For Better Performance Please Use Chrome or Firefox Web Browser

J. Mirjalili

Grade: 
Master

Thesis Tilte: Operation of dispatchable sources, energy storage systems and controllable loads in a virtual power plant considering renewable resources uncertainty

Abstract: In recent years, due to the economic and environmental problems, the integration of distributed energy resources, especially renewable energy resources, has been increased in the power systems. The uncertainty of renewable energy resources and their low capacity, have made them unable to participate in electricity markets. In the past, distributed generation resources were operated independent of the system operator which lead to reduced efficiency of the power system, and impose more cost to customers for energy. Therefor, the concept of Virtual power plant has been created to increase visibility and control of distributed energy resources, so that it can link the distributed energy resources with the electricity markets and the system operator, by establishing an appropriate structure. Virtual power plant make distributed energy resources visible in the power system by aggregating their capacity, using Telecommunication channels and creating technical and economic scheming. Virtual power plant defines different optimization problems in order to plan and control its elements for participation in the energy and ancillary services markets. In this thesis, we first introduce various aspects of the power plant, the necessity of its establishment and expressing its different types. Then, we model the elements of a typical virtual power plant, including distributed generation sources, renewable energy resources, energy storage, and controllable and uncontrollable loads. Then, an optimization problem is proposed to dispatch controllable sources in real time so that changes in renewable energy resources and electrical loads are compensated and virtual power plant can execute its contracts. We also introduce models for the day ahead and balance markets and expand our model to a bi-level optimization problem. In summary, we study the operation of a virtual power plant in order to participate in energy markets while the models of day ahead and balance markets are considered.

 

عنوان پایان نامه: بهره‌برداری منابع قابل کنترل، ذخیره‌سازهای انرژی و بارهای قابل کنترل در یک نیروگاه مجازی با درنظرگرفتن عدم قطعیت منابع تجدیدپذیر

چکیده: امروزه با توجه به مسائل اقتصادی و زیست محیطی حضور منابع تولید پراکنده به خصوص از نوع تجدیدپذیر در سیستم قدرت، افزایش یافته است. غیر قابل پیش‌بینی بودن و کوچک بودن میزان تولید این دسته از منابع تولید باعث عدم توانایی آن‌ها در شرکت در بازار برق شده است. در گذشته منابع تولید پراکنده مستقل از اپراتور شبکه به کار در سیستم قدرت می‌پرداختند مسلما چنین رویه‌ای بازده سراسری سیستم قدرت را کاهش خواهد داد و به موجب آن مشتریان برای دریافت انرژی، هزینه بیشتری را متحمل خواهند شد. بنابراین مفهوم نیروگاه مجازی برای افزایش رویت‌پذیری و کنترل منابع تولید پراکنده به وجود آمده است تا با ایجاد ساختار مناسب بتواند رابطی بین منابع تولید پراکنده با بازار برق و اپراتور سیستم باشد. نیروگاه مجازی با تجمیع منابع انرژی پراکنده شامل منابع تولید پراکنده، منابع تولید تجدیدپذیر، ذخیره ­سازهای انرژی، بارهای قابل کنترل، خودروهای الکتریکی، منابع تولید همزمان توان و حرارت و دیگر عناصر پراکنده به کمک ابزار ارسال اطلاعات و ایجاد یک برنامه­ ریزی فنی و اقتصادی مناسب، به رویت ­پذیری عناصر پراکنده در سطح شبکه توزیع می ­پردازد. نیروگاه مجازی با تعریف مسائل بهینه ­سازی مختلف می­ تواند به برنامه­ ریزی و کنترل عناصر خود برای مشارکت در بازارهای انرژی و خدمات جانبی بپردازد. در این پایان ­نامه ابتدا به معرفی جنبه ­های مختلف نیروگاه مجازی، ضرورت تشکیل و بیان انواع آن می­ پردازیم. در ادامه به مدل‌سازی عناصر نیروگاه مجازی شامل منابع تولید پراکنده، منابع تولید تجدیدپذیر، ذخیره ­سازهای انرژی و بارهای غیرقابل کنترل و قابل کنترل می ­پردازیم. سپس با ارائه یک مسئله بهینه­ سازی، منابع قابل کنترل در لحظه حقیقی به نحوی کنترل می­ شوند که تغییرات منابع تولید تجدیدپذیر و بارهای الکتریکی نسبت به مقادیر پیش­ بینی شده جبران‌سازی شده تا نیروگاه مجازی بتواند بر اساس قراردادهای خود عمل کند. در ادامه با معرفی مدل بازار تعادل برنامه ­ریزی لحظه ­ای نیروگاه مجازی به نحوی گسترش داده می ­شود که نیروگاه مجازی با استفاده از یک مسئله بهینه­ سازی دو سطحی به مشارکت در بازار تعادل نیز می­ پردازد. از آنجایی که قبل از انجام برنامه­ ریزی لحظه ­ای وجود یک برنامه ­ریزی کوتاه مدت مانند برنامه ­ریزی روز بعد ضروری می ­باشد، در ادامه با ارائه یک مدل بازار روز بعد و ایجاد یک مسئله بهینه­ سازی دو سطحی مشارکت نیروگاه مجازی در بازار روز بعد برنامه­ ریزی می­ شود و در نهایت مشارکت در بازار روز بعد و بازار تعادل به صورت یک مسئله بهینه­ سازی دو سطحی و سه مرحله­ ای انجام می­ گیرد.