پایان نامه کلیدزنی بهینۀ انتقال با استفاده از مدل¬های تعادل در بازارهای برق


کلیدزنی بهینۀ انتقال با استفاده از مدل­های تعادل در بازارهای برق

 

 

پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی برق – قدر

 

 

 

استاد راهنما

دکتر محمد امین لطیفی

 

 

 

بهار 1394

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

عنـــوان                                                             صفحه

فهرست مطالب…………………………………….. هشت

فهرست شکل‌ها…………………………………… یازده

فهرست جدول‌ها………………………………….. سیزده

لیست نمادها………………………………….. چهارده

چکیده……………………………………………. 1

فصل اول: مقدمه

1-1-……………………………………………………………………………………………………… پیشگفتار 2

1-2-…………………………………………………………………………………………….. پیشینه تحقیق 3

1-2-1-………………………… کلیدزنی انتقال در دیدگاه سنتی بهره‌برداری 3

1-2-2-…………………………………………………………………… کلیدزنی بهینه انتقال 4

1-2-3-…………………………… تأثیر ساختار سیستم انتقال بر قدرت بازار 6

1-3-…………………………… مدل‌سازی رفتار بازار برق در شرایط رقابت ناقص 8

1-4-……………………………………………………………………………. تعریف مسأله و نوآوری 12

1-5-……………………………………………………………………………………. ساختار پایان‌نامه 14

فصل دوم: بررسی اثر کلیدزنی انتقال بر قدرت بازار

2-1-……………………………………………………………………………………………………… پیشگفتار 15

2-2-……………………………………………………………………………………………….. مثال روشنگر 15

2-3-…………………………………………………………………………………………. مرز رقابت (CB) 17

2-4-………………………………………………….. مسأله CB با در نظر گرفتن TS (ECB) 19

2-5-…………………………………………………………… تبدیل مسأله ECB به مسأله MILP 20

2-6-…………………………………………………………………………………………….. مطالعات عددی 23

2-6-1-………………………………………………………………. معرفی شبکه تست IEEE-14 Bus 23

2-6-2- نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-14 Bus 25

2-6-3-…………………………………………………………….. معرفی شبکه تست IEEE-118 Bus 35

2-6-4-………………………. نتایج شبیه‌سازی‌ها بر روی شبکه تست IEEE-118 Bus 35

2-6-5-.. تحلیل حساسیت نتایج به پارامترهای خطی‌سازی و مدل مسأله 41

2-7-……………………………………………………………………………… جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 44

 

فصل سوم: کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظر گرفتن تعادل در بازار برق

3-1-……………………………………………………………………………………………………… پیشگفتار 46

3-2-…………………………………………………………….. کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال 47

3-3- مفروضات مسأله کلیدزنی دوره‌ای بهینه انتقال با در نظرگرفتن تعادل در بازار برق (MESOTS) 47

3-4-…………………………………………………………………….. مدل سه سطحی مسأله MESOTS 48

3-4-1- سطح اول: تصمیم به خروج خط با هدف حداقل‌سازی هزینه بهره‌برداری کل دوره 49

3-4-2-………………………………………….. سطح دوم: حداکثرسازی سود بازیگران 50

3-4-3-………………………………………………………. سطح سوم: مسأله تسویه بازار 50

3-5-……………………………………….. یکپارچه‌سازی سطح دوم و سوم مسأله MESOTS 52

3-6-………………………………. مدل‌سازی تعادل بازار در هر روز به صورت EPEC 56

3-7-……………………………………………………………………………… مسأله یکپارچه MESOTS 64

3-8-…………………………………………………….. تبدیل مسأله MESOTS به مسأله MILP 68

3-9-…………………………………………………………………………………………….. مطالعات عددی 77

3-9-1-…………………………………………………………………. معرفی شبکه تست سه شین 77

3-9-2-…………………………………………………………………… تحلیل شبکه در یک روز 79

3-9-3-…….. حساسیت تعادل بازار به پارامتر در تعادل یک روز 81

3-9-4-          MESOTS برای شبکه سه شین 87

3-10-………………………………………………………………………….. جمع بندی و نتیجه‌گیری 99

فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

4-1-………………………………………………………………………………………….. جمع‌بندی مطالب 101

4-2-…………………………………………………………………………………………………… نتیجه‌گیری 103

4-3-……………………………………………………………………………………………………. پیشنهادات 104

پیوست(الف): معرفی شاخص‌های قدرت بازار 105

پیوست (ب): مسائل بهینه‌سازی چندسطحی و مدل‌های تعادل 107

ب-1-  مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی دیگر (OPcOP) 107

ب-2-  شرایط بهینگی KKT 110

ب-3-  تبدیل مسأله OPcOP با دو مسأله سطح پایین به مسأله تک سطحی 111

ب-4-  مسأله بهینه‌سازی مقید به مسائل بهینه‌سازی خطی (OPcLP) 112

ب-5-  دوگان یک مسأله بهینه‌سازی خطی 114

 

ب-6-  جایگزین کردن OPcLP با قیود اصلی، دوگان و قید دوگانگی قوی 115

ب-7-  مسأله بهینه‌سازی با قیود تعادل (MPEC) 116

ب-8-   مسائل تعادل مقید به قیود تعادل (EPEC) 117

پیوست (ج): اطلاعات شبکه IEEE-118 Bus 119

مراجع… 124

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

شکل ‏1-1 ساختار رقابتی در یک بازار لحظه‌ای مبتنی بر ساختار حوضچه 10

شکل ‏2-1 یک شبکه سه شین نمونه 16

شکل ‏2-2 نحوه تقریب تابع درجه دو مجموع توان تولیدی واحدهای هر مالک 21

شکل ‏2-3 دیاگرام خطی شبکه IEEE-14 Bus 24

شکل ‏2-4 اطلاعات خطی‌سازی مجذور توان تولیدی هر مالک 26

شکل ‏2-5 کمینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-14 Bus 28

شکل ‏2-6 بیشینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-14 Bus 29

شکل ‏2-7 کمینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-14 Bus 29

شکل ‏2-8 بیشینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-14 Bus 30

شکل ‏2-9 کمینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-14 Bus 30

شکل ‏2-10 بیشینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-14 Bus 31

شکل ‏2-11 نحوه خطی‌سازی توان تولیدی هر مالک در سیستم IEEE-118 Bus 37

شکل ‏2-12 کمینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-118 Bus 38

شکل ‏2-13 بیشینه HHI در سطح بار پایه سیستم IEEE-118 Bus 39

شکل ‏2-14 کمینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-118 Bus 39

شکل ‏2-15 بیشینه HHI در سطح بار غیر پیک سیستم IEEE-118 Bus 40

شکل ‏2-16 کمینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-118 Bus 40

شکل ‏2-17 بیشینه HHI در سطح بار پیک سیستم IEEE-118 Bus 41

شکل ‏3-1 ساختار مسأله سه سطحی MESOTS 49

شکل ‏3-2 نحوه تبدیل یک مسأله بهینه‌سازی دو سطحی به MPEC تک سطحی 52

شکل ‏3-3 مدل EPEC 57

شکل ‏3-4 دیاگرام خطی شبکه سه شین 78

شکل ‏3-5 حساسیت تعادل در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 83

شکل ‏3-6 حساسیت مجموع سود بازیگران در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 83

شکل ‏3-7 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور A در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 84

شکل ‏3-8 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور B در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 84

شکل ‏3-9 حساسیت قیمت پیشنهادی ژنراتور C در بازار به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 85

شکل ‏3-10 حساسیت قیمت در شین‌ها به تغییرات پارامتر بدون کلیدزنی 85

شکل ‏3-11 حساسیت هزینه بهره‌برداری کل به تغییرات پارامتر با کلیدزنی 86

شکل ‏3-12 حساسیت قیمت در شین‌ها به تغییرات پارامتر با کلیدزنی 86

شکل ‏3-13 ضرایب بار در طول دوره 87

شکل ‏3-14 تولید ژنراتورها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 88

 

شکل ‏3-15 قیمت در شین‌ها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 89

شکل ‏3-16 مجموع سود مالکین بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 90

شکل ‏3-17 تولید ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 90

شکل ‏3-18 قیمت در شین‌ها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 91

شکل ‏3-19 مجموع سود مالکین با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت کامل 91

شکل ‏3-20 قیمت در شین‌ها بدون در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 93

شکل ‏3-21 توان تولیدی ژنراتورها بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 93

شکل ‏3-22 مجموع سود مالکین بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 94

شکل ‏3-23 قیمت پیشنهادی ژنراتورها بدون نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 94

شکل ‏3-24 توان تولیدی ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 96

شکل ‏3-25 مجموع سود مالکین با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 96

شکل ‏3-26 قیمت در شین‌ها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 97

شکل ‏3-27 قیمت پیشنهادی ژنراتورها با در نظرگرفتن TS در شرایط رقابت ناقص 97

شکل ب-1 ساختار OPcOP مقید به n مسأله بهینه‌سازی مقیدکننده [51] 109

شکل ب-2 ساختارOPcLP مقید شده به n مسأله بهینه‌سازی خطی [51] 114

 

 

فهرست جدول‌ها

جدول ‏2–1 اطلاعات شین‌های شبکه سه شین…………………… 15

جدول ‏2–2 اطلاعات خطوط شبکه سه شین…………………….. 16

جدول ‏2–3 نتایج محاسبه قیمت‌های محلی…………………… 16

جدول ‏2–4 نتایج محاسبه قیمت‌های محلی پس از خروج یک خط……. 17

جدول ‏2–5 اطلاعات ژنراتورهای شبکه IEEE-14 Bus [60]………….. 23

جدول ‏2–6 اطلاعات خطوط شبکه IEEE-14 Bus [60]……………….. 24

جدول ‏2–7 اطلاعات بارهای شبکه IEEE-14 Bus [60]……………… 25

جدول ‏2–8 اطلاعات سناریوهای ساختار مالکیت در شبکه IEEE-14 Bus… 25

جدول ‏2–9 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار پایه سیستم 32

جدول ‏2–10 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار غیر پیک سیستم  32

جدول ‏2–11 بازه تغییرات HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم 32

جدول ‏2–12 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار پایه سیستم…………………………………………… 34

جدول ‏2–13 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار غیرپیک سیستم…………………………………………… 34

جدول ‏2–14 خطوط خارج شده به منظور کمینه یا بیشینه‌سازی HHI در سطح بار پیک سیستم…………………………………………… 34

جدول ‏2–15 اطلاعات ساختار مالکیت در شبکه IEEE-118 Bus………. 35

جدول ‏2–16 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به تعداد تکه‌های خطی‌سازی…………………………………………. 43

جدول ‏2–17 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به طول تکه‌های خطی‌سازی…………………………………………. 44

جدول ‏2–18 حساسیت HHI با TS در سطح بار پیک سیستم به تعداد خطوط مجاز برای TS……………………………………………… 44

جدول ‏2–19 حساسیت HHI بدون و با TS در سطح بار پیک سیستم به مدل مسأله    44

جدول ‏3–1 اطلاعات شین‌های شبکه سه شین…………………… 78

جدول ‏3–2 اطلاعات خطوط شبکه سه شین…………………….. 78

جدول ‏3–3 نحوه مالکیت واحدهای تولیدی………………….. 78

جدول ‏3–4 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت کامل……………. 81

جدول ‏3–5 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت ناقص…………….. 81

جدول ‏3–6 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت کامل در یک دوره…… 88

جدول ‏3–7 نتایج شبکه سه شین تحت رقابت ناقص در یک دوره…… 95

جدول ج–1 اطلاعات خطوط شبکه IEEE-118 Bus………………….. 119

جدول ج–2 اطلاعات بارهای شبکه IEEE-118Bus……………….. 122

جدول ج–3 اطلاعات ژنراتورهای شبکه IEEE-118Bus……………. 123

 این پایان نامه از روی سایت اینجا کلیک کنید