بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله ابتدا یک ساختار بازار رقابتی برای خرید و فروش توان اکتیو پیشنهاد می شود و سپس با در نظر گرفتن هزینه فرصا از دست رفته واحدهای تولیدی تعدادی از واحدهای تولیدیاز بازار رقابتی خارج شده و سپس اقدام به تسویه بازار انرژی اکتیو می نماییم. در ادامه روش به گونه ای توسعه داده می شود که در آن قید امنیت پایداری ولتاژ،توان عبوری از خطوط شبکه را نیز مورد بررسی قرار میگیرد. و همچنین نو آوری این پژوهش بررسی قیود شبکه توسط پخش بار بهبود یافته است .
در مدل ارائه شده، صاحبان قراردادهای انرژی الکتریسیته می توانند با ارایه پیشنهادات خود در تثبیت انرژی بر حسب - $/MW - به بهره بردار مستقل شبکه، در بازار توان اکتیو شرکت کنند. بهره بردار مستقل شبکه نقطه تعادل بازار توان اکتیو را با توجه به اهداف مختلفی همچون حفظ حداکثر قراردادهای انرژی، کاهش هزینه های استفاده از توان اکتیو و نیز هزینه فرصت از دست رفته و تاثیر میزان قرارداد انرژی بر روی امنیت ولتاژ شبکه، تعیین می کند. در ساختار پیشنهادی، قید پایداری ولتاژ در معادلات پخش بار بهبود یافته مدل سازی می شود.این نوع پخش بار نسبت به پخش بارهای دیگر دارای سرعت عمل کرد بهتری می باشد.همچنین شبکه پیشنهادی مورد آزمایش شبکه BUS -5 IEEE می باشد.
-1 مقدمه
در سیستم تجدید ساختار یافته صنعت برق، به مانند سایر صنایع پیشرفته، هدف تمامی شرکت کنندگان بازار استفاده مطلوب از شرایط بازار است. در محیط کاملا رقابتی بازار برق،تجارت در بازار پایه اصل اساسی استوار است.که شرکت کنندگان بازار از طریق ارائه پیشنهاد قیمتی برای تولید توان خود در راستای ماکزیمم سازی اهداف مطلوب خود گام بر میدارند.بنابرینعوامل تولیدی به دنبال راهکارهای مختلفی برای استفاده بهینه از بازار جهت اهداف خود می باشند. در طول سالیان مختلف،سناریوهای پیشنهادی مختلفی از طرف تنظیم کنندگان بازار برق برای استفاده مطلوب از بازار ارائه شده شده است.از طرفی تولید کنندگان در بازار برق نیز برای میل به اهداف خود به روشهایی گرایش پیدا میکنند. هدف اصلی این مقاله در نظر گرفتن هزینه خروج نیروگاهی می باشد که در بازار انرژی پذیرفته نشده اند
.پایه و اساس تسویه بازار انرژی الکتریکی در شبکه قدرت رعایت شدن قیود AC می باشد.مانند دامنه ولتاژ باس ها ،زاویه ولتاژ باس ها ،توان انتقالی از خطوط شبکه و ....،که جهت بررسی این قیود از معادلات پخش بار استفاده می شود.در این مقاله با استفاده از پخش بار بهبود یافته که از رفرنس 2 استخراج شده است زمان محاسبات را کاهش می دهیم و از طرفی جهت تسویه بازار انرژی پس از مشخص شدن دیماند شبکه باید خرید انرژی به نحوی صورت گیرد که با کمترین هزینه انرژی کلیه مصرف کنندگان تامیین گردد.
.2تخصیص انرژی و رزرو چرخان برای تامیین قابلیت
اطمینان مورد انتظار تقاضای مصرف کنندگان
در این پژوهش، برنامه ریزی انرژی و رزرو بر اساس مدل بازار غیر همزمان انجام می شود که در آن توان تولیدی و رزرو تخصیص یافته به واحد ها ،در یک فرایند غیر همزمان و با حداقل شدن جمع هزینه خرید انرژی و رزرو تامیینمی گردد.هر یک از واحدهای تولیدی ،پیشنهاد خود را برای تامیین انرژی و قیمت بر واحد توان به بازار ارائه می کنند و همچنین تمامی مصرف کنندگان توان مورد نیاز خود را در هر روز به بهره بردارسیستم ارائه می دهند. در اینجا مصرف کنندگان شرکت های توزیع - - DISCO هستند که توان مورد نیاز مشترکین زیر پوشش خود را خریداری و دریافت می نمایند.
در این مقاله علاوه بر توان مورد نیاز مشترکین زیر پوشش - DISCO - باید انرژی تلف شده در هنگام پخش بار در شبکه قدرت شناسایی شود و سپس انرژی کل مورد نیاز خود را از مجموع انرژی مورد نیاز مصرف کنندگان با مقدار تلفات بدست آمده از واحدهای تولیدی خریداری نمایند. سپس ISO بازار غیر همزمان انرژی و رزرو را بر پا نموده و انرژی و رزرو مورد نیاز را با حداقل هزینه بصورتی و با در نظر گرفتن هزینه فرصت از دست رفته از تامیین کنندگان انرژی خریداری می نماید
که هم بار مصرفی کنندگان تامیین می شود و هم مقدار تلفات ایجاد شده در شبکه توزیع که در اثر خاصیت اهمی و سلفی شبکه است تامیین شود.در این مقاله طول بازه برنامه ریزی را پیک روزانه در نظر گرفته شده است.تابع هدف مساله تسویه بازار غیر همزمان انرژی و رزرو برای پیک روزهای هفنه ،بصورت حداقل هزینه انرژی و رزرو چرخان از ژنراتور بیان شده است. تابع هدف ذکر شده باید با در نظر گرفتن قیود شبکه و قیود فنی واحدها بهینه سازی شود.این قیود باید در هر حالت تسویه انرژی و تسویه رزرو و رعایت شود.
.3قیود
.4محاسبه تلفات خطوط
در این پخش بار با محاسبه توان اکتیو و راکتیو انتقالی توسط یک شین توان تلف شده شبکه قدرت را محاسبه می نماییم .تلفات در یک مدار الکتریکی برابر است با : و همچنین می توانیم ، یک شبکه قدرت را مانند یک مدار الکتریکی فرض نمود ،پس ما میتوان با محاسبه جریان عبوری از خطوط ،تلفات شبکه قدرت را بدست آورد با روش ارائه شده در پخش بار بهبود یافته میتوان با معادله: تلفات هر یک از خطوط را بدست آورد و سپس با یک دیگرجمع نمود و تلفات کل شبکه قدرت را بدست آورد.در این پخش بار با ترکیب پخش بار AC وDC به پخش بار جدیدی می رسیم که سرعت محاسبات در این پخش بار نسبت نیوتن رافسون بیشتر است ، پایه اساس این پخش بار ،توان ارسای و دریافتی باس بارها می باشد.با استفاده از معادلات زیر توان ارسالی و دریافتی شین ها را می توان بدست آورد:
3,1 قید تعادل توان
اولین قید از قیود مورد نظر، توان تولیدی توسط ژنراتورها می باشد.که باید مجموع توان تولیدی توسط ژنراتوها با مجموعه بار کل مصرفی و تلفات شبکه برابر باشد. که به آن قید تعادل توان گفته می شود.
3,2 قید واحد های تولیدی
همچنین توان تولیدی انرژی الکتریکی و رزرو و توان راکتیو ژنراتورها باید از حداقل و حداکثر مقدار قابل مجاز در محدوده توان تولیدی ژنراتور باشد. با در نظر گرفتن توان ظاهری ارسالی خطوط یا توان ظاهری گرفته شده از خطوط می توان جریان خط مورد نظر را بدست آورد، و جریان بدست آمده را در مقاومت اهمی یا سلفی خط ضرب نموده و تلفات حقیقی و موهومی خط را بدست آورد:
-6بهینه سازی
روش پیشنهادی در سیستم IEEE-RTS بدون در نظر گرفتن واحدهای تولیدی آبی شبیه سازی شده است.این سیستم دارای 24 باس و 33 خط انتقال و 5 ترانسفورماتور می باشد.حداکثر بار کل سیستم 2850 مگاوات ساعت است که بار پیک مورد نیاز مصرف کنندگان در هر روز در جدول 1 مشخص شده است و همچنین پیک روزانه در جدول 1 نشان داده شده است.قیمت های پیشنهادی واحد های تولیدی برای تولید انرژی الکتریکی و رزرو در جدول های 2و 3 و4 ارائه شده است .در جدول های شماره 5 نتایج تسویه بازار انرژی الکتریکی ارائه شده است.در جدول های شماره6 نتایج تسویه بازار رزرو با در نظر گرفتن 10 درصد پیک روزانه در بازه 7 روزه ارائه شده است.بهینه سازی تابع هدف با استفاده از نرم افزار گمز انجام شده است.درجدولهای شماره 7 جدول اندیس ها در معادلات داده شده ارائه شده است.در شکل 1 شبکه مورد مطالعه را نشان داده شده است.
