شماره ركورد
27758
پديد آورنده
يوسف الهويردي زاده
عنوان
تحليل اثرگذاري تعامل سيستم توزيع فعال با شبكه انتقال بر برنامهريزي توسعه شبكه انتقال در حضور هابهاي انرژي
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي (PhD)
رشته تحصيلي
مهندسي برق- قدرت
سال تحصيل
1396
تاريخ دفاع
1401/9/15
استاد راهنما
حيدرعلي شايانفر
استاد مشاور
محسن پارسا مقدم
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
توسعهي سريع فناوريهاي مختلف توليد و تبديل انرژي در سمت مصرفكننده، ادغام سيستمهاي توزيع الكتريكي، گرمايشي و سرمايشي را تسهيل نموده است. اين ادغام، منجر به ظهور مفهوم هاب انرژي شده است كه رويكردهاي جديدي را براي مديريت مصرف انرژي معرفي نموده است. هابهاي انرژي بازده، قابليت اطمينان و انعطافپذيري مديريت انرژي را بااتصال توليدكنندگان مختلف انرژي، ذخيرهسازهاي انرژي و فناوريهاي تبديل انرژي افزايش ميدهند. برنامهريزي و بهرهبرداري از سيستمهاي توزيع يكپارچه بر مديريت دارايي در سطح سيستم انتقال تأثير ميگذارد. از طرفي هرگونه تغيير در برنامهي توسعهي سيستم انتقال قيمت انرژي الكتريكي و تصميمات سرمايهگذاري در سطح توزيع را تغيير ميدهد. بنابراين، رويكردهاي سنتي توسعهي سيستمهاي انتقال و توزيع بهصورت جداگانه براي شبكههاي مدرن با سيستمهاي انرژي يكپارچه مناسب نيستند و ارزيابي دقيق تأثير هابهاي انرژي در سمت توزيع بر برنامهريزي توسعه شبكه انتقال بالادست ضروري است. اين رساله در ابتدا يك رويكرد متمركز را براي برنامهريزي هماهنگ سيستمهاي انتقال و هابهاي انرژي ارائه ميدهد. چارچوب پيشنهادي به دنبال يافتن يك راهحل بهينه براي كل هزينههاي سرمايهگذاري، بهرهبرداري و انتشار سيستم انتقال و هابهاي انرژي ميباشد. در ادامه دو رويكرد ايستا و پويا (چندمرحلهاي) براي برنامهريزي توسعهي هماهنگ سيستمهاي انتقال و توزيع الكتريكي، گرمايشي و سرمايشي يكپارچه موردبحث قرار ميگيرد. در ادامه، تأثير برنامههاي پاسخگويي بار الكتريكي، گرمايشي و سرمايشي در مدل ايستاي توسعهي هماهنگ سيستمهاي انتقال و هابهاي انرژي موردبحث قرار ميگيرد. منابع خورشيدي، توربينهاي بادي، واحدهاي توليد همزمان برق-گرما، ديگهاي بخار، همچنين چيلرهاي الكتريكي و جذبي، كانديداي سرمايهگذاري براي يكپارچهسازي سيستمهاي الكتريكي، گرمايشي و سرمايشي هستند. علاوه بر اين، برنامهريزي توسعهي خطوط انتقال، فيدرهاي الكتريكي و خطوط لوله گرمايشي و سرمايشي در مدل پويا ادغامشدهاند. سطح اول رويكرد بهينهسازي هماهنگ پيشنهادي با برنامهريزي توسعهي سيستم انتقال سروكار دارد، درحاليكه سطح دوم برنامهريزي توسعه سيستم توزيع را در برميگيرد. كل هزينههاي برنامهريزي، بهرهبرداري و انتشار آلايندهها بهعنوان تابع هدف براي سطوح اول و دوم در نظر گرفته ميشود. تسويه بازار در سطح سوم براي بهروزرساني قيمتهاي حاشيهاي انجام ميشود. بهرهبردارهاي توزيع در سراسر سيستم قدرت سعي ميكنند هزينههاي خود را با سرمايهگذاري در هابهاي انرژي به حداقل برسانند. مدلهاي ايستا و پوياي پيشنهادي بر روي سيستمهاي انرژي كه شامل سيستمهاي انتقال متعارف IEEE و سيستمهاي توزيع الكتريكي، گرمايشي و سرمايشي هستند، آزمايششدهاند. مطالعات عددي ثابت ميكند كه بهرهبردارهاي سيستم توزيع، متصل به گرههاي مختلف سيستم انتقال، هزينههاي بهرهبرداري و انتشار خود را با سرمايهگذاري در انواع مختلف منابع انرژي كاهش ميدهند. علاوه بر اين، طرحهاي ايستا و پوياي چندمرحلهاي پيشنهادي با موفقيت هزينهي كل مورد انتظار بهرهبردار سيستم انتقال و هزينهي كل سيستم را كاهش ميدهند و با موفقيت توسعهي سيستم انتقال را به تعويق مياندازند.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/11/01
عنوان به انگليسي
Analysis of Interaction between Active Distribution System and Transmission system on TEP problem in the presence of Energy Hubs
تاريخ بهره برداري
12/6/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
يوسف الهويردي زاده
چكيده به لاتين
The rapid development of different energy production and conversion technologies at the Distribution System (DS) level facilitates the integration of electrical, heating, and cooling DSs. This integration leads to the advent of the energy hub (EH) concept that introduces new approaches for meeting end-users various energy demands. EHs increase the flexibility of energy management and enhances the power system efficiency and reliability by coupling different energy producers, energy storage devices, and energy conversion technologies. The planning and operation of integrated DSs will affect the asset management of the Transmission System (TS), which in turn will change the electrical energy prices and investment decisions at the DS level. Then, the traditional sequential transmission and distribution system expansion approaches are not suitable for the modern power grid with integrated energy systems. Then, it is necessary to evaluate accurately the impact of integrating EHs across the distribution system on expansion planning of the upstream transmission network. Firstly, a centralized approach is discussed for coordinated expansion planning of the TS and EHs. The proposed framework is applied to find an optimal solution for the total investment, operation, and emission costs of the system. Then, two static and multi stage approaches are discussed for coordinated expansion planning of TS and integrated electrical, heating, and cooling DSs. In the following, the impact of electrical, heating and cooling load response programs in the static model of the coordinated Expansion planning of TS and energy hubs is discussed. The PhotoVoltaic panels (PVs), Wind Turbines (WTs), Combined Heat and Power Generation (CHP) units, boilers, as well as electrical and absorption chillers are considered investment candidates for coupling the electrical, heating, and cooling DSs. Moreover, the expansion planning of TS lines, electrical feeders, and heating and cooling pipelines are integrated into the proposed multi-stage. The first level of the proposed optimization approach deals with Transmission system Expansion Planning (TEP), while the second level develops Distribution system Expansion Planning (DEP). Total planning, operation, and emission costs are considered as the objective function for the first and second levels. Market clearing is done in the third level to update the Locational Marginal Prices (LMPs) for different Distribution System Operators (DSOs). DSOs across the power system tries to minimize their individual costs by investing in the EHs. The proposed models are tested on the modified conventional IEEE TSs comprising electrical, heating, and cooling DSs. The numerical study proves that the DSOs, connected to different nodes of the TS, reduce their operation and emission costs by investing in various types of energy resources. Moreover, the proposed schemes successfully reduces the total expected costs of the TSO and the whole system and successfully postpones the expansion of the TS.
كليدواژه هاي فارسي
سيستمهاي توزيع يكپارچه , برنامهريزي پوياي توسعهي هماهنگ , برنامهريزي ايستاي توسعهي هماهنگ، , مسئلهي تعادلي با محدوديتهاي تعادلي , تجزيهي چولسكي , تبديل نطف
كليدواژه هاي لاتين
Integrated distribution systems , Dynamic coordinated expansion planning , Static coordinated expansion planning , Equilibrium problem with equilibrium constraints , Diagonalization method , Nataf transformation , Cholesky decomposition
Author
Yoosef Allahverdizade
SuperVisor
Dr. Heidarali Shayanfar