برنامه‌ریزی هم‌زمان انرژی و ذخیره کنترل فرکانس اولیه در سیستم قدرت با ملاحظه اثر خودتنظیمی بار

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان - دانشکده فنی و مهندسی

2 شرکت توزیع نیروی برق جنوب استان کرمان

چکیده

یک سیستم قدرت دائماً در معرض رخداد حوادثی نظیر تغییرات ناگهانی بار و یا خروج واحدهای نیروگاهی قرار دارد. این حوادث سبب نامتعادلی در عرضه و تقاضای توان اکتیو و درنتیجه انحراف فرکانس سیستم می‌شود. خدمات جانبی کنترل فرکانس به‌منظور مقابله با این اثر نامطلوب در سرتاسر سیستم قدرت پیش‌بینی می‌گردند. این خدمت، طی برگزاری یک حراج توسط مدیر بازار تأمین می‌شود. در پژوهش‌های اخیر بـرتـری شیوه حراج هم‌زمان انرژی و خدمات جانبی کنترل فرکانس نسبت به حراج متوالی به اثبات رسیده است. این مقاله، ساختار مسئله بهینه‌سازی حراج هم‌زمان انرژی و خدمات کنترل فرکانس را مورد مطالعه قرار داده و دسته‌ای از نامعادلات خطی را جهت شناسایی آرایش‌های ناموجه فروشندگان انرژی و خدمات معرفی می‌کند. علاوه بر این، محدودیت تراکم خطوط انتقال و همچنین اثر خودتنظیمی بار را نیز در ساختار مسئله بهینه‌سازی حراج هم‌زمان مورد توجه قرار می‌دهد. مسئله بهینه‌سازی مزبور یک مسئله غیر خطی آمیخته با اعداد صحیح بوده که جهت حل آن از بسته‌های نرم‌افزاری GAMS و MATLAB استفاده می‌شود. در پایان نیز روش ارائه‌شده بر روی یک سیستم 39 شینه شبیه‌سازی گردیده است. نتایج ارائه‌شده نشان از دقت و کارایی روش پیشنهادی دارد. در این بررسی، مدل بازار مشابه بازار ایران به‌صورت پرداخت بر اساس پیشنهاد است.

کلیدواژه‌ها


   [1]      مصطفی رجبی مشهدی، برنامه‌ریزی هم‌زمان انرژی و ذخیره کنترل فرکانس اولیه با در نظر گرفتن قابلیت‌های فنی و محدودیت‌های واقعی واحدهای نیروگاهی، رساله دکتری مهندسی برق قدرت، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، 1389.
   [2]      A.J. Wood, and B.F. Wollenberg, Power Generation Operation and Control, Wiley Publishing, 1996.
   [3]      R.J. Koessler, J.W. Feltes, and J.R. Willis, “A methodology for management of spinning reserves requirements,” IEEE Power Eng., vol. 1, pp. 584-589, 1999.
   [4]      R. Raineri, S. Rios, D. Schiele, “Technical and economic aspects of ancillary services markets in the electric power industry: an international comparison,” Energy Policy, vol. 34, pp. 1540-1555, 2006.
   [5]      J.F. Restrepo, and F.D. Galiana, “Unit commitment with primary frequency regulation constraints,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 20,  no. 4, pp. 1836-1843, 2005.
   [6]      F.D. Galiana, F. Bouffard, J.M. Arroyo, and J.F. Restrepo, “Scheduling and pricing of coupled energy and primary, secondary and tertiary reserves,” Proceedings of the IEEE, vol. 93, no. 11, pp. 1970-1984, 2005.
   [7]      مصطفی رجبی مشهدی، «برنامه‌ریزی هم‌زمان انرژی و ذخیره کنترل فرکانس اولیه با لحاظ کردن قابلیت‌های فنی واحدهای نیروگاهی پیشرفته»، مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران، سال ششم، شماره دوم، 1391.
   [8]      مصطفی رجبی مشهدی، «بررسی و تحلیل اثر استفاده از نرخ بارگیری سریع به‌منظور تأمین ذخیره اولیه بر قیمت برق و نوسانات آن»، مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران، سال نهم، شماره دوم، صفحات 48-39، 1392.
   [9]      M.R. Mashhadi, M.H. Javidi, and M.S. Ghazizadeh, “The impacts of capabilities and constraints of generating unit on simultaneous scheduling of energy and primary reserve,” Electr. Eng., vol. 93, no. 1, pp. 117–126, 2012.
[10]      J.W. O’Sullivan, and M.J. O’Malley, “A new methodology for  the provision of reserve in an isolated power system,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 14, no. 2, pp. 519-523, 1999.
[11]      K.A. Papadogiannis, and N.D. Hatziagyriou, “Optimal allocation of primary reserve services in energy markets,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 19, no. 1, pp. 519-523, 2004.
[12]      J. Restrepo, Unit Commitment With Primary Frequency Regulation Constraints in Electric Power System, Ph.D. Thesis, McGill University, Montreal, Canada, 2005.
[13]      F. Aminifar, A. Khodaei, “A novel unit commitment approach considering transmission constraints,” 15th ICEE Proceedings, Sharif University of Technology, Tehran, Iran, 2007.
[14]      C.L. Tseng, S.S. Oren, C.S. Cheng, C. Li, A.J. Svoboda, and R.B. Johnson, “A transmission-constrained unit commitment method in power system scheduling,” Decision Support Systems, vol. 24, pp. 297-310, 1999.
[15]      M. Pourakbari-Kasmaei, M. Rashidi-Nejad, and A. Abdollahi, “A novel unit commitment technique considering prohibited operating zones,” Journal of Applied Science, vol. 9, no. 16, pp. 2962-2968, 2009.
[16]      R. Navarro, Dynamic Load Models for Power Systems, Ph.D. Thesis, Lund University, Sweden, 2002.
[17]      R.E. Rosenthal, GAMS: A User's Guide, GAMS Development Corporation, Washington, DC, USA, 2011.
[18]      D. Chattopadhyay, “Application of general algebraic modeling system to power system optimization,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 14, no. 1, pp. 15-22, 1999.
[19]      M. Rouholamini, M. Rashidinejad, and S. Esmaeili, “A new methodology to solve joint energy and primary reserve scheduling,” Journal of technology and optimization, vol. 3, no. 2, pp. 139-147, 2013.
[20]      D. Zimmerma, E. Murillo-Sanchez, Available online at: http://www.pserc.cornell.edu/matpower/, 2011.
[21]      M. Esmaili, H.A. Shayanfar, and N. Amjady, “Congestion management considering voltage security of power systems,” Energy Conversion and Management, vol. 50, pp. 2562–2569, 2009.