چکیده برنامه ریزی حضور نیروگاه مجازی در بازار برق با در نظر گرفتن خودرو های برقیدر این تحقیقاستراتژی بهینه برای مشارکت یک نیروگاه مجازی در بازار انرژی با در نظر گرفتن اثر عدم قطعیت در میزان تولید توربینهای بادی، عدم قطعیت در قیمت بازار و عدم قطعیت در تقاضای خودروهای برقی پیشنهاد شده است. نیروگاه مجازی مجموعهای از منابع تولیدات پراکنده است که برای مشارکت در بازار در کنار هم قرار گرفتهاند. عدم قطعیت های یاد شده سبب پیچیدگی در برنامه ریزی نیروگاه مجازی می گردد. چهار استراتژی برای نیروگاه مجازی برای شرکت در بازار انرژی ارائه شده است و مساله بهینه سازی به کمک الگوریتم آموزش و یادگیری حل شده است. استراتژی اول مساله را به صورت قطعی و صرف نظر از عدم قطعیت ها حل می کند که سبب کم شدن زمان محاسبات می شود. در استراتژی دوم که مساله از روش مونت کارلو و با در نظر گرفتن توابع توزیع واقعی متغیرهای احتمالی حل شده است سود حداکثر حاصل شده است اما زمان محاسبات کند شده است. در استراتژی سوم مساله از روش برآورد نقطه ای حل شده است که هم سود قابل قبولی دارد و هم زمان کمی در انجام محاسبات دارد که صحت آن در استراتژی چهارم با روش مونت کارلو تایید شده است. فهرست مطالب فصل اول11-1- مقدمه21-2- دلایل گرایش به تجدید ساختار21-3- مبادلات در بازار برق31-3-1- نحوه مبادلات در استخر توان31-3-2- روشهای تسویه بازار31-4- منابع عدم قطعیت31-4-1- عدم قطعیت ذاتی31-4-2- عدم قطعیت ناشی از عدم آگاهی و دانش لازم41-4-3- روشهای مواجهه با عدم قطعیت41-4-4- عدم قطعیتهای موجود در بازار برق41-5- مروری بر تحقیقات پیشین9فصل دوم112-1- مقدمه12عنوان صفحه 2-2- توليدات پراکنده132-3- نيروگاه مجازي132-3-1- دلايل شکلگيري نيروگاه مجازي142-3-2- انواع نيروگاه مجازي162-3-3- مزاياي نيروگاه مجازي20فصل سوم223-1- مقدمه233-2- معرفی خودروهای برقی233-2-1- خودرو های الکتریکی(EV)243-2-2- خودروهای الکتریکی هیبریدی(HEV)243-2-4- خودروهايپیلسوختی253-2-5- باتری در خودروهای برقی273-3- خودروهای برقی وتبادل توان با شبکه(V2G)283-4- مدل احتمالی میزان تقاضای خودروهای برقی در شبکه313-4-1- میزان تقاضای انرژی یک PHEV323-4-2- میزان تقاضای چند خودروی مجتمع333-4-3- الگوریتم شبیه سازی میزان تقاضای خودرو35عنوان صفحه فصل چهارم384-1- مقدمه394-2- عدم قطعیت در تولید394-3- عدم قطعیت در قیمت بازار404-4- فرموله کردن مساله مشارکت بهینه نیروگاه مجازی در بازار برق414-4-1- تابع هدف414-4-2- قیود حل مساله424-4-3- پارامترها و اندیسها434-5- الگوریتم بهینه سازی آموزش و یادگیری تصحیح شده44۴-۶- روش برآورد نقطه ای474-7- الگوی شارژ خودروهای برقی484-8- شبیه سازی های عددی494-9- نتایج شبیهسازی55فصل پنجم665-1- نتیجه گیری675-2- زمینه های تحقیقات آینده68 فهرست جدول هاجدول3-1- دسته بندی انواع خودرو های برقی35جدول4-1- مشخصات DG های نصب شده در شبکه50جدول4-2- سرعت باد در ساعات مختلف51جدول4-3- قیمت بازار در ساعات مختلف52جدول4-4- بار شبکه در ساعات مختلف52جدول4-5- مشخصات مراکز تجمع خودروهای برقی53جدول4-6- نتایج شبیه سازی استراتژی اول56جدول4-7- نتایج شبیه سازی استراتژی دوم57جدول 4-8- نتایج شبیه سازی استراتژی سوم58جدول 4-9- نتایج شبیه سازی استراتژی چهارم59جدول 4-10- زمان انجام محاسبات در استراتژیهای مختلف65 فهرست شکل ها عنوان صفحهشکل 2-1- نیروگاه مجازی به عنوان مجموعهای از تولیدات پراکنده15شکل2-2- نیروگاه مجازی مانند یک نیروگاه متصل به سیستم انتقال16شکل3-1- منحنی قدرت ویژه بر حسب انرژی ویژه برای انواع فناوری های موجود باتری27شکل3-2- مفهوم V2G29شکل3-3- توزیع احتمالی میزان تقاضای توان خودروهای برقی در یک مجتمع مسکونی36شکل3-4- توزیع احتمالی میزان تقاضای توان در یک ایستگاه شارژ خودرو برقی37شکل4-1- ضرایب مربوط به احتمال حضور خودروهای برقی در مراکز تجمع49شکل4-2- شماتیک VPP مورد بررسی50شکل 4-3- منحنی بار شبکه در حالت حضور و عدم حضور خودروهای برقی54شکل 4-4- توان خروجی DG1 در استراتژیهای مختلف60شکل 4-5- توان خروجیDG2 در استراتژیهای مختلف61شکل 4-6- توان خروجی DG3 در استراتژیهای مختلف61شکل 4-7- توان خروجیDG4 در استراتژیهای مختلف62شکل 4-8- توان خالص مبادله شده بین VPP و شبکه ی بالا دست62شکل 4-9- متوسط تلفات شبکه در ساعات مختلف63شکل 4-10- متوسط سودVPP در ساعات مختلف64شکل 4-11- متوسط سودVPP در ساعات مختلف64 فصل اولدر سیستمهای سنتی، دلایلی چون وابسته بودن بخشهای مختلف صنعت برق شامل تولید، انتقال و توزیع به یکدیگر، نیاز به سرمایهگذاریهای کلان در بخشهای مختلف این صنعت و انتظار جوامع از دولتها مبنی بر تامین برق بهعنوان یک وظیفه و سرویس عمومی سبب گردیده بود که این صنعت به طور یکپارچه با سرمایهگذاری دولتی پایهگذاری گردد در سال های اخیر با گرایش این صنعت به سمت خصوصیسازی و رقابتی شدن، بحث از تجدید ساختار در سیستمهای قدرت مطرح شده است که در این ساختار بخشهای مختلف صنعت برق به صورت خصوصی و مستقل از یکدیگر فعالیت مینمایند.بر اساس نظریات اقتصادی، در یک بازار ایدهآل و در بهترین شرایط، رفاه اجتماعی و رضایت عمومی حاصل شده و قیمت کالای تولیدی با هزینه حدی آن کالا برابر خواهد بود. تجربه دنیا نشان داده است که رسیدن به چنین شرایطی چندان ساده نمیباشد. انرژی الکتریکی بر خلاف دیگر کالاهای بازار قابل ذخیره نمیباشد و میبایست مستقیماً عرضه گردد و نیز مشکلاتی چون پایداری شبکه و مسائل امنیت شبکه نیز بسیار مهم است. با این حال با طراحی مناسب ساختار میتوان به سمت چنین هدفی حرکت نمود. به این منظور، نگرشی جدید در طی سالهای اخیر، برق را به عنوان کالایی که چون دیگر کالاها مبادله میشود ئر نظر گرفته است و در چارچوبی معین با حفظ امنیت و پایداری شبکه بحث خصوصی سازی اجرا میگردد و اختیارات قانونمندی به شرکت کنندگان در بازار برق داده میشود که خوشبختانه با مرور زمان این چارچوب آزادتر گردیده و اختیارات شرکتکنندگان در بازار بیشتر میگردد. به طور کلی برخی از دلایل حرکت به سمت تجدید ساختار به صورت زیر میباشد:[1-3]- جبران کمبودهای سرمایهگذاری توسط بخش دولتی- رشد و گسترش سریعتر شبکههای برق- افزایش بهرهوری- شفافیت هزینهها- کاهش تصدیگری دولت و افزایش سرمایهگذاری خصوصیهمانطور که گفته شد از مهمترین شرایط بازار موفق، رعایت عدالت میان شرکتکنندگان در بازار میباشد. با رعایت عدالت و ایجاد رقابت سالم، اعتباری برای سرمایهگذاری توسط شرکت های خصوصی تولید ایجاد میگردد.در مدل استخر توان اساس کار به این گونه میباشد که فروشندگان یا تولیدکنندگان در بازار انرژی خود را مطابق با منحنی فروش انرژی در 24 ساعت آینده به عرضه میگذارند و خریداران نیز با ارائه قیمت برای خرید، میتوانند در بازار شرکت نمایند.همان طور که بیان شد، امنیت شبکه، کاهش هزینه و قیودی چون محدودیت واحدهای نیروگاهی، محدودیت انتقال ناشی از تراکم خطوط و ... موجب میگردد که تولیدکنندگان منتخب نهایی جهت تولید در بازار، بر اساس نتایج اولیه مناقصه بازار یا همان اولویت پیشنهاد قیمت پائینتر نباشند، از اینرو در بازارهای پیشرفته، شبکه قدرت به مناطق یا ناحیههای کوچکتر تقسیم میشود و بازار برای آن منطقه تسویه میگردد. بهطور کلی سه روش تسویه قیمت در بازار وجود دارد که عبارتند از : قیمت بازار به صورت یکنواخت، قیمت بازار به صورت ناحیه ای و قیمت بازار به صورت گره ای[4-6]. هر کدام از این روش ها در منابع یاد شده به صورت کامل توضیح داده شده اند و در اینجا از تکرار آن پرهیز می کنیم.میتوان عوامل ایجاد عدم قطعیت یا به عبارت دیگر منابع عدم قطعیتها را به دو گروه کلی زیر تقسیم بندی نمود:همانطور که از نام این عدم قطعیت مشخص است، ناشی از طبیعت وذات نامفهوم و غیرمعلوم سیستم یا پدیده میباشد. بطور مثال میزان آبی که از یک رودخانه در حال جریان است، پدیدهای تصادفی و متغیر با زمان است.