فهرست صفحه1آشنایی با ساختار شبکه های الکتریکی با تأکید بر بخش توزیع.. 31-1مقدمه.. 31-2ساختار سیستم های قدرت.. 31-3آشنایی با شبکه های توزیع.. 51-4انواع شبکه های توزیع.. 51-5جزیره ای شدن.. 81-6عوامل مؤثر در طراحی و بهره برداری از شبکه های توزیع.. 92مروری بر منابع تولید پراکنده و اهمیت مطالعه آنها.. 142-1مروری بر منابع تولید پراکنده.. 142-1-1منابع تجدید ناپذیر.. 152-1-1-1 توربین های گازی152-1-1-2 موتور های احتراق داخلی پیستونی172-1-1-3 تکنولوژی میکرو توربین ها202-1-2 منابع تجدید پذیر.. 212-1-2-1 توربين های آبي كوچك212-1-2-2 پیل های سوختی212-1-2-3 انرژي باد222-1-2-4 سیستم های فتوولتاییک232-1-2-5 استفاده از حرارت انرژی خورشید242-1-2-6 زیست توده252-1-2-7 زمین گرمایی262-1-3 مقایسه انواع تکنولوژی ها.. 262-2اهمیت توليد پراكنده.. 282-2-1 مزاياي اقتصادي.. 282-2-2 توليد مطمئن و ايمن.. 292-2-3 مزاياي اجتماعي.. 302-2-4 مزاياي محيطي.. 302-2-5 محدوديت هاي توليد پراكنده.. 312-2-6 آثار منابع توليد پراكنده بر روي شبكه هاي الكتريكي.. 312-2-7 تأثير DGبر قابليت اطمينان شبكه توزيع.. 322-2-8 تاثير DG بر تنظيم ولتاژ در شبكه.. 332-2-9 حفاظت.. 342-2-10 اثرات منفي احتمالي DG در شبكه.. 342-3مطالعات انجام شده.. 353ملاحظات مدل سازی در توسعه DG.. 393-1عوامل مؤثر در مدل سازی.. 403-1-1ساختار شبکه های توزیع.. 403-1-1-1 مدل انحصاری403-1-1-2 مدل رقابتی433-1-2نکات قابل توجه در توسعه منابع تولید پراکنده.. 443-2انتخاب نوع تکنولوژی.. 453-3مدل سازی مسئله.. 463-3-1تأثیر DGبر تلفات.. 473-3-2تأثیر DG بر قابلیت اطمینان.. 473-3-2-1 شاخصهای مورد کاربرد در ارزیابی قابلیت اطمینان توزیع483-4تصمیم گیری چند معیاره.. 513-4-1بهینه سازی چند خصیصه ای.. 513-4-2بهینه سازی چندهدفه.. 523-4-2-1 روش بهینه سازی ترتیبی523-4-2-2 روش ضرایب وزنی533-4-2-3 روش محدودیت 534فرمول بندی توسعه منابع DG در شبکه های توزیع.. 564-1فرمول بندی پخش بار.. 564-2محدودیت های پخش بار.. 594-3محدودیت خرید توان از شبکه.. 604-4هزینه خرید توان از بازار عمده فروشی.. 614-5مدل سازی تولید پراکنده.. 624-6فرمول بندی توسعه منابع تولیدپراکنده.. 634-7هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری DG.. 634-7-1هزینه سرمایه گذاری DG.. 634-7-2هزینه بهره برداری DG.. 644-8فرمول بندی هزینه تلفات.. 654-9فرموله بندی قابلیت اطمینان.. 655مطالعات عددی و شبیه سازی.. 725-1مطالعه نخست : مدل انحصاری DisCo بدون حضور DG های خصوصی.. 725-1-1سیستم مورد مطالعه.. 735-1-1-1 نتایج مطالعه نخست785-1-1-2 جمع بندی855-1-2اثر تغییر نرخ رشد بار.. 865-1-2-1 جمع بندی925-2مطالعه دوم: حضور توأم DG های خصوصی و غیر خصوصی.. 925-2-1 شبیه سازی 1. 965-2-2 جمع بندی.. 1015-3مطالعه سوم : توسعه DGدر حضور ترانزیت.. 1025-3-1 تعیین مکان، زمان و ظرفیت بهینه منابع DG در حضور ترانزیت 1025-3-1-1 شبیه سازی 21025-3-1-2 شبیه سازی 31045-3-1-3 اثر تغییر ظرفیت ترانزیت1105-3-1-4 جمع بندی1146نتیجه گیری و پیشنهاد.. 1176-1نتیجه گیری.. 1176-2پیشنهادات.. 1187منابع و مراجع.. 119 فهرست شکلها صفحهشکل 1‑1: نحوه ارسال انرژی الکتریکی از نقاط تولید به مصرف4شکل 1‑2: ارتباط بخشهای سیستم قدرت از نگاه سطوح ولتاژ.5شکل 1‑3 : شمای یک سیستم توزیع و فوق توزیع7شکل 1‑4 : شمای یک سیستم توزیع و فوق توزیع در حضور منابع تولید پراکنده8شکل 1‑5 : عملکرد جزیره ای در شبکه های قدرت9شکل 1‑6 : تابع خسارت برای انواع مختلف مشترکین10شکل 1‑7 : ارزیابی هزینه قابلیت اطمینان11شکل 2‑1 : شمایی از نحوه عملکرد یک توربین گاز16شکل 2‑2 : نحوه عملکرد موتورهای پیستونی19شکل 2‑3 : ساختار و نحوه عملکرد میکروتوربین20شکل 3‑1: محدوده تحت تملک DisCo در حالت انحصاری41شکل 3‑2 : محدوده تحت تملک DisCo در حالت عدم انحصار42شکل 3‑3 : نحوه تأثیر گذاری DG بر تلفات47شکل 3‑4 : شبکه شعاعی در حضور منبع تولید پراکنده49شکل 4‑1 : تقریب پروفایل بار با دو سطح بار58شکل 4‑2 : فلوچارت محاسبه هزینه بار تأمین نشده68شکل 4‑3 : فلوچارت توسعه منابع تولید پراکنده از نگاه برنامه و فرمول بندی مسئله70شکل 5‑1 دیاگرام تک خطی سیستم مورد مطالعه74شکل 5‑2 : ظرفیت تجمعی DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-1-1) از مطالعه نخست. (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.80شکل 5‑3 : ظرفیت تجمعی DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-1-2) از مطالعه نخست. (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.81شکل 5‑4 : ظرفیت تجمعی DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-1-3) از مطالعه نخست. (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.82شکل 5‑5 : رژیم بهره برداری از DG های موجود در هر زیر دوره و در هر شین در سناریوی (1-1-1) از مطالعه نخست.83شکل 5‑6 : رژیم بهره برداری از DG های موجود در هر زیر دوره و در هر شین در سناریوی (1-1-2) از مطالعه نخست.83شکل 5‑7 : رژیم بهره برداری از DG های موجود در هر زیر دوره و در هر شین در سناریوی (1-1-3) از مطالعه نخست.84شکل 5‑8 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-1-1).84شکل 5‑9 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-1-2).85شکل 5‑10 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-1-3).85شکل 5‑11 : ظرفیت DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-2-1). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.88شکل 5‑12 : ظرفیت DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-2-2). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.89شکل 5‑13 : ظرفیت DG های نصب شده در هر شین در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (1-2-3). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم.90شکل 5‑14 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-2-1).91شکل 5‑15 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-2-2).91شکل 5‑16 : هزینه بار تأمین نشده در هر شین و در هر زیردوره مطابق سناریوی (1-2-3).92شکل 5‑17 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط DisCo در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-1)98شکل 5‑18 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط تولیدکنندگان خصوصی در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-1)98شکل 5‑19 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط DisCo در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-2)98شکل 5‑20 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط تولیدکنندگان خصوصی در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-2)98شکل 5‑21 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط DisCo در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-3)98شکل 5‑22 : منحنی تجمعی DG های نصب شده در هر شین توسط تولیدکنندگان خصوصی در زیر دوره های مختلف مطابق سناریو (2-3)98شکل 5‑23 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به Disco در سناریو (2-1)99شکل 5‑24 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به IP در سناریو (2-1)99شکل 5‑25 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به Disco در سناریو (2-2)100شکل 5‑26 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به IP در سناریو (2-2)100شکل 5‑27 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به Disco در سناریو (2-3)100شکل 5‑28 : رژیم بهره برداری از DG های متعلق به IP در سناریو (2-3)101شکل 5‑29 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در حالت پایه. (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیردوره سوم105شکل 5‑30 : توان اکتیو عبوری از خطوط در طول دوره برنامه ریزی در حالت پایه.105شکل 5‑31 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریوی (3-1-1). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیردوره سوم106شکل 5‑32 : توان اکتیو عبوری از خطوط در طول دوره برنامه ریزی در سناریوی (3-1-1).106شکل 5‑33 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریوی (3-1-2). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیردوره سوم107شکل 5‑34 : توان اکتیو عبوری از خطوط در طول دوره برنامه ریزی در سناریوی (3-1-2).107شکل 5‑35 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریوی (3-1-3). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم108شکل 5‑36 : توان اکتیو عبوری از خطوط در طول دوره برنامه ریزی در سناریوی (3-1-3).108شکل 5‑37 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریوی (3-1-4). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم109شکل 5‑38 : توان اکتیو عبوری از خطوط در طول دوره برنامه ریزی در سناریوی (3-1-4).109شکل 5‑39 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریو (3-2-1). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم112شکل 5‑40 : ظرفیت DG های نصب شده در هر زیر دوره در سناریو (3-2-2). (a) زیردوره اول، (b) زیر دوره دوم و (c) زیر دوره سوم113شکل 5‑41 : خلاصه جمع بندی مطالعات انجام شده در پایان نامه مطابق روند انجام مطالعات115جدول 2‑1 : مقایسه ویژگیهای تکنولوژی های مختلف27جدول 2‑2 مطالعات انجام شده در رابطه با منابع تولید پراکنده37جدول 5‑1 مشخصات هادی های خطوط75جدول 5‑2 مشخصات بار سیستم در سال پایه75جدول 5‑3 : فرضیات اقتصادی صورت گرفته در مطالعه76جدول 5‑4 : مشخصات فنی DG مورد استفاده77جدول 5‑5 : اطلاعات نرخ های بازار استفاده شده در مطالعه77جدول 5‑6 : هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء تابع هدف اصلی در مطالعه نخست78جدول 5‑7 : هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء توابع هدف فرعی در مطالعه نخست78جدول 5‑8: نرخ های مفروض برای بازار86جدول 5‑9: هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء تابع هدف اصلی در سناریو های مختلف نرخ رشد بار86جدول 5‑10: هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء توابع هدف فرعی در سناریوهای مختلف نرخ رشد با87جدول 5‑11 : فرضیات اقتصادی مورد استفاده در مطالعه95جدول 5‑12 : نرخ های خرید برق از شبکه96جدول 5‑13 : هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء تابع هدف اصلی در مطالعه دوم96جدول 5‑14 : هزینه های بدست آمده از شبیه سازی به تفکیک اجزاء توابع هدف فرعی در مطالعه دوم97جدول 5‑15 : پروفایل تحویل توان در ترانزیت و نقطه تحویل103جدول 5‑16 : مشخصات مکان تزریق و میزان تزریق توان103جدول 5‑17 : فرضیات اقتصادی مورد استفاده در مطالعه104جدول 5‑18 : هزینه های تحمیلی به DisCo در حالت مختلف تزریق توان(ارزش کنونی هزینه ها)110جدول 5‑19 : میزان مصرف و نقطه تزریق توان111جدول 5‑20 میزان مصرف و نقطه تحویل توان111جدول 5‑21 : بخشهای مختلف هزینه های تحمیلی به DisCo114چکیدهمتولیان سیستمهای توزیع، بهعنوان آخرین زنجیره از زنجیره برق رسانی به مشترکین، در تصمیم گیری های بلند مدت خود با مشکلاتی روبرو هستند. توجه به بازارهای الکتریکی و نرخهای متأثر از عملکرد بازیگران بازارهای برق، شرکتهای توزیع را که مسئول و مالک سیستمهای توزیع هستند، در تصمیم گیریهای کلان به چالش می اندازد. از طرفی، تولیدات پراکنده از منابع و گزینههایی هستند که در توسعه بمنظور تأمین توان مشترکین و مصونیت در برابر هزینه های اضافی در کنار توسعه خطوط، پست ها و ... مورد توجه تصمیمگیران قرار میگیرند. از دیگر سو، این منابع در کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان میتوانند مفید واقع گردند. دراین پایاننامه، منحصراً توسعه منابع تولید پراکنده مورد توجه قرار گرفته و از بین انواع فنآوری ها، مولد گازی را انتخاب کرده و توسعه را بنحوی انجام میدهیم که زمان، مکان و ظرفیت بهینه منابع مورد نیاز در دوره برنامه ریزی را با توجه به ملاحضات قابلیت اطمینان مشخص نماییم. انجام مطالعات در چند مدل صورت میگیرد که در این مدلها خردهفروشان در بازار جایگاهی نخواهند داشت. بررسی نحوه توسعه منابع تولید پراکنده متعلق به شرکتهای توزیع، بررسی توسعه در حضور تولید کنندگان خصوصی و بررسی توسعه در حالتی که امکان ترانزیت برق در سیستم وجود دارد، از مجموعه مطالعات این پایاننامه میباشد. اما پیش از شروع مطالعات طبق مدلهای تعریف شده، در فصل اول آشنایی مختصری با شبکههای توزیع خواهیم داشت. در فصل دوم، مروری بر انواع تکنولوژی منابع تولید پراکنده و اهمیت بررسی آنها انجام میشود. فصل سوم نحوه مدل سازی مسئله را ارائه میکند و در فصل چهار فرمول بندی این مسئله شرح میشود. در نهایت در فصل پنجم شبیه سازی و مطالعات عددی برای نیل به اهداف فوق انجام خواهد گردید.