مدل مناسب نیروگاه های تجدیدپذیر با خروجی متغیر
مدل مناسب نیروگاه های تجدیدپذیر
محورهای موضوعی : مهندسی برق- قدرت
1 - دانشکده مهندسي برق- واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ايران
کلید واژه: نیروگاه های تجدیدپذیر, مدل مناسب, خروجی متغیر, تکنیک های خوشه بندی,
چکیده مقاله :
امروزه به دلایل مختلف شبکههای برق از نیروگاههای تجدیدپذیر بهره میبرند. از جمله این دلایل میتوان به مشکلات زیست محیطی سوختهای فسیلی و نگرانی از پایان یافتن منابع آنها اشاره نمود. نیروگاههای تجدیدپذیری که تاکنون به منظور تولید برق مورد استفاده قرار گرفتهاند عبارتند از نیروگاههای بادی، فتوولتاییک، جزرومدی، مواج، حرارتی اقیانوسو آبی جریانی. در این نیروگاهها به دلیل تغییر سرعت باد، شدت تابش خورشید، ارتفاع جزرومد و سرعت جریانهای جزرومدی، ارتفاع و دوره تناوب امواج، دمای سطح اقیانوس و دبی آب رودخانه، توان خروجی آنها متغیر است. در مطالعات مختلفی که به منظور تحلیل اقتصادی، برنامهریزی و بهرهبرداری شبکههای برق با حضور انواع مختلف نیروگاههای تجدیدپذیر انجام میشود لازم است مدل مناسبی برای این نیروگاهها به دست آورده شود. به دلیل تغییر منابع انرژی تجدیدپذیر در طول زمان، توان خروجی این نیروگاهها نیز در طول زمان متغیر بوده و برای انجام مطالعات مختلف نمیتوان از این مدل با تغییرات زیاد در طول زمان استفاده کرد. بر همین اساس در این مقاله به کمک یک روش خوشهبندی مناسب تعداد حالتهای توان خروجی در این نیروگاهها کاهش داده میشود و یک مدل مناسب برای این نیروگاهها ارائه میشود. به منظور رسیدن به مدل مناسب از نیروگاههای تجدیدپذیر با خروجی متغیر، تکنیکهای مختلف خوشهبندی با هم مقایسه شدهاند و از بین این روشها، روش خوشهبندی فازی انتخاب شده است.
Today, power grids are using renewable power plants for various reasons. Among these reasons are the environmental problems of fossil fuels and concerns about the depletion of their resources. Renewable power plants that have been used to generate electricity so far include wind, photovoltaic, tidal, wave, ocean thermal, and hydropower plants. In these power plants, their output power varies due to changes in wind speed, solar radiation intensity, tidal height and tidal current speed, wave height and period, ocean surface temperature, and river water discharge. In various studies conducted for the economic analysis, planning, and operation of power grids with the presence of various types of renewable power plants, it is necessary to obtain a suitable model for these power plants. Due to the change in renewable energy sources over time, the output power of these power plants also varies over time, and this model cannot be used for conducting various studies with large changes over time. Accordingly, in this paper, with the help of a suitable clustering method, the number of output power states in these power plants is reduced and a suitable model for these power plants is presented. In order to reach a suitable model of renewable power plants with variable output, different clustering techniques have been compared and among these methods, the fuzzy clustering method has been selected.
[1] Gundolf Dany, “Power Reserve in Interconnected Systems with High Wind Power Production” IEEE Porto Power Tech Conference, 10-13 September, Porto, Portugal, 2001.
[2] Ahmad Salehi Dobakhshari, Mahmud Fotuhi-Firuzabad, “A Reliability Model of Large Wind Farms for Power System Adequacy Studies” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol 24, no. 3, September 2009.
[3] Rajesh Karki, Po Hu, Roy Billinton, “A Simplified Wind Power Generation Model for Reliability Evaluation” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol. 21, no. 2, June 2006.
[4] R. Karki, P. Hu and R. Billinton, “Reliability Evaluation of a Wind Power Delivery Ststem Using an Approximated Wind Model” Universities Power Engineering Conferences, UPEC 2006.
[5] R. Karki, P. Hu, R. Billinton, “Adequacy Criteria and Methods for Wind Power Transmission Planning” Power & Energy Society General Meeting. PES 2009 .
[6] François Vallée, Jacques Lobry, Olivier Deblecker, “Impact of the Wind Geographical Correlation Level for Reliability Studies” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, no. 4, November 2007.
[7] Yi. Gao, Roy Billinton, Rajesh Karki, “Composite Generation and Transmission System Reliability Evaluation Incorporating Two Wind Energy Facilities Considering Wind Speed Correlation” North American Power Symposium, NAPS 2008.
[8] M. R. Haghifam, M. Omidvar, “Wind Farm Modeling in Reliability Assessment of Power System” 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm, Sweden – pp. 11-15, June 2006.
[9] Rajesh Karki, “Reliability and Cost Evaluation of Small Isolated Power System Containing Photovoltaic and Wind Energy”, PhD Thesis, University of Saskatchewan, Saskatoon, April, 2000.
[10] Roy Billinton, Rajesh Karki, “Capacity Expansion of Small Isolated Power Systems Using PV and Wind Energy”, IEEE Transaction on Powr Systems, Vol. 16, no. 4, November 2001.
[11] R. Billinton, R. Karki, “Maintaining Supply Reliability of Small Isolated Power Systems Using Renewable Energy” IEE proc-Gener, Transm, Distrib, Vol. 148, no. 6, November 2001.
[12] Rajesh Karki, Roy Billinton, “Reliability/Cost Implications of PV and Wind Energy Utilization in Small Isolated Power Systems” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol. 16, no. 4, December 2001.
[13] R. Billinton, Bagen, “A Sequential Simulation Method for the Generating Capacty Adequacy Evaluation of Small Stand-alone Wind Energy Conversion Systems” IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, 2002
[14] X. Liu, S. Islam, “Reliability Evaluation of a Wind-Diesel Hybrid Power System with Battery Bank Using Discrete Wind Speed Frame Analysis” 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm, Sweden , pp. 11-15, June 2006
[15] Xu. Liu, S. Islam, A. Chowdhury, D.O Koval, “Reliability evaluation of a wind-diesel-battery hybrid power system” Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference. ICPS 2008
[16] Bagen, R. Billinton, “ Impact of Energy Storage on Power System Reliability Performance” IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, May 2005
[17] R. Yokoyama, T. Niimura, N. Saito, “Modeling and Evaluation of Supply Reliability of Microgrids including PV and Wind Power” IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008
[18] Ghaedi, Amir, and Mehrdad Mahmoudian. "Reliability Modelling of Central Receiver Power Plants." Journal of Applied Research in Electrical Engineering, 2025.
[19] Ghaedi, Amir, Reza Sedaghati, and Mehrdad Mahmoudian. "Reliability modeling of different wave energy conversion technologies." Electrical Engineering, pp. 1-25, 2024.
[20] Ghaedi, Amir, et al. "Reliability modeling of wave energy converters based on pelamis technology." Electric Power Systems Research, Vol. 227, 109977, 2024.