بکارگیری قابلیت نرخ بارگیری چندگانه واحدهای نیروگاهی در برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی اولیه

ذخیره ی کنترل فرکانس اولیه مهمترین و سریعترین نوع ذخیره ی واحدهای نیروگاهی برای حفظ فرکانس در محدوده ی مجاز و در پاسخ به اغتشاشات ناگهانی در یک سیستم قدرت است. بکارگیری ذخیره ی اولیه بر خلاف سایر ذخیره های جانبی به انحراف فرکانس سیستم از مقدار نامی وابسته است. ذخیره ی اولیه ی بکارگرفته شده توسط هر واحد در صورت بروز یک حاثه و عدم تعادل بین تولید و مصرف مطابق با مشخصه گاورنر دروپ واحد و متناسب با انحراف فرکانس از مقدار نامی افزایش یافته و با میزان نرخ بارگیری و یا حداکثر تولید مجاز برای مشارکت در کنترل فرکانس محدود می گردد. از این رو، افزایش نرخ بارگیری واحدهای نیروگاهی منجر به افزایش ذخیره ی اولیه در دسترس آن ها خواهد شد. افزایش نرخ بارگیری منجر به افزایش استهلاک و تحمیل هزینه به بهره بردار واحد نیروگاهی شده، اما در صورتی که هزینه های ناشی از این افزایش جبران شود، می توان انتظار داشت بهره بردار نرخ بارگیری واحد را افزایش دهد. هزینه بردار بودن تأمین ذخیره های کنترل فرکانس برای بهره بردار شبکه، لزوم برنامه ریزی بهینه آن ها را روشن می کند. برنامه ریزی انرژی و خدمات ذخیره تاکنون به دو روش برنامه ریزی همزمان و برنامه ریزی متوالی انجام شده که برنامه ریزی همزمان دارای مزایای بیشتری می باشد. در این پایان نامه برای اولین بار قابلیت بکارگیری نرخ بارگیری چندگانه توسط واحدهای نیروگاهی معرفی شده است. با استفاده از این قابلیت بهره بردار مستقل برای تأمین معیارهای قابلیت اطمینان شبکه در برنامه ریزی ساعتی انرژی و ذخیره اولیه، می تواند هر یک از این نرخ های بارگیری را انتخاب کند. قابلیت بکارگیری نرخ بارگیری چندگانه واحدهای نیروگاهی در فرمول بندی مسأله برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره ی اولیه لحاظ شده است. مسأله غیرخطی معرفی شده با استفاده از یک روش ابتکاری خطی شده و با استفاده از نرم افزار gams در حالت های متعددی شبیه سازی شده است. شبیه سازی در سناریوهای مختلف قیمت دهی واحدهای نیروگاهی برای بکارگیری نرخ بارگیری چندگانه نشان می دهد که استفاده از این قابلیت منجر به کاهش قیمت انرژی و نوسانات آن می شود. همچنین شبیه سازی در بارهای مختلف نشان می دهد که استفاده از نرخ بارگیری چندگانه واحدهای نیروگاهی در بارهای کم ضروری به نظر نمی رسد. اما در بارهای پیک بدون استفاده از این قابلیت رسیدن به جواب ممکن برای مسأله برنامه ریزی انرژی و ذخیره ی اولیه ممکن نیست. تأثیر بکارگیری قابلیت نرخ بارگیری چندگانه واحدهای نیروگاهی برای مقابله با عدم قطعیت نفوذ گسترده ی توان باد در شبکه نیز بررسی شده است. نتایج شبیه سازی بر روی یک سیستم نمونه نشان می دهد که با استفاده از نرخ بارگیری سریع واحدهای نیروگاهی می توان نوسانات فرکانس ناشی از عدم قطعیت تولید واحدهای بادی را در محدوده مجاز نگه داشت و همچنین محدوده ی مجاز اتصال واحدهای بادی به شبکه را افزایش داد. اثر بکارگیری قابلیت نرخ بارگیری چندگانه در محیط شبکه های هوشمند و در حضور خودروهای برقی متصل به شبکه نیز در این پایان نامه بررسی شده است. خودروهای برقی به دلیل سرعت بالای پاسخگویی خدمات ذخیره ی اولیه را با مرغوبیت بیشتری نسبت به واحدهای موجود می توانند ارائه دهند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان که خودروهای برقی قابلیت فراهم کردن میزان قابل توجهی از نیاز ذخیره اولیه و بار پیک شبکه را دارند و استفاده هر چه بیشتر از آن ها منجر به کاهش در هزینه بهره برداری شبکه می شود.