شماره ركورد
34053
پديد آورنده
مهدي پاك نژاد
عنوان
طراحي شبكه زنجيره تأمين برق تجديدپذير دادهمحور استوار توزيعي با درنظرگرفتن ذخيره سازي انرژي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع-مديريت پروژه
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/29
استاد راهنما
دكتر سيد فريد قنادپور
استاد مشاور
دكتر ميرسامان پيشوايي
دانشكده
صنايع و سيستم ها
چكيده
گذار به سمت شبكههاي قدرت كربنزدايي شده، نيازمند چارچوبهاي تحليلي دوگانهاي است كه هم استواري
عملياتي در برابر عدم قطعيتهاي فزاينده و هم برنامهريزي هوشمندانه سرمايهگذاري براي توسعه زيرساختها را
پوشش دهند. اين پژوهش يك چارچوب تحليلي دومرحلهاي نوآورانه ارائه ميدهد كه اين شكاف را با اتصال يك
مدل بهينهسازي استوار توزيعي دادهمحور ) (WDROبراي مشاركت نيروگاهي ) (UCبه يك مدل تصميمگيري
چندهدفه استوار ) (MODMبراي برنامهريزي سرمايهگذاري، پر ميكند.
در سطح عملياتي، يك الگوريتم توليد ستون و محدوديت ) (C&CGبراي حل مسئله تعهد واحد دو مرحلهاي WDRO
به كار گرفته شده است كه يك برنامه مشاركت نيروگاهي روزانه استوار در برابر يك مجموعه ابهام واسراشتاين از
سناريوهاي بار خالص توليد ميكند. سپس، شاخصهاي كليدي عملكرد ) (KPIsاستخراجشده از اين بهرهبرداري
استوار، به عنوان وروديهاي دادهمحور به مدل سرمايهگذاري چندهدفه وارد ميشوند كه از روش برتسيماس و
سيم براي مديريت عدم قطعيت هزينهها و روش اپسيلون محدود افزوده براي يافتن سبدهاي سرمايهگذاري بهينه
پارتو استفاده ميكند.
اين چارچوب جامع بر روي يك سيستم تست 74باسه سفارشيسازيشده مبتني بر RTS-GMLCكه شامل
تكنولوژيهاي پيشرفتهاي مانند خودرو به شبكه ذخيرهسازي هيدروژن چندمقياسي (كوتاهمدت و بلندمدت) و
جذب كربن ) (CCUSاست، پيادهسازي و اعتبارسنجي شده است. نتايج به وضوح برتري مدل WDROرا در
مقايسه با رويكردهاي سنتي قطعي و تصادفي ) (SAAنشان ميدهد؛ مدل پيشنهادي با صرف كردن مقدار كمي
از سود در شرايط متوسط، به طور قابل توجهي كارايي اقتصادي و قابليت اطمينان را در سناريوهاي بدترين حالت
بهبود ميبخشد. تحليل بهرهبرداري، نقشهاي اقتصادي متمايز و هوشمندانهاي را براي داراييهاي انعطافپذير
آشكار ميسازد. V2Gبراي آربيتراژ سريع روزانه، هيدروژن كوتاهمدت به عنوان ذخيره تاكتيكي، و هيدروژن
بلندمدت به عنوان يك ذخيره استراتژيك براي جذب مازاد انرژي تجديدپذير استفاده ميشود. در نهايت، مدل
سرمايهگذاري با توليد جبهههاي پارتو، توازنهاي پيچيده بين هزينه سرمايهگذاري، اهداف كربنزدايي و ارزش
اقتصادي انعطافپذيري را به صورت كمي به تصوير ميكشد و ابزاري قدرتمند براي سياستگذاري آگاهانه در گذار
به سمت انرژيهاي پايدار فراهم ميكند
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/17
عنوان به انگليسي
Data-Driven Distributionally Robust Design of a Renewable Power Supply Chain Network Considering Energy Storage
تاريخ بهره برداري
10/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي پاك نژاد
چكيده به لاتين
The transition toward decarbonized power grids necessitates dual analytical frameworks that
address both operational robustness against increasing uncertainties and intelligent investment
planning for infrastructure expansion. This research presents a novel two-level analytical
framework that bridges this gap by linking a Wasserstein Data-Driven Distributionally Robust
Optimization (WDRO) model for Unit Commitment (UC) with a robust Multi-Objective Decision-Making (MODM) model for investment planning.
At the operational level, a Column-and-Constraint Generation (C&CG) algorithm is employed
to solve the two-stage WDRO-UC problem, producing a day-ahead commitment schedule that
is robust against a Wasserstein ambiguity set of net-load scenarios. Key Performance Indicators
(KPIs) derived from this robust dispatch are then systematically fed as data-driven inputs into
the multi-objective investment model, which utilizes the Bertsimas & Sim methodology for
cost uncertainty management and the augmented epsilon-constraint method to identify Paretooptimal investment portfolios.
This comprehensive framework is implemented and validated on a customized 74-bus test system (based on the RTS-GMLC) that integrates advanced technologies such as Vehicle-to-Grid
(V2G), multi-timescale hydrogen storage (short- and long-term), and Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS). The results clearly demonstrate the superiority of the WDRO model
compared to traditional deterministic and stochastic (SAA) approaches; by sacrificing a small
amount of profit in average conditions, the proposed model significantly improves economic
efficiency and reliability in worst-case scenarios. The operational analysis reveals distinct and
economically rational roles for flexibility assets: V2G is deployed for rapid intra-day arbitrage,
short-term hydrogen acts as a tactical reserve, and long-term hydrogen serves as a strategic
reserve to absorb surplus renewable energy. Finally, by generating Pareto frontiers, the investment model quantitatively visualizes the intricate trade-offs between investment cost, decarbonization targets, and the economic value of flexibility, providing a powerful tool for informed policymaking in the transition toward sustainable energy.
كليدواژه هاي فارسي
زنجيره تامين برق , انرژي تجديد پذير , ذخيره سازي انرژي , ذخيره سازي هيدروژن , باتري ليتيوم يوني خودرو به شبكه , مشاركت نيروگاهي , بهينه سازي استوار توزيعي واسراشتاين
كليدواژه هاي لاتين
Power supply chain , Renewable energy , Energy storage , Hydrogen storage , Lithium-ion battery vehicle to grid , Unit commitment , Wasserstein distributionally robust optimization
Author
Mahdi Paknezhad
SuperVisor
Dr. Seyed Farid Ghannadpour