توسعه ی روش مارکوف برای در نظر گرفتن اثر سایه در ارزیابی قابلیت اطمینان مزارع بادی با آرایش منظم

با افزایش ضریب نفوذ نیروگاه های بادی بزرگ و کوچک در سیستم های قدرت امروزی، مطالعه ی تأثیر آن ها بر شاخص های قابلیت اطمینان سیستم، از اهمیت ویژه ای برخوردار می گردد. عوامل گوناگونی از قبیل الگوی وزش باد، تکنولوژی ساخت توربین و نحوه ی آرایش توربین ها در یک مزرعه ی بادی، بر میزان تولید و در نتیجه بر شاخص های قابلیت اطمینان، تأثیر مستقیم دارند. سرعت باد در پشت پره های توربین های بادی کاهش یافته و جریان هوا متلاطم می شود که بر تولید توربین های پایین دست اثر می گذارد. این پدیده را اثر سایه می نامند. توربین های یک مزرعه ی بادی، به دلایل مختلف از جمله محدودیت زمین، سهولت در دسترسی و تعمیرات، و کابل کشی ساده تر برای سیستم جمع کننده ی توان، معمولا به صورت منظم در قالب چند ردیف و ستون چیده می شوند. اثر سایه ی توربین های نصب شده در ردیف های بالادست، منجر به کاهش توان تولیدی توربین های پایین دست می شود. در نتیجه باید در محاسبه ی شاخص های قابلیت اطمینان سیستم قدرت، مدّ نظر قرار گیرد. پدیده ی اثر سایه در مطالعات قابلیت اطمینان مزارع بادی در اکثر مراجع در نظر گرفته نشده است. برخی از مراجع نیز این پدیده را با استفاده از روش های شبیه سازی تصادفی که زمان بر بوده و نیازمند اطلاعات طولانی مدت الگوی وزش باد در سایت مورد نظر می باشند، مدل نموده و در محاسبه ی شاخص های قابلیت اطمینان در نظر گرفته اند. در این پایان نامه، با توسعه ی روش فراوانی و تداوم مارکوف که روشی تحلیلی است، مزارع بادی با آرایش منظم، با در نظر گرفتن اثر سایه هم چون یک واحد تولید چند حالته مدل می شوند و احتمال، فراوانی رخداد و نرخ خروج از هر حالت بر اساس ویژگی های الگوی وزش باد و نرخ خروج ظرفیت توربین ها بدست می آید. در این راستا در روش پیشنهادی، مشکل ابعاد بزرگ مسئله با استفاده از تکنیک های ذخیره سازی ماتریس های تنک، حل می شود. سپس با اضافه کردن تک تک واحدهای نیروگاهی به مدل مزرعه ی بادی به روش بازگشتی، مدل کامل تولید سیستم قدرت تشکیل می شود. با استفاده از این مدل، شاخص های کفایت سیستم از جمله lole، lolf، lold و شاخص انرژی eens قابل محاسبه خواهد بود. از مزیّت های این روش، می توان به سرعت پاسخ آن نسبت به روش های شبیه سازی، عدم نیاز به داده های طولانی مدت سرعت باد و سازگاری آن با روش های ارزیابی قابلیت اطمینان واحدهای متداول موجود در شبکه، اشاره نمود. صحت و کارآیی روش پیشنهادی در شبکه ی تست rbts اصلاح شده، برآورد شده است.