توسعه مدل رياضي چندهدفه براي شبكه يكپارچه و تاب آور انرژي برق در شرايط عدم قطعيت: مطالعه موردي شبكه برق استان گيلان

كارشناسي ارشد

با توجه به رشد فزاينده جمعيت و همچنين صنعتي شدن جوامع، نياز بشر به استفاده از سوخت¬هاي فسيلي براي توليد انرژي برق براي انجام فعاليت¬هاي مختلف زندگي روندي صعودي به خود گرفته است. علي¬رغم قابليت اطمينان بالاي سوخت¬هاي فسيلي، به دليل ايجاد آلودگي-هاي فراوان و تاثيرات نامطلوب بر محيط¬زيست، توجهات زيادي چه در بخش تحقيقاتي و چه در بخش كاربردي به سمت استفاده از انرژي¬هاي تجديدپذير و پاك مانند انرژي خورشيدي و بادي، معطوف شده است. استفاده از انرژي¬هاي تجديد¬پذير مانند انرژي خورشيدي و بادي در قالب نيروگاه¬هاي توليد پراكنده، علاوه بر كاهش آسيب وارده به محيط¬زيست، از بعد اقتصادي و فني مانند هزينه¬هاي پايين تاسيس و كاهش نوسانات ولتاژ، اخيرا بيشتر مورد توجه سياست¬گزاران حوزه¬ي انرژي قرار گرفته¬است. تعيين محل مناسب نيروگاه¬هاي توليدات پراكنده كه از انرژي خورشيدي و بادي استفاده مي¬كنند، به عوامل متعددي بستگي دارد. در اين پژوهش و در گام نخست، ما با استفاده از رويكرد تحليل پوششي داده¬ها و همچنين به¬كارگيري عوامل اصلي و تاثيرگذار بر عملكرد نيروگاه¬هاي خورشيدي- بادي، نقاط بالقوه كه داراي كارايي بالاتري براي تاسيس نيروگاه¬هاي توليد پراكنده، را مشخص مي¬كنيم. در اين پژوهش، با توسعه¬ي يك مدل برنامه¬ريزي خطي عددصحيح مختلط، تصميماتي نظير مكانيابي نيروگاه توليد پراكنده در سطوح استحكام مختلف ( در نقاط بالقوه¬اي كه در مرحله پيش تعيين شد)، ميزان توليد در نيروگاه¬هاي مقياس بزرگ و توليد پراكنده و همچنين جريانات بين نقاط مختلف شبكه، اتخاذ مي¬شود. براي مقابله با ريسك اختلال، سطوح استحكام مختلف براي تاسيس نيروگاه توليد پراكنده در نظر گرفته شده است كه هرچقدر ميزان استحكام تسهيل بيشتر باشد، هزينه بيشتر در پي دارد و از طرف ديگر تاثير كمتري از اختلال مي¬پذيرد. براي مدلسازي ريسك اختلال در مساله و همچنين درنظر گرفتن ميزان ريسك¬پذيري تصميم¬گيرنده از رويكرد استوار تصادفي استفاده شده است. برخي از داده¬هاي ورودي مورد استفاده در مدل رياضي مانند تقاضا و هزينه¬ها داراي حالت ابهام بوده كه براي برخورد با اين عدم¬قطعيت، از روش¬ برنامه¬ريزي فازي امكاني با معيار اعتبار بهره گرفته شده است. مدل رياضي ارائه شده يك مدل برنامه¬ريزي خطي عددصحيح مختلط چندهدفه مي¬باشد كه با استفاده از روش فازي تعاملي ترابي- حصيني، به مدل تك¬هدفه تبديل شده است. مدل ارائه شده در نرم-افزار GAMS و با استفاده از حل¬كننده CPLEX حل شده است. از شبكه توليد و توزيع برق در استان گيلان به عنوان مطالعه موردي در اين تحقيق استفاده شده است و در نهايت تحليل حساسيت روي پارامتر¬هاي حساس مدل انجام شده است و تحليل¬هاي مديريتي و كاربردي ارائه شده است. نتايج حل مدل توسعه داده¬شده در سطح اطمينان (ريسك¬گريزي تصميم¬گيرنده) بالا نشان مي¬دهد كه بايد دو نيروگاه توليد پراكنده در شهرهاي كياشهر و انزلي در سطح استحكام سه (با كمترين هزينه) تاسيس شوند. هر كدام از اين دو نيروگاه تاسيس شده، به يك نقطه تقاضا در شعاع پوششي خود متصل مي¬شوند و باعث تقويت شبكه برق منطقه مي¬شوند. نتايج حاصله نشان مي¬دهد كه با كاهش ميزان ريسك¬پذيري تصميم¬گيرنده، هزينه¬هاي سيستم روندي صعودي پيدا مي¬كند كه نشات گرفته از افزايش در ميزان توليد انرژي در نيروگاه¬هاي مقياس بزرگ و توليد پراكنده و همچنين افزايش هزينه¬هاي عملياتي و انتقال انرژي مي¬باشد.

193589

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي بزرگي اميري

صنايع

دكتر سيد مهدي حسيني مطلق