مدل سلامت سیستم قدرت با حضور نیروگاه های آبی جریانی
الموضوعات :
1 - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، واحد ارسنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، ارسنجان، ایران
الکلمات المفتاحية: جریان آب, رزرو بهره برداری, رزرو چرخان, عدم قطعیت, مدل سلامت, نیروگاه آبی جریانی,
ملخص المقالة :
انرژی های تجدیدپذیر به ویژه نیروگاه های آبی جریانی (ROR) به طور فزاینده ای برای تولید برق در سیستم های قدرت استفاده می شود. ماهیت نامطمئن و متناوب این نیروگاه ها از تغییر جریان آب ناشی می شود که منجر به ایجاد مشکلاتی در ترکیب آنها با سیستم های قدرت شده است. بنابراین، نیاز به رزرو بهره برداری در یک سیستم قدرت حاوی نیروگاه های آبی جریانی بزرگ یک چالش اصلی است که باید به درستی مورد توجه قرار گیرد. به این ترتیب، یک رویکرد تحلیلی برای مطالعات قابلیت اطمینان و تعیین رزرو چرخان کافی بر اساس مدل سلامت در طول بهره برداری سیستم ارائه می گردد. برای این منظور یک مدل قابلیت اطمینان جامع با در نظر گرفتن هر دو نرخ خرابی اجزای مرتبط و ماهیت عدم قطعیت جریان آب برای مطالعات بهره برداری این نیروگاه ها معرفی شده و یک مدل چند حالته برای این منابع بر اساس الگوریتم خوشه بندی C میانگین فازی (FCM) به‌دست می‌آید. این رویکرد نه تنها تعامل بین این انرژی‌ها و واحدهای متعارف را ارزیابی می‌کند، بلکه سهمی که نیروگاه‌های آبی جریانی می‌توانند در قابلیت حمل بار یک سیستم تولید برق داشته باشند را نیز تعیین می‌کند. دو سیستم تست قابلیت اطمینان شناخته شده، یعنی RBTS و IEEE-RTS در این مطالعه استفاده شده است. همچنین داده‌های جریان آب رودخانه شش‌پیر در استان فارس در ایران، برای نشان دادن اثربخشی مدل پیشنهادی مورد بررسی قرار می‌گیرند.
[1] B. Zeng, and J. Zhang, “Integrated Planning for Transition to Low-Carbon Distribution System With Renewable Energy Generation and Demand Response,” IEEE Trans. Power Systems, vol. 29, no. 3, pp. 1153-1165, May. 2014.
[2] M. Moeini-Aghtaie, A. Abbaspour, and M. Fotuhi-Firuzabad, “Incorporating large-scale distant wind farms in probabilistic transmission expansion planning—Part I: Theory and algorithm,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 27, no. 3, pp. 1585-1593, 2012.
[3] S. Kamalinia, L. Wu, and M. Shahidehpour, “Stochastic Midterm Coordination of Hydro and Natural Gas Flexibilities for Wind Energy Integration,” IEEE Trans. Sustainable Energy, vol. 5, no. 4, pp. 1070-1079, Oct. 2014.
[4] Q. Zhao, P. Wang, L. Goel, and Y. Ding, “Evaluation of nodal reliability risk in a deregulated power system with photovoltaic power penetration,” Generation, Transmission & Distribution, IET, vol. 8, no. 3, pp. 421-430, March. 2014.
[5] D. J. Burke, and M J. O’Malley “Maximizing Firm Wind Connection to Security Constrained Transmission Networks,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 25, no. 2, pp. 749-759, May. 2010.
[6] A. Ghaedi, A. Abbaspour, M. Fotuhi-Firuzabad, and M. Moeini-Aghtaie, “Toward a Comprehensive Model of Large-Scale DFIG-Based Wind Farms in Adequacy Assessment of Power Systems,” IEEE Trans. Sustainable Energy, vol. 5, no. 1, pp. 55-63, Jan. 2014.
[7] H. R. Teymour, D. Sutanto, K. M. Muttaqi, and P. Ciufo, “Solar PV and Battery Storage Integration using a New Configuration of a Three-Level NPC Inverter With Advanced Control Strategy,” IEEE Trans. Energy Conversion, vol. 29, no. 2, pp. 354-365, June. 2014.
[8] S. Lu, Y. Wu, S. Lou, and X. Yin, “A Model for Optimizing Spinning Reserve Requirement of Power System Under Low-Carbon Economy,” IEEE Trans. Sustainable Energy, vol. 5, no. 4, pp. 1048-1055, Oct. 2014.
[9] R. Doherty, and M. O’Malley, “A New Approach to Quantify Reserve Demand in Systems with Significant Installed Wind Capacity” IEEE Trans. On power system, vol. 20, no. 2, pp. 587-595, May. 2005.
[10] L. Siider, “Reserve Margin Planning in a Wind-Hydro-Thermal Power System” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 8, no. 2, pp. 564-571, May. 1993.
[11] M. A. Ortega-Vazquez, and D. S. Kirschen, “Estimating the Spinning Reserve Requirements in Systems with Significant Wind Power Generation Penetration” IEEE transaction on power system, vol. 24, no. 1, pp. 114-124, Feb. 2009.
[12] J. Wang, M. Shahidehpour, and Z. Li, “Security-Constrained Unit Commitment with Volatile Wind Power Generation” IEEE transaction on power system, vol. 23, no. 3, pp. 1319-1327, Aug. 2008.
[13] A. M. L. L. Da Silva, and W. S. Sales, “Long-Term Probabilistic Evaluation of Operating Reserve Requirements With Renewable Sources,” IEEE Trans. Power Systems, vol. 25, no. 1, pp. 106-116, Feb. 2010.
[14] R. Billinton, and B. Karki, “Unit Commitment Risk Analysis of Wind Integrated Power Systems,” IEEE Trans. Power Systems, vol. 24, no. 2, pp. 930-939, May. 2009.
[15] A. Nargeszar, A. Ghaedi, M. Nafar and M. Simab, “Reliability evaluation of the renewable energy-based microgrids considering resource variation”, IET Renewable Power Generation, vol. 17, no. 3, pp. 507-527, 2023.
[16] M.R. Negahdari, A. Ghaedi, M. Nafar and M. Simab, “Optimal planning of a microgrid containing tidal barrage equipped to the hydro-pumps”, IET Renewable Power Generation, vol. 17, no. 9, pp. 2215-2224, 2023.
[17] A. Ghaedi and H. Gorginpour, “Reliability evaluation of permanent magnet synchronous generator-based wind turbines considering wind speed variations”, Wind Energy, vol. 24, no. 11, pp. 1275-1293, 2021.
[18] A. Ghaedi and H. Gorginpour, “Spinning reserve scheduling in power systems containing wind and solar generations”, Electrical Engineering, vol. 103, pp. 2507–2526, 2021.
[19] A. Ghaedi and H. Gorginpour, “Reliability assessment of composite power systems containing sea wave slot-coned generators”, IET Renewable Power Generation, vol. 14, no. 16, pp.3172-3180, 2020.
[20] A. Ghaedi and M. Mirzadeh, “The impact of tidal height variation on the reliability of barrage-type tidal power plants”, International Transactions on Electrical Energy Systems, vol. 30, no. 9, 2020.
[21] M. Mirzadeh, M. Simab and A. Ghaedi, “Reliability Modeling of Reservoir-Based Tidal Power Plants for Determination of Spinning Reserve in Renewable Energy-based Power Systems”, Electric Power Components and Systems, vol. 47, no. 16-17, pp. 1534-1550, 2019.
[22] M. Mirzadeh, M. Simab and A. Ghaedi, “Adequacy studies of power systems with barrage-type tidal power plants”, IET Renewable Power Generation, vol. 13, no. 14, pp. 2612-2622, 2019.
[23] E. Khalilzadeh, M. Fotuhi-Firuzabad, and A. Ghaedi, “Reliability Modeling of Run-Of the-River Power Plants in Power System Adequacy Studies,” IEEE Trans. Sustainable Energy, vol. 5, no. 4, pp. 1278-1286, Oct. 2014.
[24] R. L. Cannon, V. D. Jitendra, and J. C. Bezdek, “Efficient Implementation of the Fuzzy c-Means Clustering Algorithms,” IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 8, no. 2, pp. 248-255, March. 1986.
[25] R. Billinton, and R. N. Allan, “Reliability Evaluation of Engineering Systems”, plenum press, second edition, London, 1992.
[26] R. Billinton, and S. Kumar, “A Reliability Test System for Educational Purposes-Basic Data,” Power Engineering Review, IEEE, vol. 9, no. 8, pp. 67-68, Aug. 1989.
[27] Reliability Test System Task Force of the Application of Probability Methods subcommittee, “IEEE reliability test system,” IEEE Trans. Power App. Syst., vol. 98, no. 6, pp. 2047–2054, Dec. 1979
