renewable Technologies. The objective function of the mathematical model is to minimize the total investment costs by taking into account the rate of learning of energy generation technologies, the operation, maintenance and energy not supply costs (the cost of outgoing units) as well as the cost of developing transmission lines between regional electricity Power grid. In this study, the reliability of the system is estimated using the Bayesian model and is considered as one of the main constraints of the model. Also, the capacity of each regional electricity supply is considered as a backup power unit, and for this purpose a conceptual model for To connect a local area network is defined based on reliability. The technical limitations of any type of power plant unit, efficiency, energy lost in distribution and transmission systems, as well as environmental restrictions resulting from the emission of greenhouse gases, are also part of important model constraints. The demand side management tool is presented based on the concepts of game theory to control the behavior of the owners of energy storage technologies To optimize the model, the genetic algorithm has been used as one of the most effective meta-algorithms up to the horizon of 1420s, in which the developed capacity of production units and transmission lines between the regions are considered as decision variables, to create a population Early algorithms Negotiation of the load demand curve clearly illustrates the effect of the demand-side management curve based on the concepts of game theory on the growth of the share of renewable energy in the optimal supply basket of the power grid by increasing the system load factor and the technical limitations of power plants. As well as optimization results indicate the importance of renewable energy and energy storage technologies for providing energy from environmental fossil fossil fuels in the future so that between renewable energy sources in the sun as well as between storage technologies The technology of batteries in the long run and the storage of compressed air and compressed air in the short and medium term have the largest share of production in the energy basket, which indicates the need for proper investment in these areas for energy supply Required power grid.