Saeed Khanbabapour

Dissertation Title: Synchronous DG Planning for Isfahan Regional Electricity Company

Abstract: Investment restrictions on large centralized power plants and the technical and economic problems associated with the transfer of large volumes of power over long distances have led to the expansion of distributed resources in the world's electricity grids. Due to numerous technical, economic and environmental benefits of distributed resources, in recent years, the policies and plans of Ministry of Energy, Regional Electricity Companies and Distribution Companies have been focused on the development of these resources. For this purpose, the objectives defined in this project are to determine the optimal location and capacity of distributed resources at 20 kV buses of the sub-transmission substations in Isfahan Regional Electricity Company. Regarding the location of distributed resources in the problem at the boundary between distribution and sub-transmission networks, the positive and negative effects of the addition of distributed resources will mainly be attributed to sub-transmission and transmission networks. Thus, the objective functions defined in the optimal planning problem are aimed to maximize the benefits for Isfahan Regional Electricity by improving the performance indicators of the sub-transmission and transmission networks under the management of the company. The definition of the problem is based on a new perspective on distributed resource planning. In this perspective, the installation of distributed resources is performed to improve the performance of high voltage networks. In addition, given that distributed resources belong to private sector investors, it is necessary to allocate the maximum possible capacity for distributed resources to 20 kV buses without imposing to Electricity Company such costs as replacing the breakers or protective systems by installing these resources. Depending on the objectives defined, the planning problem including the objective functions, constraints and decision variables is defined and then solved for Isfahan Regional Electricity Network. The profits of reducing network energy loss and the release of capacity of transmission and sub-transmission lines and transformers are the most important components of the objective function of the planning problem. Subsequently, this planning model is also modified for distributed resources installed on 20 kV feeders and the associated planning model is implemented on a 20 kV sample feeder. In addition, a distributed resources planning model for circular distribution networks that are future networks in smart grids is presented. Its objective function, in addition to network performance indicators, is composed of the indicators related to the operation of over-current directional protection and anti-islanding protection. This model is also implemented for a test network and its results are discussed.

عنوان رساله: برنامه‌ریزی نصب منابع پراکنده سنکرون در شبکه برق اصفهان

چکیده: محدودیت‌های سرمایه‌گذاری روی نیروگاه‌های متمرکز بزرگ و مشکلات فنی و اقتصادی مربوط به انتقال مقادیر بزرگ توان روی مسافت‌های طولانی موجب گسترش منابع پراکنده در شبکه‌های برق دنیا شده است. بواسطه‌ی مزایای فراوان فنی، اقتصادی و زیست محیطی منابع پراکنده، در سال‌های اخیر سیاست‌ها و برنامه‌ریزی‌های وزارت نیرو، شرکت‌های برق منطقه‌ای و شرکت‌های توزیع به توسعه این منابع معطوف شده است. به همین منظور از اهداف تعریف شده در این پروژه، تعیین مکان و ظرفیت مناسب برای نصب منابع پراکنده در باس‌های 20 کیلوولت پست‌های فوق توزیع برق منطقه‌ای اصفهان است. با توجه به محل نصب منابع پراکنده در مسئله مورد نظر که در مرز بین شبکه‌های توزیع و فوق توزیع است، اثرات مثبت و منفی اضافه شدن منابع پراکنده عمدتاً متوجه شبکه‌های فوق توزیع و انتقال خواهد بود. به همین علت توابع هدف تعریف شده در مسئله‌ی برنامه‌ریزی بهینه، به دنبال حداکثر کردن منافع حاصله برای برق منطقه‌ای اصفهان از طریق بهبود شاخص‌های عملکردی متناظر با شبکه‌های فوق توزیع و انتقال تحت مدیریت این شرکت است. تعریف مسئله بر مبنای دیدگاه جدیدی نسبت به برنامه‌ریزی نصب منابع پراکنده است. در این دیدگاه نصب منابع پراکنده برای بهبود عملکرد شبکه‌های ولتاژ زیاد انجام می‌شود. به علاوه با توجه به اینکه منابع پراکنده متعلق به سرمایه‌گذاران بخش خصوصی هستند، لازم است حداکثر ظرفیت ممکن منابع پراکنده به باس‌های 20 کیلوولت اختصاص داده شود بدون اینکه با نصب این منابع هزینه‌هایی همچون جایگزینی کلیدها یا سیستم‌های حفاظتی به شرکت برق تحمیل شود. متناسب با اهداف تعریف شده، مسئله برنامه‌ریزی شامل توابع هدف، قیود و متغیرهای کنترلی تعریف و برای شبکه برق منطقه‌ای اصفهان حل می‌شود. سود حاصل از کاهش تلفات شبکه و آزاد شدن ظرفیت خطوط و ترانسفورماتورهای شبکه، از مهم‌ترین مؤلفه‌های تابع هدف مسئله برنامه‌ریزی هستند. در ادامه این مدل برنامه‌ریزی برای منابع پراکنده‌ای که روی فیدرهای 20 کیلوولت نصب می‌شوند نیز اصلاح و مدل برنامه‌ریزی مرتبط روی یک فیدر نمونه 20 کیلوولت اجرا شد. به علاوه یک مدل برنامه‌ریزی نصب منابع پراکنده برای شبکه‌های توزیع حلقوی که شبکه‌های آینده در شبکه‌های هوشمند هستند، ارائه شده است که در تابع هدف آن علاوه بر شاخص‌های عملکرد شبکه، شاخص‌های مربوط به عملکرد حفاظت جریان زیاد جهتی و حفاظت ضد جزیره‌ای نیز در نظر گرفته می‌شوند. این مدل نیز برای یک شبکه تست اجرا و نتایج آن مورد بحث قرار گرفته است.