فصل 1: مقدمه |
|
1-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
3 |
1-2 اهداف پاياننامه ………………………………………………………………………………………………………………………. |
5 |
1-3 شماي کلي پاياننامه ………………………………………………………………………………………………………………. |
5 |
فصل 2: بررسی منابع |
|
2-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
9 |
2-2 بررسی مقالات ………………………………………………………………………………………………………………………… |
9 |
2-3 مروری بر انواع روشهای حل پخش‌بار اقتصادی …………………………………………………………………… |
12 |
2-4 جمع‌بندی روش‌ها …………………………………………………………………………………………………………………. |
14 |
فصل 3: آشنایی با مسائل بهینهسازی |
|
3-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
17 |
3-2 شرح مسأله‌ی بهینهسازی ……………………………………………………………………………………………………….. |
18 |
3-2-1 بردار طراحی …………………………………………………………………………………………………………………. |
18 |
3-2-2 سطح قید ……………………………………………………………………………………………………………………… |
18 |
3-2-3 تابع هدف ……………………………………………………………………………………………………………………… |
19 |
فصل 4: پخش بار اقتصادی دینامیک |
|
4-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
23 |
4-2 مدل‌سازی هزینهی واحدهای حرارتی …………………………………………………………………………………… |
23 |
4-3 مدل‌سازی هزینهی واحدهای حرارتی با در نظر گرفتن اثر شیربخار …………………………………… |
24 |
4-4 قیود مسأله‌ی پخش بار اقتصادی دینامیکی ……………………………………………………………………………. |
25 |
4-4-1 قید تعادل توان تولیدی و مصرفی ……………………………………………………………………………….. |
25 |
4-4-2 قید حد بالا و پایین توان تولیدی ………………………………………………………………………………… |
25 |
4-4-3 قید مربوط به نرخ شیب تغییر تولید ………………………………………………………………………….. |
25 |
4-4-4 قید مربوط به نواحی ممنوعه‌ی تولید ………………………………………………………………………… |
26 |
4-4-5 قید رزرو چرخان ………………………………………………………………………………………………………….. |
27 |
4-5 مدل‌سازی هزینهی آلودگی واحدهای حرارتی ………………………………………………………………………. |
27 |
فصل 5: مدل‌سازي هزینهی واحدهاي بادی |
|
5-1 پیشگفتار ………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
31 |
5-2 مشخصات سرعت باد ……………………………………………………………………………………………………………….. |
32 |
5-3 ورودی و خروجی واحدهای بادی …………………………………………………………………………………………… |
34 |
5-4 هزینه‌های مربوط به انرژی باد ………………………………………………………………………………………………… |
36 |
5-5 هزینه‌های مربوط به پخش بار اقتصادی / آلودگی با در نظر گرفتن واحدهای بادی …………… |
38 |
فصل 6: الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات هم‌تکاملی اصلاح شده |
|
6-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
41 |
6-2 الگوریتم استاندارد بهینهسازی ازدحام ذرات …………………………………………………………………………. |
41 |
6-3 اصلاحات انجام شده روی الگوریتم PSO …………………………………………………………………………….. |
44 |
6-4 الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات هم‌تکاملی ………………………………………………………………………… |
45 |
6-4-1 تابع ارزیابی ……………………………………………………………………………………………… |
46 |
6-4-2 تابع ارزیابی ……………………………………………………………………………………………….. |
46 |
6-4-3 ارزیابی کلی و ……………………………………………………………………….. |
47 |
فصل 7: نتایج عددی |
|
7-1 پيشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………. |
51 |
7-2 سیستم تست 1: سیستم شامل 5 واحد حرارتی …………………………………………………………………… |
51 |
7-2-1 نتایج خروجی توان واحدها در 24 ساعت (سیستم تست 1) …………………………………… |
52 |
7-2-2 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده با سایر روش‌ها (سیستم تست 1) ……………………………. |
53 |
7-2-3 نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 1) …………………………………………… |
54 |
7-2-4 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 1) ………………………………………………………….. |
54 |
7-3 سیستم تست 2: سیستم شامل 13 واحد حرارتی و توان مصرفی 1800 (با و بدون در نظر گرفتن تلفات) …………………………………………………………………………………………………………………………….. |
55 |
7-3-1 نتایج خروجی (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ………………………………….. |
55 |
7-3-2 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده با سایر روش‌ها (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
56 |
7-3-3 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ……………. |
57 |
7-3-4 نتایج خروجی (سیستم تست 2 با در نظر گرفتن تلفات) …………………………………………. |
58 |
7-3-5 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 2 با در نظر گرفتن تلفات) ………………. |
58 |
7-3-6 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 2 با در نظر گرفتن تلفات) …………………… |
58 |
7-4 سیستم تست 3: سیستم شامل 13 واحد حرارتی و توان مصرفی 2520 (با و بدون در نظر گرفتن تلفات) ……………………………………………………………………………………………………………………………… |
59 |
7-4-1 نتایج خروجی (سیستم تست 3 بدون در نظر گرفتن تلفات) …………………………………… |
59 |
7-4-2 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 3 بدون در نظر گرفتن تلفات) …………….. |
60 |
7-4-3 نتایج خروجی (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) …………………………………………. |
60 |
7-4-4 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) ………………. |
61 |
7-4-5 نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) …… |
61 |
7-4-6 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) …………………… |
62 |
7-5 سیستم تست 4: سیستم شامل 40 واحد حرارتی (با و بدون درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
63 |
7-5-1 نتایج خروجی (سیستم تست 4 بدون درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) ………….. |
63 |
7-5-2 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 4 بدون درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
65 |
7-5-3 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 4 بدون درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
65 |
7-5-4 نتایج خروجی (سیستم تست 4 با درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) ……………… |
66 |
7-5-5 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 4 با درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
67 |
7-5-6 نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 4 با درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) ………………………………………………………………………………………………………………………………… |
67 |
7-5-7 توضیحات در رابطه با نتایج (سیستم تست 4 با درنظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
68 |
7-6 سیستم تست 5: سیستم شامل 6 واحد حرارتی و 2 مزرعه‌ی بادی ……………………………………. |
69 |
7-6-1 نتایج پخش بار اقتصادی با و بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی (بدون مشارکت واحدهای بادی) ………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
69 |
7-6-2 نتایج پخش بار اقتصادی با و بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی با مشارکت واحدهای بادی و مقایسه با مرجع ]73[ ……………………………………………………………………………………………. |
70 |
7-6-3 مقایسه‌ی نتایج به دست آمده از روش پیشنهاد شده با سایر روش‌ها ………………………. |
72 |
7-6-4 توضیحات در رابطه با نتایج به‌دست آمده …………………………………………………………………… |
72 |
7-6-5 نتایج پخش بار اقتصادی با و بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی با مشارکت واحدهای بادی ……………………………………………………………………………………………………………………………………. |
73 |
فصل8: نتیجه‌گیری و پيشنهادهایی جهت ادامه‌ی کار |
|
8-1 نتیجه‌گیری ………………………………………………………………………………………………………………………………. |
77 |
8-2 پیشنهادهایی برای تحقیق بیشتر در موضوع مورد بحث ……………………………………………………….. |
78 |
پیوست |
|
پیشگفتار ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
81 |
پیوست I ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
81 |
پیوست II …………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
83 |
پیوست III ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
84 |
پیوست IV ………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
86 |
مراجع |
|
فهرست منابع و مآخذ مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………. |
91 |
جدول (7-1): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد در 24 ساعت (سیستم تست 1) …………………………. |
51 |
جدول (7-2): مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 1) ……………………………………………….. |
53 |
جدول (7-3): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) …… |
55 |
جدول (7-4): مقایسه‌ی نتایج به دست آمده (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ……. |
56 |
جدول (7-5): توان خروجی هر واحد (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ………………… |
58 |
جدول (7-6): مقایسه‌ی نتایج (سیستم تست 2 بدون در نظر گرفتن تلفات) ………………………….. |
58 |
جدول (7-7): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد با استفاده از روش پیشنهاد شده و مقایسه با چند روش دیگر (سیستم تست 3 بدون در نظر گرفتن تلفات) ………………………………………………………….. |
59 |
جدول (7-8): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) ……….. |
60 |
جدول (7-9): مقایسه‌ی نتایج (سیستم تست 3 با در نظر گرفتن تلفات) ………………………………… |
61 |
جدول (7-10): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد (سیستم تست 4 بدون در نظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………… |
63 |
جدول (7-11): مقایسه‌ی نتایج با سایر روش‌ها (سیستم تست 4 بدون در نظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………… |
65 |
جدول (7-12): توان بهینه‌ی خروجی هر واحد (سیستم تست 4 با در نظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………… |
66 |
جدول (7-13): مقایسه‌ی نتایج بهینهسازی با سایر روش‌ها (سیستم تست 4 با در نظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) ………………………………………………………………………………………………………………… |
67 |
جدول (7-14): پاسخ‌های پخش بار اقتصادی بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی (بدون مشارکت واحدهای بادی) ……………………………………………………………………………………………………………… |
69 |
جدول (7-15): پاسخ‌های پخش بار اقتصادی با در نظر گرفتن هزینهی آلودگی (بدون مشارکت واحدهای بادی) …………………………………………………………………………………………………………………………….. |
70 |
جدول (7-16): پاسخ‌های پخش بار اقتصادی با مشارکت واحدهای بادی بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی ……………………………………………………………………………………………………………………………. |
71 |
جدول (7-17): پاسخ‌های پخش بار اقتصادی با مشارکت واحدهای بادی با در نظر گرفتن هزینهی آلودگی ……………………………………………………………………………………………………………………………. |
71 |
جدول (7-18): مقایسه‌ی نتایج به دست آمده از روش پیشنهاد شده با سایر روش‌ها (مشارکت واحدهای بادی با در نظر گرفتن هزینهی آلودگی) ……………………………………………………………………… |
72 |
جدول(7-19): مقادیر پیش‌بینی شده‌ی توان خروجی مزرعه‌های بادی با استفاده از تابع ویبول |
73 |
جدول(7-20): پاسخ‌های پخش بار اقتصادی با مشارکت واحدهای بادی با و بدون در نظر گرفتن هزینهی آلودگی ………………………………………………………………………………………………………………….. |
73 |
جدول (1) پیوست: مشخصات سیستم تست با 5 واحد حرارتی ………………………………………………… |
81 |
جدول (2) پیوست: ضرایب ماتریس تلفات سیستم تست با 5 واحد حرارتی …………………………….. |
81 |
جدول (3) پیوست: توان مورد تقاضای سیستم تست با 5 واحد حرارتی در 24 ساعت ……………. |
82 |
جدول (4) پیوست: مشخصات سیستم تست با 13 واحد حرارتی ………………………………………………. |
83 |
جدول (5) پیوست: مشخصات سیستم تست با 40 واحد حرارتی ………………………………………………. |
84 |
جدول (6) پیوست: مشخصات مربوط به واحدهای حرارتی (سیستم شامل 6 واحد حرارتی و 2 مزرعه‌ی بادی) ……………………………………………………………………………………………………………………………….. |
87 |
جدول (7) پیوست: مشخصات مربوط به واحدهای بادی (سیستم شامل 6 واحد حرارتی و 2 مزرعه‌ی بادی) ………………………………………………………………………………………………………………………………. |
87 |
جدول (8) پیوست: مقادیر پیش‌بینی شده‌ی بار مصرفی و توان خروجی مزرعه‌های بادی (سیستم شامل 6 واحد حرارتی و 2 مزرعه‌ی بادی) ……………………………………………………………………. |
87 |
شکل (4-1): دیاگرام تبدیل انرژی در یک واحد حرارتی نیروگاهی …………………………………………….. |
23 |
شکل (4-2): تابع هزینهی تولید ژنراتور حرارتی با و بدون اثر شیر بخار …………………………………….. |
24 |
شکل (4-3): نرخ شیب تغییر تولید ………………………………………………………………………………………………. |
26 |
شکل (4-4): نواحی ممنوعه‌ی تولید …………………………………………………………………………………………….. |
26 |
شکل (5-1): تابع چگالی احتمال ویبول سرعت باد برای چندین مقادیر پارامتر مقیاس …………… |
32 |
شکل (5-2): تابع چگالی احتمال و تابع توزیع تجمعی ویبول سرعت باد برای ………………. |
33 |
شکل (5-3): دیاگرام خروجی توان واحد بادی ……………………………………………………………………………… |
34 |
شکل (5-4): تابع احتمال خروجی توان بادی مخلوط (نواحی گسسته و پیوسته) برای تابع چگالی احتمال ویبول سرعت باد برای ……………………………………………………….. |
36 |
شکل (5-5): نوسانات سرعت باد …………………………………………………………………………………………………… |
38 |
شکل (6-1): فرآیند جستجوی الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) ………………………………… |
42 |
شکل (6-2): فلوچارت مربوط به نحوه‌ی بهینهسازی توسط الگوریتم PSO ………………………………… |
43 |
شکل (6-3): نمایش گرافیکی فرآیند هم‌تکاملی …………………………………………………………………………… |
45 |
شکل (7-1): نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 1) ………………………………………… |
54 |
شکل (7-2): اطلاعات تست سیستم شامل 13 واحد حرارتی مرجع ]19[ ……………………………….. |
57 |
شکل (7-3): اطلاعات تست سیستم شامل 13 واحد حرارتی مرجع ]89[ ……………………………….. |
57 |
شکل (7-4): نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 3 با د نظر گرفتن تلفات) ……. |
62 |
شکل (7-5): نمودار همگرایی الگوریتم پیشنهادی (سیستم تست 4 با در نظر گرفتن نواحی ممنوعه‌ی تولید) …………………………………………………………………………………………………………………………….. |
68 |
شکل (1) پیوست: نمودار تک خطی سیستم 30 باس IEEE (شامل 6 واحد حرارتی و 2 مزرعه‌ی بادی) ……………………………………………………………………………………………………………………………. |
86 |
فصل چهارم |
||
CF |
هزينه‌ي کل تولید توان واحدهای حرارتی |
|
t |
شاخص شمارش واحدهای زمانی |
|
T |
بازهی زمانی کل |
|
i |
شاخص شمارش تعداد واحدهای حرارتی |
|
N |
تعداد واحدهای حرارتی |
|
ai ، bi ، ci |
ضرایب تابع هزینهی ژنراتور iام |
|
Pi |
توان خروجی واحدهای حرارتی |
|
ei ، fi |
ضرايب مربوط به اثر شير بخار |
|
PDemand |
توان مورد تقاضا |
|
PLoss |
تلفات سيستم |
|
، و |
ضرايب تابع تلفات شبکه |
|
حد بالای توان تولیدی واحدهای حرارتی |
||
حد پایین توان تولیدی واحدهای حرارتی |
||
URi |
شیب افزایش توان واحد iام |
|
DRi |
شیب کاهش توان واحد iام |
|
حد بالای امين ناحيه‌ي ممنوعه‌ي تولید |
||
حد پايين امين ناحيه‌ي ممنوعه‌ي تولید |
||
j |
شاخص شمارش نواحی ممنوعه‌ی تولید |
|
تعداد نواحی ممنوعه‌ی تولید |
||
سهم رزرو چرخان واحد iام |
||
ماکزیمم سهم رزرو چرخان واحد iام |
||
تعداد واحدهای در مدار |
||
تعداد واحدهای حرارتی دارای ناحیه‌ی ممنوعه‌ی تولید |
||
رزرو چرخان مورد نیاز سیستم |
||
CE |
هزینهی آلودگی |
|
، ، ، و |
ضرايب آلودگي مربوط به ژنراتور حرارتي iام |
|
ضریب جریمه |
||
w |
ضریب وزنی |
|
فصل پنجم |
||
تابع چگالی احتمال سرعت باد |
||
سرعت باد |
||
پارامتر شکل مدل توزیع ویبول سرعت باد |
||
پارامتر مقیاس مدل توزیع ویبول سرعت باد |
||
توان خروجي واحد بادي |
||
ضريب غیرخطی عملکرد واحد بادی |
||
چگالی هوا |
||
مساحت جاروب شده توسط روتور |
||
، ، |
به ترتيب سرعت وصل، سرعت قطع و سرعت نامي واحد بادی |
|
توان نامي خروجي واحد بادی |
||
تعداد واحدهای بادی |
||
ضریب هزینهی واحد بادی j ام |
||
توان برنامه‌ریزی شده‌ی واحد بادی jام |
||
ضریب جریمه‌ی حالت Underestimation |
||
ضریب جریمه‌ی حالت Overestimation |
||
توان نامی توربین بادی jام |
||
توان خروجی در دسترس در بازه زمانی tام |
||
تابع چگالی احتمال واحد توربین بادی در بازه زمانی tام |
||
j |
شاخص شمارش تعداد واحدهای بادی |
|
CW |
هزینهی مورد انتظار با خروجی برنامه‌ریزی شده‌ی واحد بادی |
|
dj |
ضریب هزینه |
|
CP |
هزینهی مربوط به حالت Underestimation |
|
CR |
هزینهی مربوط به حالت Overestimation |
|
فصل ششم |
||
بهترین محلی که ذره در آن بوده است |
||
بهترین موقعیت کشف شده در کل ذرات |
||
ضریب اینرسی |
||
سرعت ذره‌ی jام در تکرار ام |
||
و |
عدد تصادفی بین 0 و 1 |
|
مکان ذره‌ی jام در تکرار ام |
||
و |
ضرایب تسریع |
|
تعداد تکرار |
||
ماکزیمم تکرار |
||
ضریب اینرسی در تکرار ام |
||
ضریب اینرسی مینیمم (نهایی) |
||
ضریب اینرسی ماکزیمم (ابتدایی) |
||
C |
ضریب انقباض |
|
