کنفرانس منطقه ای سیرد

صفحه اصلی / یازدهمین کنفرانس منطقه ای سیرد

برنامه ریزی توسعه‌ی هماهنگ سیستم های انتقال و توزیع با در نظر گرفتن مفهوم هاب انرژی

نویسندگان :

یوسف الهویردی زاده¹

1- شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان غربی

کلمات کلیدی :

برنامه ریزی توسعه ی هماهنگ،هاب انرژی،منابع انرژی نو،الگوریتم سه سطحی

چکیده :

مقدمه ساختارهای معمول شبکه‌های قدرت مبتنی بر تولید متمرکز توسط نیروگاه‌ها و انتقال انرژی الکتریکی از بالادست شبکه؛ توسط خطوط انتقال؛ به‌طرف مراکز مصرف در پایین‌دست شبکه می‌باشد. با توجه به رویکردهای جدید مبنی بر نفوذ هر چه بیشتر منابع انرژی تجدید‌پذیر و نیز استفاده از منابع توزیع‌شده سمت مصرف مثل منابع پاسخگویی بار، ذخیره‌سازهای الکتریکی، خودروهای برقی و...فرصت‌های جدیدی برای مدیران و طراحان شبکه‌های قدرت به وجود آمده است. در مقايسه با سيستم‌هاي توزيع مستقل، توسعه‌ی سيستم‌هاي توزيع يکپارچه الکتريکي، گرمايشي و سرمايشي باعث مي‌شود که تأمين انرژي کارآمدتر و قابل‌اعتمادتر باشد. سيستم‌هاي توزيع يکپارچه يک رابط بين انواع مختلف حامل‌هاي انرژي براي تأمين بار مشترکین با حداقل هزينه و حداقل انتشار گاز‌هاي گلخانه‌اي فراهم مي‌کنند. سيستم‌هاي گرمايشي و سرمايشي به ترتيب از طريق سيستم‌هاي توليد هم‌زمان برق-گرما و چيلر‌هاي الکتريکي با سيستم‌هاي توزيع الکتريکي ادغام مي‌شوند. علاوه بر اين، چيلر‌هاي جذبي سيستم‌هاي توزیع گرمايشي و سرمايشي را يکپارچه مي‌کنند. تأمين بار مشترکین با استفاده از منابع توزیع‌شده‌ی سمت مصرف، الگوي توان الکتريکي سيستم انتقال را تغيير مي‌دهد که متعاقباً بر استراتژي برنامه‌ريزي بهره‌بردار سیستم انتقال تأثير مي‌گذارد. اصلاح متغير‌هاي تصميم‌گيري در سطح سيستم انتقال باعث تغيير قيمت‌هاي حاشیه‌ای مي‌شود که بر تصميمات سرمايه‌گذاري در سطح سیستم توزیع تأثير مي‌گذارد. بنابراين، مدل‌هاي برنامه‌ريزي جداگانه‌ی توسعه‌ي سیستم‌های انتقال و توزيع؛ که در آن طراحان مستقل به‌طور جداگانه سيستم‌هاي انتقال و توزيع را توسعه مي‌دهند؛ براي سیستم‌های قدرت آينده مناسب نيستند. در اين شرايط، ارائه‌ی مدل‌هاي توسعه‌ي هماهنگ سیستم‌های انتقال و توزيع يکپارچه ضروري به نظر مي‌رسد. یک برنامه‌ریزی توسعه‌ی هماهنگ سیستم‌های انتقال و توزیع می‌تواند بهره‌بردارهای سیستم توزیع را به سرمایه‌گذاری در منابع سمت مصرف تشویق کند تا هزینه‌های بهره‌برداری و انتشار آلاینده‌ی خود را کاهش دهند و ارتقای سیستم انتقال را به تعویق بیندازند. یک رویکرد دوسطحی برای مشارکت بهره‌بردارهای توزیع فعال در بازارهای انرژی و رزرو، با در نظر گرفتن هماهنگی بین بهره‌بردارهای انتقال و توزیع، در [1] بیان‌شده است. در این مطالعه، بازارهای سیستم‌های توزیع و انتقال به ترتیب در سطوح پایین و بالا تسویه شده‌اند [1]. در [2]، یک مدل از بازار بر پایه تئوری بازی توسعه داده‌شده است که هم بازار متمرکز در سطح انتقال و هم بازارهای محلی در سطح توزیع را شامل می‌شود. برنامه‌ریزی یک سیستم گرمایشی- الکتریکی یکپارچه با در نظر گرفتن همکاری بین بهره‌بردارهای سیستم‌های انتقال و توزیع الکتریکی و گرمایشی در [3] مطالعه شده است. واحدهای تولید هم‌زمان برق و گرما، دیگ‌های بخار و ذخیره‌سازهای گرمایشی برای تأمین تقاضای گرمایش در [3] در نظر گرفته‌شده‌اند پخش بار بهینه‌ی سیستم‌های توزیع گرمایشی- الکتریکی یکپارچه با در نظر گرفتن سطح نفوذ بالای منابع خورشیدی در [4] موردبحث قرارگرفته است. یک طرح ترکیبی استوار تصادفی برای حل مسئله‌ی خطی در [4] استفاده‌شده است. یک برنامه‌ریزی توسعه‌ی هماهنگ سیستم‌های انتقال و توزیع در [5]، با استفاده از یک طرح سه سطحی ارائه‌شده است. نویسندگان مقاله‌ی فوق‌الذکر طرح پیشنهادی را به یک مسئله‌ی دوسطحی تبدیل کرده و سطح سوم را با فرمول دوگان آن جایگزین کرده‌اند. سپس با برنامه‌نویسی چند پارامتری برنامه‌ی پیشنهادی حل‌شده است. در این مقاله، به مفهوم هاب‌های انرژی و تأثیر آن‌ها در کاهش هرینه‌های بهره‌برداری و هزینه‌ی کل سیستم اشاره‌ای نشده است. یشتر مطالعات انجام‌شده به مدل‌سازی بهره‌برداری سیستم‌های انرژی (یکپارچه) پرداخته‌اند. بنابراین، یک شکاف تحقیقاتی در برنامه‌ریزی توسعه‌ی هماهنگ سیستم‌های انتقال و سیستم‌های توزیع یکپارچه‌ی الکتریکی، گرمایشی و/یا سرمایشی وجود دارد. به‌عبارت‌دیگر، ارزش همکاری بین سیستم‌های توزیع الکتریکی، گرمایشی و/یا سرمایشی در گسترش هماهنگ سیستم‌های انتقال و توزیع یکپارچه به‌درستی در نظر گرفته نشده است. علاوه بر گسترش هماهنگ منابع انرژی مختلف در سرتاسر سیستم‌های توزیع؛ مانند منابع خورشیدی، بادی، واحد‌های تولید هم‌زمان برق-گرما، دیگ‌های بخار و چیلر‌های الکتریکی/جذبی؛ گسترش زیرساخت‌های انتقال؛ مانند فیدر‌های الکتریکی، خطوط لوله‌ای گرمایشی و سرمایشی و خطوط انتقال؛ یک کار ضروری است که در مطالعات منتشرشده به‌خوبی مدل‌سازی نشده‌اند. در این مقاله، یک برنامه‌ریزی غیرمتمرکز هماهنگ تصادفی سه سطحی برای توسعه‌ی سیستم‌های انتقال و توزیع با در نظر گرفتن گسترش هاب‌های انرژی در سراسر سیستم توزیع پیشنهادشده است. درنتیجه، ارزش همکاری بین سیستم‌های انرژی مختلف در این قسمت بررسی می‌شود. ادغام بین سیستم‌های توزیع الکتریکی، گرمایشی و/یا سرمایشی با توسعه‌ی مفهوم هاب‌های انرژی انجام می‌شود.. هاب‌های انرژِی متشکل از منابع خورشیدی، بادی، واحدهای تولید هم‌زمان برق -گرما، دیگ‌های بخار و چیلرها برای ادغام سیستم‌های توزیع انرژی در نظر گرفته می‌شوند.