دانلود پروژه:تصمیم¬گیری تولیدکنندگان انرژی در حضور عدم قطعیت¬ بازارهای برق

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                            صفحه

فصل اول : مقدمه…………………………………………………………………………………. 1

1-1- مروری بر سیستم­های سنتی و تجدید ساختاریافته عرضه برق…………………………………….. 2

1-2-  شیوه­های عرضه­ برق در محیط­های سنتی و تجدید ساختار یافته………………………………….. 5

1-2-1- عرضه­ انحصاری برق…………………………………………………………………………. 5

1-2-2- رقابت درمحیط تجدید ساختار یافته………………………………………………………….. 5

1-3-  بازار رقابتی کامل و بازار رقابتی ناکامل………………………………………………………… 5

1-4- لزوم توجه به عدم قطعیت­های موجود در بازارهای برق………………………………………….. 7

1-5- مرور کارهای پیشین انجام شده در زمینه مدلسازی عدم قطعیت…………………………………… 8

1-6- ساختار پایان­نامه………………………………………………………………………………… 9

1-7- نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………. 10

فصل دوم:  مدل­سازی رقابت نیروگاه­ها و حل مسئله استراتژی قیمت­دهی بهینه…………. 11

2-1-  مقدمه………………………………………………………………………………………… 12

2-2- مدل اقتصادی تعادل تابع عرضه………………………………………………………………… 13

2-3- شیوه­های شبیه­سازی بازار برق…………………………………………………………………. 14

2-3-1- ساختار بازار برق…………………………………………………………………………… 14

2-3-2- مدل­سازی تعامل نیروگاه­ها با یکدیگر………………………………………………………. 15

2-4- ساختار پیشنهاد فروش نیروگاه­ها………………………………………………………………. 16

2-5- حراج دو طرفه………………………………………………………………………………… 18

2-6- استراتژی قیمت­دهی بهینه……………………………………………………………………… 20

2-7-  روش­شناسی حل مسئله­ استراتژی قیمت­دهی…………………………………………………… 21

2-7-1-  روش­های مبتنی بر بهینه­سازی……………………………………………………………… 22

2-7-2-  روش­های مبتنی بر تئوری بازی…………………………………………………………………………….  22

2-7-3- روش­های مبتنی بر الگوریتم­های ابتکاری…………………………………………………………………. 23

2-8- استفاده از روش اجتماع ذرات در حل مسئله استراتژی قیمت­دهی بهینه…………………………………. 24

2-9- حل مسئله استراتژی قیمت دهی با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات……………………………………. 25

2-10-  نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………. 27

فصل سوم:مدلسازی عدم قطعيت­هاي موجود در سیستم­ قدرت و بازارهای برق……………. 28

3-1-   مقدمه………………………………………………………………………………………………………………. 29

3-2-    عدم قطعیت­های موجود در سیستم قدرت…………………………………………………………………… 29

3-2-1-    مدلسازی احتمالاتی عدم قطعیت­ها………………………………………………………………………. 32

3-2-2- مدلسازی فازی عدم قطعیت ها………………………………………………………………………………. 33

3-3-    مدلسازی عدم قطعیت­ها……………………………………………………………………………………….. 34

3-3-1-    عدم قطعیت المان­های سیستم قدرت…………………………………………………………………….. 34

3-3-2- عدم قطعیت میزان بار…………………………………………………………………………………………. 34

3-3-3- عدم قطعیت قیمت انرژی…………………………………………………………………………………….. 36

3-3-4 –  عدم قطعیت تولید انرژی بادی…………………………………………………………………………….. 36

3-3-5-   عدم قطعیت تابش خورشیدی……………………………………………………………………………… 39

3-4-    نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………. 40

فصل چهارم: روش های مدلسازی عدم قطعیت­ها……………………………………………………….. 41

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………… 42

4-2- روش­های احتمالاتی مدلسازی عدم قطعیت­ها……………………………………………………………….. 42

4-2-1-   روش­های شبیه سازی……………………………………………………………………………………….. 43

4-2-1-1-  روش مونت کارلو………………………………………………………………………………………… 43

4-2-1-2-  روش سناریو سازی………………………………………………………………………………………… 45

4-2-2-   روش­های تحلیلی……………………………………………………………………………………………. 45

4-2-2-1-  روش­های تحلیلی بر مبنای خطی سازی تابع غیر خطی……………………………………………. 45

4-2-2-2-روش­های تحلیلی بر اساس تقریب توابع توزیع ورودی……………………………………………… 46

4-2-2-2-1- روش تخمین دونقطه­ای……………………………………………………………………………….. 46

4-3- مفهوم همبستگی بین متغیرها و اهمیت آن…………………………………………………………………….. 52

4-4-  روش  UTبراي در نظر گرفتن همبستگي بين متغيرها……………………………………………………… 53

4-4-1-  بدست آوردن مقادير ميانگين و انحراف معيار از طريق تبديل غيرخطي……………………………. 53

4-4-2-   معرفی روش UT…………………………………………………………………………………………….. 56

4-4-3-  حفظ كردن اطلاعات مراتب بالاتر ……………………………………………………………………….  61

4-5- استفاده از روش فازی به منظور مدلسازی عدم قطعیت ها………………………………………………….. 64

4-5-1- تئوری امکانپذیری…………………………………………………………………………………………….. 64

4-5-2- استفاده از روش برش آلفا برای مدلسازی عدم قطعیت ها……………………………………………… 64

4-5-3- غیر فازی سازی………………………………………………………………………………………………… 66

4-6- روش ترکیبی احتمالاتی- فازی برای مدلسازی سیستم های واقعی………………………………………. 66

4-6-1- تئوری مشاهده:  ایده اصلی………………………………………………………………………………….. 66

4-6-2- روش مدلسازی ترکیبی متغیرهای عدم قطعیت­دار احتمالاتی و فازی………………………………… 67

4-7-  مطالعات موردی………………………………………………………………………………………………….. 73

4-7-1-   شبکه توزیع 9 باسه………………………………………………………………………………………….. 73

4-7-2-   شبکه توزیع واقعی 574 باسه………………………………………………………………………………. 79

4-8-  نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………….. 84

فصل پنجم:  حل احتمالاتی مسئله استراتژی قیمت دهی بهینه………………………………………. 85

5-1-  مقدمه……………………………………………………………………………………………………………….. 86

5-2- حل احتمالاتی مسئله استراتژی قیمت دهی بهینه…………………………………………………………….. 86

5-3- معرفی شبکه تست 9 باسه IEEE ……………………………………………………………………………….  88

-5-4- بررسی عملکرد بازار برق در حالت پایه……………………………………………………………………. 90

5-5- بررسی بازار رقابتی­تر شده………………………………………………………………………………………. 92

5-6- بررسی و مدلسازی امکان و آثار تبانی در مطالعه احتمالاتی بازارهای برق…………………………….. 94

5-7- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………. 96

فصل ششم:  نتیجه­گیری و پیشنهادات ادامه کار……………………………………………………………. 98

6-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………… 99

6-2- پیشنهادات ادامه کار…………………………………………………………………………………………….. 100

منابع……………………………………………………………………………………………………………………… 102

ضمایم…………………………………………………………………………………………………………………… 108

ضمیمه الف:   آشنایی با برخی توابع توزیع آماری……………………………………………………………….. 108

ضمیمه ب:   آشنایی با برخی توابع عضویت فازی……………………………………………………………….. 121

ضمیمه ج:   روش­ اول پیشنهادی برای مدلسازی همبستگی متغیرها توسط روش دو نقطه­ای………………. 125

ضمیمه د:   روش­ دوم پیشنهادی برای مدلسازی همبستگی متغیرها توسط روش دو نقطه­ای………………… 140

فهرست جداول

جدول (4-1): اطلاعات مربوط به واحد بادی برای مطالعه موردی اول………………………………………….. 74

جدول (4-2): اطلاعات تولیدپراکنده گازی…………………………………………………………………………. 74

جدول (4-3):  مقدار عددی پارامترهای خروجی پخش بار با استفاده از روش ترکیبی فازی- احتمالاتی.. 75

جدول (4-4): اطلاعات خودروهای برقی……………………………………………………………………………. 75

جدول (4-5):  مقدار عددی پارامترهای خروجی با استفاده از روش ترکیبی در حالت ب………………….. 76

جدول (4-6):  مقدار عددی پارامترهای خروجی با استفاده از روش ترکیبی در حالت ج…………………… 77

جدول( 4-7): اطلاعات مربوط به واحد بادی شبکه 574 باسه……………………………………………………. 80

جدول( 4-8): اطلاعات مربوط به واحد خورشیدی شبکه 574 باسه…………………………………………….. 80

جدول( 4-9): اطلاعات مربوط به تولید پراکنده گازی شبکه 574 باسه………………………………………… 80

جدول( 4-10): اطلاعات مربوط به خودروهای برقی شبکه 574 باسه………………………………………….. 81

جدول (4-11): مقادیر عددی متغیرهای خروجی با در نظر گرفتن عدم قطعیت­های فازی و احتمالاتی…… 81

جدول (4-12): مقایسه زمان اجرای مطالعه پخش بار با استفاده از روش پیشنهادی و روش مونت­کارلو….. 82

جدول (4-13): اطلاعات تکمیلی توربین های بادی و سلول های خورشیدی استفاده شده…………………. 83

جدول (5-1): اطلاعات نیروگاه­های بادی و خورشیدی…………………………………………………………… 88

جدول (5-2):  عدم قطعیت­های مربوط به هر کدام از مشارکت­کنندگان و نحوه مدلسازی آنها……………. 89

جدول (5-3):  بلوک­های پیشنهاد توان واحدهای حرارتی…………………………………………………………. 90

جدول (5-4):  بلوک­های  پیشنهاد قیمت فروش واحدهای حرارتی…………………………………………….. 90

جدول (5-5):  بلوک­های توان بارهای قابل قطع……………………………………………………………………. 91

جدول (5-6):  بلوک­های قیمت خرید بارهای قابل قطع………………………………………………………….. 91

جدول (5-7):  بلوک­های قیمت فروش واحدهای بادی و خورشیدی…………………………………………… 91

جدول (5-8):  اطلاعات آماری سود و استراتژی قیمت دهی در حالت پایه…………………………………… 92

جدول (5-9):  اطلاعات آماری سود و استراتژی قیمت دهی در بازار رقابتی شده……………………………. 93

جدول (5-10):  اطلاعات آماری در بازار رقابتی شده با در نظر گرفتن امکان تبانی…………………………. 95

جدول (ض-1): اطلاعات واحدهای بادی و خورشیدی شبکه 6 باسه…………………………………………. 128

جدول (ض-2): نتایج بررسی احتمالاتی پخش بار بهینه در حالت پایه……………………………………….. 129

جدول (ض-3): نتایج پخش بار بهینه احتمالاتی در حالت متغیرهای همبسته………………………………… 132

جدول (ض-4): اطلاعات واحدهای بادی و خورشیدی شبکه 30 باسه……………………………………….. 133

جدول (ض-5): نتایج پخش بار بهینه احتمالاتی در حالت پایه…………………………………………………. 134

جدول (ض-6): نتایج پخش بار بهینه احتمالاتی در حالت متغیرهای همبسته………………………………… 136

جدول (ض-7): مقایسه میانگین درصد خطا برای دو مطالعه موردی…………………………………………… 138

جدول (ض-8): مقایسه زمان اجرای برنامه برای دو مطالعه موردی…………………………………………….. 139

جدول ( ض-9): نمونه­برداری روش دو نقطه­ای اصلی……………………………………………………………. 144

جدول (ض-10): ماتریس   ……………………………………………………………………………………….  144

جدول (ض-11): تجزیه ماتریسی ماتریس ……………………………………………………………………..  144

جدول (ض-12): ماتریس بدست آمده……………………………………………………………………………… 145

جدول (ض-13): ماتریس ضرایب همبستگی بین متغیرهای انتخابی…………………………………………… 145

فهرست اشکال

شکل (2-1): منحنی­های هزینه­ حاشیه­ای و قیمت­دهی پیوسته…………………………………………………….. 17

شکل (2-2): منحنی قیمت­دهی پیوسته و بلوک­های قیمت­دهی………………………………………………….. 17

شکل (2-3): نمای بازار تسهیلات اشتراکی………………………………………………………………………….. 19

شکل (2-4): فلوچارت یافتن نقطه تعادل نش در مسئله استراتژی قیمت­دهی با الگوریتم اجتماع ذرات….. 26

شکل (3-1): منحنی توان- سرعت باد برای یک توربین بادی نوعی……………………………………………. 38

شكل (4- 1): اساس روش UT…………………………………………………………………………………………. 57

شکل (4-2): مقایسه نتایج تخمین به سه روش شبیه­سازی، خطی سازی و روش UT…………………………. 61

شکل (4-3):  یک برش آلفای نوعی از یک تابع عضویت ذوزنقه ای………………………………………….. 65

شکل (4-4):  فلو چارت روش ترکیبی……………………………………………………………………………….. 70

شکل (4-5): فلوچارت پیشنهادی با استفاده از روش UT به عنوان روش مدلسازی متغیرهای احتمالاتی…. 72

شکل (4-6): دیاگرام تک خطی شبکه توزیع 9 باسه………………………………………………………………. 73

شکل (4-7): نمودار معیارهای امکانپذیری و احتمالاتی خالص برای دو حالت پایه و الف تلفات…………. 76

شکل (4-8): مقایسه نمودارهای امکانپذیری و احتمالاتی خالص تلفات در دو حالت پایه و حالت ج……. 78

شکل (4-9): مقایسه احتمالاتی پارامترهای تابع عضویت تلفات کل برای دو حالت الف و ج……………… 78

شکل (4-10): شبکه توزیع واقعی 574 باسه…………………………………………………………………………. 79

شکل (4-11): تابع توزیع تجمعی پارامترهای تابع عضویت تلفات شبکه 574 باسه………………………….. 82

شکل (4-12): مقایسه دقت جواب­های روش پیشنهادی با جوابهای روش مونت کارلو……………………… 83

شکل (5-1): فلوچارت ساده شده الگوریتم حل احتمالاتی مسئله استراتژی قیمت­دهی بهینه……………….. 87

شکل (5-1): منحنی تابع توزیع تجمعی سود و استراتژی قیمت دهی برای واحد شماره1 …………………… 94

شکل (5-2): منحنی تابع توزیع تجمعی سود و استراتژی قیمت دهی واحد شماره 1 در حالت تبانی……… 96

شکل (ض-1): تابع توزیع تجمعی برای توزیع دوجمله­ای………………………………………………………. 109

شکل(ض-2): تابع چگالي احتمال توزیع نرمال…………………………………………………………………… 110

شکل (ض-3): تابع توزیع تجمعی توزیع نرمال……………………………………………………………………. 111

شکل (ض-4): تابع توزیع احتمال نمایی منفی…………………………………………………………………….. 113

شکل (ض5): نمودار تغییرات تجمعی تابع توزیع نمایی منفی…………………………………………………… 114

شکل (ض-6): تغییرات شكل تابع توزیع ویبول با تغيير پارامترهای آن……………………………………….. 115

شکل (ض-7): نمودار تغییرات تابع توزیع تجمعی تابع توزیع ویبول………………………………………….. 116

شکل (ض-8): تابع توزیع بتا به ازای پارامترهای مختلف شکل………………………………………………… 118

شکل (ض-9): تابع توزیع تجمعی بتا با پارامترهای مختلف…………………………………………………….. 119

شکل  (ض-10): تابع عضویت   Zشکل……………………………………………………………………………. 121

شکل (ض-11): تابع عضویت مثلثی…………………………………………………………………………………. 122

شکل (ض-12): تابع عضویت زنگوله­ای شکل……………………………………………………………………. 123

شکل (ض-13) : تابع عضویت گوسی……………………………………………………………………………… 123

شکل (ض-14): تابع عضویت ذوزنقه ای…………………………………………………………………………… 124

شکل (ض-15): مقایسه تابع توزیع تخمین زده شده و واقعی…………………………………………………… 130

شکل (ض-16): نمودار همگرایی مقادیر میانگین، انحراف معیار و چولگی مربوط به تلفات…………….. 137