برنامه‌ريزي تصادفي نيروگاه‌هاي بادي و آبي در برنامه‌ريزي توسعه سيستم توليد انرژي الكتريكي بر اساس قابليت اطمينان

Reliability Based Stochastic Generation Expansion Planning With Wind and Hydro Units

در اين مقاله برنامه‌ريزي توسعه سيستم توليد انرژي الكتريكي با مشاركت نيروگاه‌هاي حرارتي، بادي و آبي بررسي شده‌ است. مدل چندسطحي براي بار الكتريكي، نيروگاه‌هاي بادي و آبي معرفي شده‌است و به اين ترتيب با كاهش تعداد سناريوها، ارزيابي قابليت اطمينان با در نظر گرفتن عدم قطعيت در نيروگاه‌هاي بادي و آبي در برنامه‌ريزي تصادفي لحاظ شده‌است. زمان بازيابي توليد از دست رفته در روابط مسأله در نظر گرفته شده و به اين ترتيب، مشاركت نيروگاه‌هاي با پاسخ سريع‌تر مانند نيروگاه‌هاي آبي و گازي جهت بازيابي سريع توليد تعيين شده‌است. مسأله به روش تجزيه بندرز حل شده و تاثير جريمه آلودگي محيطي و سطح مورد انتظار قابليت اطمينان در مشاركت نيروگاه‌هاي بادي و آبي لحاظ شده‌ است. با تعيين ظرفيت بهينه واحدهاي بادي و آبي و كاهش مشاركت واحدهاي حرارتي علاوه بر كاهش آلودگي محيطي، هزينه كل توسعه سيستم توليد كاهش يافته است. روش ارائه شده براي شبكه 24 شينه IEEE اجرا شده و كارايي آن در تعيين ظرفيت بهينه نيروگاه‌هاي مختلف براي تامين بار پيش بيني شده نشان داده شده‌ است.

Abstract: In this paper, generation expansion planning is considered with integration of wind and hydroelectric generating units. Multi-state models are introduced for electrical load, wind farms and hydroelectric power plants. Reliability evaluation is considered in the presence of wind and hydro units in a stochastic programming problem. Recovering time of generation outages is taken into account. In this way, optimal capacities of fast response units such as gas and hydro units are determined. A bender decomposition method is utilized, the impacts of reliability level and emission penalties are taken into account on wind and hydro powers integration. Total cost and pollution level are decreased with increasing wind and hydro powers and decreasing thermal power. The proposed method is applied ti IEEE 24-bus reliability test system and its performance is demonstrated by determining optimal combination of generation units for supplying the forecasted load.