%34تخفیف

دانلود پروژه:مدیریت بهره‌برداری ریزشبکه‌ها به کمک روش‌های بهینه‌سازی تصادفی

تعداد 124 صفحه فایل word

چكيده:

      در بازار برق رقابتی جدید، مدیریت ریزشبکه‌ها با انواع مختلف منابع انرژی تجدیدپذیر، روش موثری برای تامین بار الکتریکی مصرف کنندگان به صورت مطمئن‌تر و اقتصادی‌تر می‌باشد. ریزشبکه‌ها شامل منابع انرژی پراکنده مختلف از قبیل پیل سوختی، میکروتوربین، سیستم‌های فتوولتاییک، توربین‌های بادی و تجهیزات ذخیره انرژی می‌باشند. در این پژوهش مدیریت بهره‌برداری ریزشبکه‌ها از دو جهت تولید و مصرف بررسی می‌شود. هدف، تعیین مقادیر توان تولیدی واحدها است به‌گونه‌ای که هزینه‌های ریزشبکه حداقل گردد. با توجه به ماهیت تصادفی ریزشبکه ناشی از توان خروجی توربین‌های بادی و سیستم‌های فتوولتاییک و همچنین قیمت خرید و فروش انرژی و همچنین بار مصرفی،  به منظور مدیریت بهره برداری ریزشبکه، روشی احتمالی به منظور در نظرگرفتن عدم قطعیت‌ها انتخاب می‌شود.  در این پژوهش به منظور مدل کردن رفتار تصادفی ریزشبکه از روش تخمین نقطه‌ای گشتاور اغتشاش استفاده می‌شود که علاوه بر مزیت‌های معمول روش‌های تخمین نقطه‌ای،  دارای یک مزیت اساسی است  که می‌تواند بدون هیچ مشکلی برای توابع غیر خطی به کار رود و در نتیجه مشکل معنای فیزیکی نداشتن واریانس یا منفی شدن آن،هنگامی که تابع غیر خطی است، را ندارد. یک مزیت دیگر این روش این است که نقاط تخمین زده شده،  برخلاف بعضی از روش‌های تخمین نقطه‌ای دیگر،  به تعداد متغیرهای تصادفی ورودی وابسته نیست و هنگامی که تعداد متغیرهای تصادفی زیاد می‌شود،  نقاط تخمین زده شده از نظر فیزیکی بی معنی نمی‌شوند. این روش همچنین نسبت به روش مونت کارلو و روش‌های تخمین نقطه‌ای دیگر حجم محاسباتی پایینی دارد. با توجه به اینکه تابع هزینه در ریزشبکه عموماً غیر خطی است و همچنین در این پژوهش مسئله بهره‌برداری ریزشبکه مدنظر است و تعداد متغیرهای تصادفی ورودی زیاد است، بنابراین از روش تخمین نقطه‌ای گشتاور اغتشاش استفاده می‌شود. در این پژوهش همچنین از یک الگوریتم جستجوی گرانشی بهبود یافته به منظور حل مسئله مدیریت کاری بهینه ریزشبکه و کاهش‌هزینه‌های آن استفاده می‌شود، که از بهترین ذره‌ جهانی به منظور بهبود ویژگی استخراج الگوریتم جستجوی گرانشی در هر دو حالت پیوسته و دودویی استفاده می‌کند و باعث شتاب بخشیدن به فاز استخراج آن می‌شود. به منظور اینکه توانایی جستجوی الگوریتم کاهش نیابد، با افزایش تکرارها در الگوریتم به صورت تطبیق پذیر و تدریجی توانایی جستجوی الگوریتم کاهش می‌یابد و توانایی استخراج آن افزایش می‌یابد.  روش جهش آشوب به منظور جلوگیری از گیر افتادن الگوریتم در نقاط کمینه محلی و جلوگیری از همگرایی زودرس اضافه می‌شود.همچنین یک عملگر انتخاب براساس قانون حریص به منظور به روز رسانی جمعیت اضافه می‌شود. این روش برازندگی ذره حرکت کرده را با برازندگی ذره قبل از حرکت مقایسه می‌کند. اگر ذره حرکت کرده بدتر از ذره قبل از حرکت باشد، ذره جاری نگه داشته می‌شود، در غیراین صورت جایگزین می‌شود.  به منظور مدیریت ریزشبکه از سمت مصرف از برنامه پاسخگویی بار قیمت گذاری زمان واقعی روز بعد استفاده می‌شود. در این روش، قیمت‌های واقعی روز بعد از قبل به مصرف کنندگان اعلام می‌شود و مصرف کنندگان با توجه به این قیمت‌ها مقدار مصرف خود را تغییر می‌دهند. توزیع‌های نرمال و ویبول به منظور مدل کردن متغیرهای تصادفی ورودی به کار می‌روند. به علاوه از بسط گرم – چارلیر به منظور مدل کردن هزینه ریزشبکه  به صورت دقیق استفاده می‌شود. به منظور دیدن اثر رضایت بخش روش پیشنهاد شده، یک ریزشبکه معمول که به شبکه توزیع متصل است مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

واژه­های کلیدی: بهره برداری احتمالی، ریزشبکه، روش تخمین نقطه‌ای گشتاور اغتشاش، الگوریتم جستجوی گرانشی، جهش آشوب، پاسخگویی بار، قیمت گذاری زمان حقیقی

فهرست مطالب

فصل اول : کلیات

1- 1 مقدمه. 3

1-2  مدیریت انرژی ریزشبکه. 5

1-2-1  سمت تولید. 6

1-2-2  سمت بار 6

1-3 جنبه‌های مدیریت انرژی ریزشبکه. 7

1-3-1  بهینه سازی سمت تولید. 7

1-3-2  بهینه سازی سمت بار 7

1-4 مدل سازی احتمالی سیستم.. 10

1-4-1  روش‌ شبیه‌سازی مونت کارلو. 10

1-4-2  روش‌های تحلیلی.. 11

1-4-3  روش‌های تقریبی.. 11

1-5   پیشینه و سابقه پژوهش…. 12

1-6   هدف پژوهش…. 18

1-7   ساختار کلی پایان نامه. 18

فصل دوم: منابع انرژی پراکنده

2-1 مقدمه. 21

2-2   توربین‌های بادی.. 21

2-2-1  پیش بینی تولید بادی.. 22

2-3 سیستم فتوولتائیک…. 23

2-3-1  پیش بینی تولید خورشیدی.. 24

2-4 پیل سوختی.. 25

2-4-1  هزینه سوخت پیل سوختی.. 26

2-5   میکروتوربین.. 27

2-5-1  هزینه سوخت میکروتوربین.. 28

2-6   سیستم ذخیره انرژی.. 28

2-6-1   باطری.. 29

فصل سوم: روش‌های تخمین نقطه‌ای

3-1 مقدمه. 32

3-2 روش تخمین نقطه‌ای روزنبلوت… 35

3-3 روش  تخمین نقطه‌ای هار 36

3-4 روش‌تخمین نقطه‌ای هانگ…. 38

3-4-1  طرح  نقطه  . 40

3-4-2  طرح   نقطه. 41

3-4-3  طرح  نقطه.. 42

3-4-4  طرح  نقطه  .. 43

3-4-5  مقایسه طرح‌های هانگ…. 44

3-5   روشهای تخمین نقطه‌ای بر اساس بسط سری تیلور 45

3-5-1  روشهای تخمین نقطه‌ای مشتق شده از بسط سری تیلور تابع خروجی.. 45

3-5-2  روش‌های تخمین نقطه‌ای مشتق شده از بسط سری تیلور تابع گشتاور خروجی.. 46

فصل چهارم: بهره‌برداری ریزشبکه‌ها- مدلسازی ریاضی

4-1 مقدمه. 51

4-2 فرضیات مسئله. 52

4-3 مدل پاسخگویی بار 52

4-3-1  نمودار تکه‌ای پاسخگویی بار 52

4-3-2  هزینه ناشی از پاسخگویی  بار 54

4-4   تابع هزینه ریزشبکه. 54

4-5   قیدها 55

4-5-1  قید تعادل توان.. 55

4-5-2  ظرفیت تولید توان حقیقی.. 55

4-5-3  ذخیره چرخان.. 55

4-5-4  حدود ذخیره انرژی.. 56

4-5-5  قیدهای پاسخگویی بار 56

4-6 روش تخمین نقطه‌ای گشتاور اغتشاش…. 57

4-7   الگوریتم جستجوی گرانشی هدایت شده توسط بهترین ذره جهانی تطبیق پذیر و بهبود داده شده توسط جهش آشوب   60

4-7-1  مروری بر الگوریتم جستجوی گرانشی.. 60

4-7-2  هدایت توسط بهترین ذره جهانی تطبیق پذیر. 62

4-7-3  جهش براساس رفتار آشوب… 63

4-7-4  تکامل جمعیت بر اساس عملگر انتخاب… 65

4-8  نسخه دودویی الگوریتم جستجوی گرانشی هدایت شده توسط بهترین ذره جهانی تطبیق پذیر. 65

4-9   بسط گرم-چارلیر. 66

4-10 روش حل مسئله. 66

فصل پنجم: مطالعات عددی

5-1 مقدمه. 70

5-2   سیستم تست… 70

5-3   مدیریت انرژی ریزشبکه. 74

5-3-1  بدون پاسخگویی بار 74

5-3-2  با پاسخگویی بار 86

فصل ششم: نتیجه گیری

6-1   مدل بهینه سازی.. 99

2-6  مدل احتمالی.. 100

6-3 مدل پاسخگویی بار 100

6-4   نتایج.. 101

6-5  پیشنهاداتی برای ادامه کار 101

7                                                                                                                                                                             مراجع.. 102

 

                                                                                                              

فهرست جداول

جدول ‏5‑1 حدود توان و قیمت‌های منابع انرژی پراکنده 71

جدول ‏5‑2  مقادیرهزینه به دست آمده برای سناریو 1 برای20 بار تست در حالت قطعی.. 75

جدول ‏5‑3 مقادیرهزینه به دست آمده برای سناریو 2 برای20 بار تست در حالت قطعی.. 75

جدول ‏5‑4 مقادیرهزینه به دست آمده برای سناریو 3 برای20 بار تست در حالت قطعی.. 76

جدول ‏5‑5  نقاط کاری بهینه برای سناریو 1 در حالت قطعی.. 76

جدول ‏5‑6  نقاط کاری بهینه برای سناریو 2 در حالت قطعی.. 77

جدول ‏5‑7 نقاط کاری بهینه برای سناریو 3 در حالت قطعی.. 78

جدول ‏5‑8 میانگین هزینه ریزشبکه به دست آمده از مدیریت کار و انرژی احتمالی ریزشبکه در 20 تست   79

جدول ‏5‑9 نقاط کاری بهینه برای سناریو 1 در حالت احتمالی.. 80

جدول ‏5‑10 نقاط کاری بهینه برای سناریو 2 در حالت احتمالی.. 81

جدول ‏5‑11 نقاط کاری بهینه برای سناریو 3 در حالت احتمالی.. 82

جدول ‏5‑12 میانگین هزینه ریزشبکه ریزشبکه با در نظر گرفتن پاسخگویی بار در 20 تست… 88

جدول ‏5‑13 نقاط کاری بهینه برای ریزشبکه با پاسخگویی بار در ضریب مشارکت بار 2/0. 88

جدول ‏5‑14 نقاط کاری بهینه برای ریزشبکه با پاسخگویی بار در ضریب مشارکت 3/0. 89

جدول ‏5‑15 نقاط کاری بهینه برای ریزشبکه با پاسخگویی بار در ضریب مشارکت 4/0. 90

 

فهرست اشکال

شکل ‏1‑1  ریزشبکه معمول متصل به شبکه توزیع.. 5

شکل ‏2‑1 اصول کاری تولید توان بادی.. 22

شکل ‏2‑2 منحنی توان توربین بادی معمول.. 23

شکل ‏2‑3 اصول کاری سیستم فتوولتاییک…. 24

شکل ‏2‑4 ساختار پیل سوختی.. 26

شکل ‏2‑5 ساختار میکروتوربین.. 27

شکل ‏3‑1 نمایش شماتیک سیستم ویژه ماتریس همبستگی برای سه متغیر. 37

شکل ‏4‑1 نمودار پاسخگویی بار تکه‌ای.. 53

شکل ‏4‑2 منحنی ضرایب  و.. 63

شکل ‏5‑1 مدل ریزشبکه معمول.. 71

شکل ‏5‑2 توان خروجی پیش بینی شده توربین بادی.. 72

شکل ‏5‑3 توان خروجی پیش بینی شده سیستم فتوولتاییک…. 72

شکل ‏5‑4 تقاضای بار پیش بینی شده 73

شکل ‏5‑5 قیمت بازار پیش بینی شده 73

شکل ‏5‑6 تابع چگالی احتمالی هزینه در سناریو 1. 83

شکل ‏5‑7 تابع چگالی تجمعی هزینه در سناریو 1. 83

شکل ‏5‑8  تابع چگالی احتمالی هزینه در سناریو 2. 84

شکل ‏5‑9  تابع چگالی تجمعی هزینه در سناریو 2. 84

شکل ‏5‑10 تابع چگالی احتمالی هزینه در سناریو 3. 85

شکل ‏5‑11 تابع چگالی تجمعی هزینه در سناریو 3. 85

شکل ‏5‑12 نمودار پاسخگویی بار 86

شکل ‏5‑13 قیمت‌های پیشنهادی بار 87

شکل ‏5‑14  بار مصرفی بعد از برنامه پاسخگویی بار در ضریب مشارکت 2/0. 91

شکل ‏5‑15 بار مصرفی بعد از برنامه پاسخگویی بار در ضریب مشارکت 3/0. 92

شکل ‏5‑16 بار مصرفی بعد از برنامه پاسخگویی بار در ضریب مشارکت 4/0. 92

شکل ‏5‑17 تابع چگالی احتمالی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 2/0. 93

شکل ‏5‑18 تابع چگالی تجمعی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 2/0. 93

شکل ‏5‑19 تابع چگالی احتمالی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 3/0. 94

شکل ‏5‑20 تابع چگالی تجمعی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 3/0. 94

شکل ‏5‑21 تابع چگالی احتمالی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 4/0. 95

شکل ‏5‑22  تابع چگالی تجمعی هزینه ریزشبکه در ضریب مشارکت بار 4/0. 95

 

فهرست علائم اختصاری

سطح تابش متوسط

شتاب ذره  ام در تکرار  ام

 قیمت پیشنهادی ژنراتور i  ام درساعت  t

قیمت خرید و فروش انرژی در ساعت t

مقدار بار پایه در ساعت

قیمت پیشنهادی واحد ذخیره انرژی j ام  در ساعت t

هزینه پیل سوختی

قیمت گاز طبیعی

هزینه سوخت میکروتوربین

هزینه ریزشبکه در ساعت t

مقدار کاهش بار در بلوک b ام  از نمودار  پاسخگویی بار تکه‌ای در ساعت t

 امین اغتشاش  متغیر تصادفی  ام ، برابر  با اختلاف بین  و

مقدار کاهش بار در زمان t

حداکثر کاهش بار در زمان  t

 حداقل کاهش بار در زمان t

بردار ویژه متغیر تصادفی i ام

 امین گشتاور اغتشاش  متغیر تصادفی  ام

مقدار بار مورد انتظار در زمان

حداکثر کاهش بار در کل 24 ساعت

 امین گشتاور متغیر تصادفی خروجی

نیروی گرانشی بین دو ذره  و   در تکرار  ام

نیروی گرانشی‌ که به   امین ذره در تکرار  ام اعمال می‌شود

شدت تابش خورشیدی

ثابت گرانشی در تکرار  ام

تابش خورشید در شرایط تست استاندارد

ضریب دمایی توان

ماتریس همبستگی

ماتریس همبستگی چرخش یافته در جهت بردارهای ویژه

                                  

ارزش گرمایی پایینی سوخت

ضریب مشارکت بار

                           

نرخ شارش جرم سوخت

مقدار جرم ذره  ام در تکرار  ام

حداکثر مقدار بار در زمان

تعداد بارها

تعداد ژنراتورهای پراکنده

تعداد واحدهای ذخیره انرژی

تعداد ساعت‌ها

                                       

توان الکتریکی خالص خروجی

توان الکتریکی خالص تولید شده در بازه زمانی  ام

توان حقیقی تولیدی توربین بادی

توان خروجی سلول فتوولتاییک

حداکثر توان واحد در شرایط تست استاندارد

توان خریداری شده یا  فروخته شده به شبکه توزیع در ساعت t

توان شارژ  باطری

توان دشارژ باطری

حداکثر توان شارژ باطری

حداکثر توان دشارژ باطری

         و

حداکثر توان تولیدی ژنراتور i ام در زمان t

حداقل توان تولیدی ژنراتور i ام در زمان t

حداکثر توان مبادله شده با شبکه توزیع در ساعت t

حداقل توان مبادله شده با شبکه توزیع در ساعت t

حداکثر توان واحد ذخیره انرژی j ام در زمان t

حداقل توان واحد ذخیره انرژی j ام در زمان t

توان گرمایی بهبود داده شده

               SOC

حالت شارژ باطری

حداکثر حالت شارژ باطری

حداقل حالت شارژ باطری

               STC

شرایط تست استاندارد که در دمای  و تابش خورشیدی   است.

مقدار بار برنامه ریزی شده در زمان

هزینه راه اندازی ژنراتور i ام

هزینه خاموش کردن ژنراتور i ام

هزینه راه اندازی واحد ذخیره انرژی j ام

هزینه خاموش کردن واحد ذخیره انرژی j ام

دمای سلول فتوولتاییک

دمای مرجع

حالت روشن یا خاموش بودن ژنراتور i ام در ساعت t

حالت روشن یا خاموش بودن واحد ذخیره انرژی j ام در ساعت t

سرعت ذره  ام در تکرار  ام

مقدار ذخیره چرخان در ساعت t

فاصله بین دو ذره  و   در تکرار  ام

واریانس متغیر تصادفی خروجی

سرعت واقعی باد

حداقل سرعت باد که در آن توان بادی ایجاد می‌شود.

حداکثر سرعت باد که در آن توان بادی ایجاد می‌شود.

سرعت باد نامی

 امین فاکتور وزنی متغیر تصادفی ورودی  ام

                

بدترین و بهترین مقدار برازندگی در تکرار   ام

       و

مقدار انرژی ذخیره شده در باطری به ترتیب در ساعت‌های tو t-1

و

حداکثر و حداقل انرژی ذخیره شده در باطری

موقعیت ذره  ام در تکرار  ام

 امین نقطه تخمین زده شده متغیر تصادفی ورودی  ام

بهترین ذره جهانی در تکرار  ام

مقدار تابع خروجی ارزیابی شده در  امین نقطه تخیمن   زده  شده  متغیر تصادفی  ام در حالی که بقیه متغیرهای تصادفی برابر با مقدار میانگینشان هستند.

مقدار تابع خروجی ارزیابی شده در مقادیر میانگین متغیرهای  تصادفی ورودی

راندمان سلول پیل سوختی در بازه زمانی  ام

راندمان شارژ یا دشارژ باطری در زمان t

ضریب همبستگی بین متغیرهای تصادفی  و

مقادیر ویژه متغیر تصادفی   i ام

میانگین متغیر تصادفی ورودی

انحراف استاندارد متغیر تصادفی ورودی

 امین محل استاندارد متغیر تصادفی ورودی

ضریب چولگی متغیر تصادفی ورودی

ضریب کشیدگی متغیر تصادفی ورودی

قیمت حاشیه‌ای در بلوک b ام از پیشنهاد بار تکه‌ای در زمان t

 و

راندمان شارژ و دشارژ باطری

نرخ افزایش یا کاهش بار

پارامتر کنترلی در جهش آشوب

بردار  متغیرآشوب

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:مدیریت بهره‌برداری ریزشبکه‌ها به کمک روش‌های بهینه‌سازی تصادفی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo