شماره ركورد
34923
پديد آورنده
فاطمه صنعتي اردستاني
عنوان
طراحي شبكه و قيمتگذاري هوشمند شبكه همتا به همتا برق با در نظر گرفتن خودروهاي برقي تحت شرايط عدم قطعيت
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع- سيستمهاي كلان
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/16
استاد راهنما
هادي صاحبي شاهم آبادي
استاد مشاور
/
دانشكده
دانشكده مهندسي صنايع
چكيده
رشد روزافزون مصرف انرژي الكتريكي و گسترش منابع تجديدپذير، نياز به الگوهاي نوين تبادل انرژي را بيش از پيش برجسته ساخته است. در اين ميان، شبكههاي انرژي همتا به همتا به عنوان راهكاري كارآمد در مديريت بار، كاهش هزينهها و ارتقاي پايداري سيستمهاي انرژي مطرح ميشوند. اين پژوهش با هدف طراحي يك شبكه همتا به همتاي برق در شهر يزد، كه از پتانسيل بالايي براي پيادهسازي اين ساختار برخوردار است، انجام شده است. در گام نخست، اجزاي اصلي شبكه شناسايي و تعريف گرديد. با توجه به روند فزاينده استفاده از خودروهاي برقي در ايران، حضور آنها در مدل ضروري در نظر گرفته شد. براي تعيين مكان بهينه ايستگاهها و باتريها، از ميان 100 نقطه كانديد اوليه، روش خوشهبندي در يادگيري ماشين بهكار گرفته شد تا بهترين مكانها بر اساس توزيع بار و الگوهاي تقاضا انتخاب شوند. از سوي ديگر، به منظور ايجاد شرايط واقعي شبكه، الگوهاي مصرف در ساعات مختلف شبانهروز و در ماههاي سال بررسي گرديد. با استفاده از خوشهبندي، ساعات مصرف هر ماه در چهار دستهبندي قرار گرفت و امكان استفاده از قيمتگذاري دايناميك فراهم شد. همچنين با بهرهگيري از روشهاي پيشبيني، قيمت فروش برق برآورد و قيمت خريد با ضرايب مناسب نسبت به آن و بر اساس قيمت برق شبكه اصلي تعيين شد. مدل XGBoost توانست قيمت فروش برق را با ميانگين درصد خطاي مطلق حدود 4.1٪ پيشبيني كند. مدل مكانيابي توسعهيافته به صورت يك مسئله بهينهسازي عدد صحيح مختلط تدوين شد كه هدف آن حداقلسازي هزينه كل شبكه است. علاوه بر مدل قطعي، يك مدل استوار نيز توسعه داده شد تا اثر عدمقطعيت در پارامترهايي همچون تقاضاي ساختمانها، الگوي حضور خودروهاي برقي و قيمتهاي بازار در نظر گرفته شود. مدل سناريومحور نسبت به مدل قطعي حدود 50٪ انحراف و 48٪ كاهش هزينه نشان داد. در نتيجه اگرچه مدل استوار منجر به هزينههاي بالاتري نسبت به مدل قطعي ميگردد، اما ريسك تصميمگيري و ناپايداري نتايج را بهطور قابل توجهي كاهش ميدهد. در نهايت، بر اساس نتايج، خودروهاي برقي و باتريهاي مركزي نقش كليدي در مديريت اوج بار و افزايش كارايي شبكه ايفا ميكنند. همچنين، استفاده از روشهاي يادگيري ماشين در خوشهبندي مكاني و زماني موجب بهبود دقت مدل و كارايي راهكارهاي بهينهسازي گرديد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/18
عنوان به انگليسي
Network Design and Smart Pricing for Peer-to-Peer Electricity Networks Considering Electric Vehicles Under Uncertainty Conditions
تاريخ بهره برداري
10/8/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه صنعتي اردستاني
چكيده به لاتين
The growing demand for electricity and the expansion of renewable energy sources have highlighted the need for new models of energy exchange more than ever before. In this context, peer-to-peer (P2P) energy networks are introduced as an efficient solution for load management, cost reduction, and enhancing the sustainability of energy systems. This study aims to design a P2P electricity network in the city of Yazd, which has strong potential for the implementation of such a structure. In the first step, the main components of the network were identified and defined. Considering the increasing trend of electric vehicle adoption in Iran, their inclusion in the model was deemed essential. To determine the optimal locations for stations and central batteries, clustering methods in machine learning were applied to an initial set of 100 candidate points, selecting the best locations based on load distribution and demand patterns. Furthermore, to create realistic network conditions, consumption patterns at different hours of the day and across months of the year were analyzed. Using clustering, the consumption hours of each month were grouped into four categories, enabling the application of dynamic pricing. In addition, forecasting methods were used to estimate the electricity selling price, while the purchase price was determined with suitable coefficients relative to it and based on the main grid’s tariff. The XGBoost model was able to predict electricity selling prices with a mean absolute percentage error of about 4.1%. The developed location-allocation model was formulated as a mixed-integer optimization problem aimed at minimizing the total network cost. Alongside the deterministic model, a robust model was also developed to account for uncertainties in parameters such as building demand, electric vehicle availability patterns, and market prices. Compared to the deterministic model, the scenario-based approach showed around 50% deviation and 48% cost reduction. Hence, although the robust model leads to higher costs compared to the deterministic one, it significantly reduces decision-making risk and result instability. Finally, based on the results, electric vehicles and central batteries play a key role in peak load management and improving network efficiency. Moreover, the use of machine learning methods for spatial and temporal clustering enhanced the model’s accuracy and the effectiveness of optimization solutions.
كليدواژه هاي فارسي
تجارت انرژي همتا به همتا , شبكه هاي توزيع برق , طراحي شبكه , قيمتگذاري
كليدواژه هاي لاتين
Peer-to-peer energy trading , Power Distribution Networks , network design , pricing
Author
Fateme Sanati Ardestani
SuperVisor
Dr. Sahebi