طراحی بهینه شبکه های توزیع فشار متوسط براساس معیارهای احتمالی ریسک جهت افزایش قابلیت اطمینان - شرکت توزیع برق تبریز

امروزه تداوم سرویس و پاسخ به تقاضاي فزاینده انرژي الکتریکی با قابلیت اطمینان بالا و با حداقل هزینه اجتناب ناپذیر است. محدودیتهاي جدید همانند بازار برق، حرکت سیستم به سمت شبکه هاي توزیع هوشمند، محدودیتهاي مالی و جغرافیایی در بهره برداري و طراحی شبکه هاي توزیع نیز بر اهمیت این امر افزوده است. در گذشته به دلیل محدودیت ابزارهاي محاسباتی و نیز کمتر بودن عدم قطعیتهاي موجود در طراحی، طراحی شبکه هاي توزیع با معیارهاي ساده و در محیط غیر احتمالی مورد بررسی قرار می گرفت. شاخصهاي مختلف در طراحی شبکه هاي قدرت نوین در این نوع طراحی مد نظر قرار نمی گرفت. با ورود منابع تجدیدپذیر به شبکه هاي توزیع و نیز پیچیدگی رفتار مصرف کنندگان انرژي عدم قطعیتهاي جدیدي به مساله طراحی بهینه شبکه هاي توزیع اضافه شده است. به دلایلی که ذکر شد شبکه هاي توزیع آتی مملو از عدم قطعیتهاي مختلف است که تاثیر هر کدام از آنها می تواند نتایج مربوط به طراحی شبکه هاي توزیع را تحت تاثیر قرار دهد. ارایه یک شبکه توزیع بهینه و انعطاف پذیر در مقابل ریسکهاي فنی و سرمایه اي می تواند طراحان شبکه را از نتایج طراحی و حاشیه امنیت مناسب در رویارویی با ریسک هاي فنی و اقتصادي مطمین سازد. معیار مقاوم بودن طرح کارکرد مناسب و در محدوده استاندارد شبکه از نظر فنی در مقابل تغییرات ورودي با رفتار احتمالی است. بعنوان مثال در مدلسازي احتمالی خطاي ناشی از برآورد بار بلند مدت در این پروژه انتظار مطلوب این است که شبکه طراحی شده براي سال افق در مقابل تغییرات ناشی از خطاي برآورد بار در محدوده استاندارد باقی بماند. این امر از یک دیدگاه به معنی مقاوم بودن شبکه در مقابل تغییرات ورودي در یک محدوده خاص است.در حالت کلی ریسکهاي ناشی از عدم قطعیت هاي فنی و اقتصادي دو پارامتر مهم در طراحی بهینه و مقاوم شبکه هاي توزیع است. شبکه فشار متوسط بعنوان استخوان بندي شبکه هاي توزیع از اهمیت ویژه اي برخوردار است به طوریکه هر مطالعه و برنامه ریزي بدون توجه به ساختار این شبکه ممکن است نتایج نامناسبی در پی داشته باشد. این بخش از شبکه شامل پستهاي فوق توزیع، فیدرهاي فشار متوسط و پستهاي توزیع است. ایجاد رویه هاي بهینه و عملی در راستاي گسترش این بخش از شبکه با توجه به نیازهاي آتی و رویکردهاي جدید مانند بازار برق و شبکه هاي توزیع هوشمند می تواند گام مهمی در راستاي گذر از یک شبکه غیر بهینه به سمت یک شبکه بهینه و متناسب با نیازهاي آینده باشد. هدف این تحقیق ارایه یک متدولوژي براي طراحی بهینه شبکه هاي توزیع فشار متوسط با در نظرگیري عدم قطعیتها و شاخصهاي ریسک در طراحی جهت افزایش قابلیت اطمینان شبکه است. در حل مساله به سه سوال اصلی یعنی مکان، زمان و ظرفیت هر کدام از المانهاي اصلی شبکه فشار متوسط در حضور عدم قطعیت هاي فنی و سرمایه اي پاسخ داده خواهد شد. عدم قطعیت در برآور بار بلند مدت، تولید منابع تجدیدپذیر و نیز عدم قطعیت در نرخ تورم در طراحی بهینه شبکه مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. روش ارایه شده با ارزیابی ریسک، ارزیابی قابلیت اطمینان و سرمایه و نیز روشهاي هیبریدي تحلیل شبکه مساله طراحی بهینه شبکه توزیع فشار متوسط را با توجه به رویکردهاي جدید در یک محیط احتمالاتی ناشی از عدم قطعیت هاي یاد شده حل کرده و آلترناتیوهاي متنوعی را در اختیار طراحان شبکه قرار خواهد داد. در حالت کلی طراحی بهینه شبکههاي توزیع اساساً به صورت یک مساله بهینهسازي چند منظوره بیان می گردد که در آن تابع هدف که شامل هزینههاي سرمایهگذاري و بهرهبرداري است نسبت به محدودیتهاي الکتریکی و جغرافیایی حداقل می گردد. از اینرو طراحی شبکههاي توزیع با حداقل هزینه نصب و بهره برداري یک سناریوي پیچیده است. این پیچیدگی با وارد کردن رفتار احتمالی پارامترهاي ورودي به مراتب پیچیده تر می گردد. هدف غائی سیستمهاي قدرت تداوم بهینه سرویس با حداقل هزینه است. در این خصوص شبکه فشار متوسط بعنوان استخوان بندي شبکه هاي توزیع از اهمیت ویژه اي برخوردار است. با حرکت به سمت هوشمند سازي شبکه عدم قطیتهاي بیشتري در طراحی بهینه شبکه هاي توزیع وجود خواهد داشت که با در نظر گرفتن این عدم قطعیتها و محاسبه شاخصهاي ریسک ناشی از آنها می توان به یک شبکه بهینه،مقاوم و با قابلیت اطمینان بالا دست یافت. منظور از شبکه مقاوم عملکرد مطلوب و استاندارد در مقابل تغییرات ناشی از عدم قطعیت هاي مساله است. با مدلسازي ریسک هاي فنی (مانند عدم قطعیت در برآورد بار بلند مدت، تولید منابع تجدیدپذیر) و سرمایه اي ( مانند عدم قطعیت در نرخ بهره و تورم) و برقراري ارتباط آن با قابلیت اطمینان شبکه نه تنها امکان طراحی بهنیه آن وجود دارد بلکه می توان شبکه را در مقابل این عدم قطعیتها مقاوم کرد. هدف این تحقیق ارایه یک متدولوژي براي طراحی بهینه و مقاوم شبکه هاي توزیع در یک محیط احتمالاتی با در نظرگیري ریسکهاي ناشی از وجود عدم قطعیت در پارامترهاي ورودي جهت افزایش قابلیت اطمینان شبکه است. در حل مساله به سه سوال اصلی یعنی مکان، زمان و ظرفیت هر کدام از المانهاي مهم شبکه فشار متوسط در حضور این عدم قطعیتها پاسخ داده خواهد شد.