توصيفگر ها :
برنامه‌ريزي توسعه توليد و انتقال , پتانسيل‌سنجي احداث نيروگاه‌هاي خورشيدي , قابليت اطمينان , بهينه‌سازي مقاوم
چكيده فارسي :
مسأله برنامه‌ريزي توسعه انتقال و برنامه‌ريزي توسعه توليد به تصميم‌گيرندگان اجازه مي‌دهد تا به ترتيب برنامه‌هاي بهينه انتقال و توسعه ظرفيت توليد را در يك سيستم قدرت انجام دهند. مسائل زيست محيطي و حذف توليد مبتني بر سوخت فسيلي منجر به افزايش نصب و توليد منابع انرژي تجديدپذير مانند خورشيد و باد شده‌است. در تصميم‌گيري براي ساخت واحدهاي توليد تجديدپذير، بسيار مهم است كه برنامه‌ريزي توسعه توليد و انتقال به صورت توأم انجام شود. كشورهايي مانند ايران كه پتانسيل زيادي در توليد برق از انرژي خورشيدي دارند بايد براي برنامه‌ريزي توسعه به انرژي خورشيدي اهميت دهند. هزينه‌هاي زيست محيطي براي نيروگاه‌هاي سوخت فسيلي بايد اهرمي در راستاي نصب و بهره‌برداري نيروگاه‌هاي خورشيدي باشد.
در اين پايان‌نامه با استفاده از گزارش‌هاي سازمان انرژي‌هاي تجديدپذير و بهره‌وري انرژي كشور، پتانسيل‌سنجي احداث نيروگاه‌هاي خورشيدي و به كمك آن كانديديابي براي توسعه نيروگاه‌هاي تجديدپذير خورشيدي در استان اصفهان انجام خواهد شد. سپس با استفاده از مراجع عمومي موجود، شبكه‌اي تقريبي مشابه با شبكه برق منطقه‌اي استان اصفهان مدلسازي مي‌كنيم و بر روي آن مطالعات برنامه‌ريزي توسعه شبكه انتقال را با در نظرگرفتن نيروگاه‌هاي كانديد خورشيدي انجام خواهيم داد. در اين پايان‌نامه از ديدگاه يك برنامه‌ريز مركزي، طرح توسعه توليد و انتقالي تعيين شده‌است كه هزينه‌هاي بهره‌برداري و سرمايه‌گذاري سيستم را به حداقل برساند. رويكردهاي مختلفي مدلسازي و بررسي شده‌است. براي برنامه‌ريزي در يك دوره‌زماني از رويكرد استاتيك و براي برنامه‌ريزي در چند دوره‌زماني از رويكرد ديناميك استفاده مي‌كنيم. عواملي همچون رشد تقاضاي آتي شبكه و يا از دسترس خارج شدن احتمالي ظرفيت واحدهاي توليدي موجود باعث مي‌شود كه توسعه توليد و انتقال در يك محيط داراي نايقيني گرفته شود و چنين عدم قطعيت‌هايي بايد به درستي مدلسازي شوند. براي انجام اين كار، از برنامه‌ريزي تصادفي و بهينه‌سازي مقاوم استفاده شده‌است. علاوه‌براين با استفاده از معيار امنيتN-1 بر روي تجهيزات انتقال، قابليت اطمينان را در مسأله برنامه‌ريزي توسعه توليد و انتقال در نظر خواهيم‌گرفت. در تمامي موردهاي بررسي شده، مدلسازي معادلات پخش توان در مسأله برنامه‌ريزي به صورت DC انجام مي‌شود.
مد‌ل‌سازي‌هاي انجام شده بر روي شبكه مورد مطالعه در نرم‌افزار بهينه‌سازي GAMS پياده‌سازي مي‌شود. تحليل نتايج، بيانگر توانايي روش بهينه‌سازي مقاوم در برنامه‌ريزي توأم انتقال و توليد است. همچنين به منظور برقراري معيار قابليت‌اطمينانN-1، تجهيزات كانديد بيشتري در مطالعات برنامه‌ريزي شبكه انتقال در نظر گرفته خواهدشد. بنابراين، هزينه بيشتري براي ايمن‌سازي شبكه در قبال برآورده‌شدن معيارN-1 صرف مي‌گردد.
چكيده انگليسي :
The transmission expansion planning and generation expansion planning problem allow decision-makers to make optimal transmission and generation capacity expansion plans in a power system, respectively. Environmental issues and the elimination of fossil fuel-based production have led to an increase in the installation and production of renewable energy sources such as the sun and wind. When deciding to build renewable generation units, it is crucial to perform generation and transmission expansion planning simultaneously. Countries like Iran, which have great potential in producing electricity from solar energy, should pay attention to solar energy for expansion planning. Environmental costs for fossil fuel power plants should be a lever in line with the installation and operation of solar power plants.
In this thesis, the potential for the construction of solar power plants and, with its help, the selection of candidates for the development of renewable solar power plants in Isfahan province will be performed using reports from the Renewable Energy and Energy Efficiency Organization of Iran. Then, using available general references, we will model an approximate network similar to the regional electricity grid of Isfahan province and perform transmission network expansion planning studies on it, considering the candidate solar power plants. In this thesis, from the perspective of a central planner, a generation and transmission expansion plan has been determined that minimizes the system's operating and investment costs. Different approaches have been modeled and investigated. We use static approach for planning in one time period and dynamic approach for planning in several time periods. Factors such as the growth of the future demand of the network or the possible unavailability of the capacity of existing production units cause the development of production and transmission to be carried out in an environment with uncertainty, and such uncertainties must be modeled correctly. To do this, stochastic programming and robust optimization are used. In addition, by using the N-1 security criterion on transmission equipment, reliability will be considered in the generation and transmission expansion planning problem. In all cases studied, the power flow equations are modeled in the planning problem as DC.
The modeling done on the studied network is implemented in GAMS optimization software. The analysis of the results shows the ability of the robust optimization method in the combined planning of transmission and production. Also, in order to establish the N-1 reliability criterion, more candidate equipment will be considered in transmission network planning studies. Therefore, more cost is spent to secure the network for meeting the N-1 criterion.
