MSc Thesis: Optimal operation of a virtual power plant considering participation in the electricity market
چکیده:
مزایای فنی، اقتصادی و زیست محیطی منابع پراکنده بخصوص منابع مبتنی بر تجدیدپذیرها سرعت ورود این منابع در بسیاری از سیستم‌های قدرت را افزایش داده است. با وجود این افزایش نفوذ، این منابع در سیستم‌های قدرت چالش‌های جدیدی را فراروی بهره‌برداران سیستم قرار می‌دهند. امکان تغییر جهت توان در برخی از فیدرهای توزیع، متغیر و غیرقابل پیش‌بینی بودن خروجی منابع تجدیدپذیر و عدم امکان ورود مستقیم منابع به بازار برق از جمله‌ی این چالش‌ها است که ضمن کاهش انگیزه‌ی مالکین منابع برای سرمایه‌گذاری بیش‌تر و عدم بهره‌برداری کامل از مزایای منابع پراکنده، می‌تواند منجر به مشکلات جدیدی در عملکرد سیستم‌های قدرت شود. یکی از مفاهیم جدیدی که برای حل این چالش‌ها و امکان بهره‌وری هرچه بیش‌تر از منابع مطرح شده است، ایجاد ساختاری برای مدیریت و بهره‌برداری هماهنگ منابع توزیع شده در یک سطح جغرافیایی بزرگ تحت عنوان نیروگاه مجازی است. نیروگاه مجازی مجموعه‌ای از واحدهای قابل کنترل غیرمتمرکز و توزیع شده در یک وسعت جغرافیایی است که هر واحد می‌تواند شامل منابع تولیدی تحت مالکیت مصرف کننده‌ها یا تولید کننده‌های مستقل، بارهای قابل کنترل و سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی باشد. مدیر نیروگاه مجازی از طریق بستر مخابراتی مناسب، نرم‌افزارهای مدیریتی و الگوریتم‌های بهره‌برداری، برای رسیدن به بیش‌ترین منفعت اجزای تشکیل دهنده و بهترین عملکرد سیستم واحدها را به صورت هماهنگ بهره‌برداری و مدیریت می‌کند. با تحقق نیروگاه مجازی، علاوه بر امکان استفاده‌ی بهتر از مزایای بالقوه‌ی منابع پراکنده، راه مناسبی برای ورود منابع پراکنده به انواع بازار برق فراهم می‌شود. به این منظور طراحی مدل و الگوریتم‌های بهره‌برداری کارآمد برای حداکثر کردن سود نیروگاه مجازی اهمیت ویژه‌ای دارد. بر این اساس هدف این پایان‌نامه مروری بر تعاریف و مفاهیم نیروگاه مجازی و بررسی ابعاد و جنبه‌های مختلف آن و معرفی برخی از مدل‌های ارائه شده برای بهینه کردن عملکرد نیروگاه مجازی است. به علاوه در این پایان‌نامه با تجمیع و تکمیل مدل‌های مذکور مدل جامعی برای بهره‌برداری بهینه از یک نیروگاه مجازی مقیاس بزرگ پیشنهاد می‌شود که در آن با در نظر گرفتن هم‌زمان منابع و بارهای الکتریکی و حرارتی، ذخیره‌سازهای انرژی الکتریکی و حرارتی، انواع تکنولوژی منابع پراکنده و خودروهای الکتریکی و شرکت نیروگاه مجازی در هر دو بازار انرژی و رزرو، سود آن با توجه به قیود واحدها و قیود امنیت شبکه حداکثر می-شود. مدل جامع پیشنهادی در دو قالب برنامه‌ریزی قطعی و احتمالاتی SCPBUC فرمول‌بندی و روی شبکه‌ی توزیع تست 33 باس پیاده‌سازی و نتایج آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. در برنامه‌ریزی احتمالاتی عدم قطعیت در پیش‌بینی بار مصرفی و توان خروجی منابع خورشیدی در نظر گرفته می‌شود.
