برنامه ريزي توسعه ديناميكي سيستم هاي چندحاملي انرژي با در نظر گرفتن تأثير شبكه انتقال انرژي الكتريكي

Expansion Planning of Multi-Carrier Energy System Considering Electrical Transmission Network Effects

در اين مقاله، مدل جديدي به منظور برنامه‌ريزي توسعه ديناميك منابع توليد برق و حرارت و شبكه انتقال برق در سيستم‌هاي چندحاملي انرژي ارائه مي‌شود. در مدل پيشنهادي ظرفيت بهينه و مكان نصب منابع توليد به همراه خطوط انتقال برق در يك افق زماني بلند مدت تعيين مي‌گردد. مسئله بهينه‌سازي موردنظر با هدف حداقل كردن هزينه‌هاي بهره‌برداري و سرمايه‌گذاري سيستم‌ چند حاملي انرژي در قالب يك مسئله برنامه‌ريزي خطي - صحيح آميخته فرمول بندي شده و به كمك الگوريتم‌هاي رياضي حل مي‌شود. تأثير تلفات شبكه انتقال برق بر برنامه‌ريزي توسعه با حضور واحدهاي توليد همزمان حرارت و برق (CHP) و كوره‌حرارتي در شبكه‌اي بهم‌پيوسته شامل هاب‌هاي انرژي مختلف مطالعه مي‌شود. به منظور ارزيابي عملكرد مدل پيشنهادي از معيارهايي همچون تلفات شبكه انتقال، بازده كلي سيستم، قابليت اطمينان در تأمين انرژي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي استفاده شده‌است. مطالعات عددي حاكي از نقش مهم تلفات سيستم انتقال برق در سرمايه‌گذاري منابع توليد و انتقال و هم‌چنين هزينه بهره‌برداري از واحدهاي توليد برق و حرارت است.

In this paper, a novel model is proposed to solve dynamic expansion planning of resources and electrical transmission network in multi carrier energy systems. In the proposed model, optimal capacity and sitting of generation resources as well as new electrical transmission lines are determined for a multi-year horizon. The considered optimization problem aiming at minimizing the total operation and capital costs is formulated as a mixed integer linear program (MILP) model and then is solved by mathematical method. Impacts of modeling of electrical transmission network on expansion planning in the presence of combined heat and power (CHP) and thermal furnaces are investigated in an integrated system consisting of various multi carriers. Network losses, overall system efficiency and system reliability are used as metrics to analysis performance of the proposed model. Simulation results confirm that the way for modeling of electric network has important influence on expansion of resources as well as operation costs of CHP.