| عنوان فارسی مقاله: | تحلیل های هزینه و منفعت (سود و زیان) مدیریت شبکه توزیع فعال، بخش ۱: تحلیل منفعت و سود سالانه |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Cost-Benefit Analyses of Active Distribution Network Management, Part I: Annual Benefit Analysis |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2012 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 8 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 23 صفحه |
| مجله | گرید یا شبکه هوشمند |
| دانشگاه | تسینگ هوا کشور چین |
| کلمات کلیدی | مدیریت شبکه فعال، مدیریت محدودیتها، تولید انرژی تجدیدشدنی، کنترل ولتاژ |
| نشریه | IEEE |
فهرست مطالب:
چکیده
۱ مقدمه
۲ تحلیل مزایا و منفعت کنترل ولتاژ بهینه AuRA-NMS
A کنترل ولتاژ جریان
B کنترل ولتاژ بهینه با استفاده از AuRA-NMS
۳ قابلیت های مدیریت محدودیت AuRA-NMS
A شبیه سازی شیوه مدیریت محدودیت جریان
B مدیریت محدودیت بهینه AuRA-NMS
C فرمول بندی مدیریت محدودیت
۴ شبیه سازی سریهای زمانی
۵ مطالعات موردی
A مزایای مدیریت محدودیت AuRA-NMS
B مزایای کنترل ولتاژ بهینه AuRA-NMS
C منافع و سود سالانه
۶ نتایج
بخشی از ترجمه:
۱ مقدمه
انگیزه های سرمایه گذاری در انرژی های تجدیدشدنی قبلاً منجر به توسعه زیادی در تولید انرژی تجدیدشدنی (REG) گردیده است. انتظار می رود باافزایش فشاروارده برای کربن زدایی تولید برق از سوی بسیاری از دولت های توسعه یافته و در حال توسعه، روند توسعه تسریع گردد. به طور مثال، در ایالات متحده پادشاهی، عرضه کنندگان و تهیه کنندگان می بایست درصد خاصی از انرژی شان را از انرژی تجدیدشدنی تامین کنند؛ عدم توانایی سازگاری با حجم تجدیدشدنی منجر به جرایم هزینه برمی گردد. به علاوه، هدف از معرفی تعرفه تغذیه به شبکه برق در آوریل ۲۰۱۰ آن بود که توسعه دهندگان تجدید شدنی کوچکتر نرخ بازارده بالاو جذاب را تضمین نمایند. این توسعه پیش بینی شده به شبکه های توزیع موجود فشار بالایی وارد کرده و در صورت ادامه شیوه عملیاتی غیر فعال فعلی، مستلزم سرمایه گذاری کلان در شبکه می باشد.
یک سیستم مدیریت شبکه فعال منطقه ای مستقل AuRA-NMS، سیستمی است که کنترل فعال و انعطاف پذیری در حفظ ولتاژ، مدیریت محدودیت ها و بازیابی عرضه به سطوح توزیع عرضه می کند که غیر فعال بوده و قابلیت رویت و کنترل پذیری بسیار کمی دارند. این سیستم امکان دستیابی به حالت آنلاین کل شبکه و فعال سازی کنترل و مدیریت کارآمدتر و به موقع جهت تحقق مفهوم یک شبکه توزیع فعال را فراهم می آورد. اما لازم است مزایا و منافع عرضه شده از سوی سیستم مدیریت شبکه اکتیو(فعال) نسبت به سیستم شبکه غیر فعال شناسایی گردند. تحلیل های هزینه و منفعت جامع چنین سیستم نقش حساس و بحرانی برای آگاه کردن اپراتورهای شبکه، تولید کنندگان، تنظیم کنندگان و مصرف کنندگان نهایی منفعت حرکت و جابجایی به یک سیستم مدیریت شبکه فعال دارند.
مراجع۴-۸ روشهای کنترل شبکه توزیع فعال برای افزایش سطح نفوذهای DG را نشان می دهند. در[۴]، یک مدل پخش بار بهینه (OPF) برای کنترل فعال شبکه توزیع با DG برای حل مسئله افزایش ولتاژ پیشنهادشده و نشان می دهدکه نفوذ DG می توان به طور قابل توجهی افزایش یابد. برای تخمین مزایا و منافع کنترل شبکه فعال در کل شبکه توزیع U.K برای سناریوهای مختلف نفوذ DG در سطح ولتاژ میانه (۱۱kV) ،راجع به روش های کنترل ولتاژ و مدیریت جریان خطا در [۵] بیشتر بحث می شود. آزمایش و بررسی یک طرح مدیریت شبکه فعال در بخشی از شبکه برق شمال اسکاتلند، در مراجع [۶] و [۷] شرح داده شده است، که اعمال مربوط به کنترل پخش بار براساس اندازه گیری صادرات برق و حاشیه عملیات هر ناحیه انجام می گیرد.برای شناسایی ماکسیمم ظرفیت اتصالات DG بدون تقویت شبکه، تحلیل اقتصادی سربه سر اجرا گردید.در جریان توسعه سیستم های توزیع با استفاده از تکنیک های بهینه سازی هیوریستیک(ابتکاری) در[۸]از مزایا ومنافع مدیریت فعال استفاده گردید. هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی روشهای مدیریت شبکه توزیع فعال و غیر فعال گوناگون با استفاده از منحنی بار روزانه مقایسه شده اند، اما هزینه اجرای شبکه فعال مد نظر قرار داده نشده است.
درمقاله حاضر مزایای استقرار AuRA-NMS از کنترل ولتاژ بهینه و مدیریت محدودیت ها در طول عملیات های آنلاین تعیین شده است. در این راستا تحلیل هزینه ومنفعت (سود وزیان) با توجه به انتگراسیون تولید انرژی تجدید شدنی (REG) اجرا شده است.
6. نتایج
برای سیستم های توزیع، مدیریت شبکه فعال نقش مهمی در تسهیل نفوذ DG ایفا می کند. اما، اجرای تحلیل هزینه و منفعت تفصیلی قبل از استقرار و آرایش سیستم های سخت افزاری و نرم افزاری نظیر ضروری و مهم می باشد. برای AuRa-NMS در دست توسعه در UK ، این مقاله ابزار تحلیل منفعت جامعی جهت تعیین دامنه مزایا و منافع حاصل از معرفی AuRa-NMS با در نظر گرفتن کنترل ولتاژ بهینه و مدیریت محدودیت ها نسبت به شیوه های غیر فعال و خام فعلی پیشنهاد نمود.
در شبکه توزیع 33kV ، کنترل ولتاژ معمولاً با تنظیم موقعیت های تپ ترانسفورماتور اولیه انجام می شود که نمی تواند سطح ولتاژ هر باس بار را تضمین کرده و به مانع اصلی برای انتگراسیون DG تبدیل می شود. بااستقرار و آرایش AuRa-NMS ، حالت آنلاین کل شبکه بدست می آید. براساس این راحتی، یک روش کنترل OLTC با در نظر گرفتن پوسیدگی و پارگی در مکانیسم برای بهبود پروفایل ولتاژ و کاهش تلفات توان اکتیو پیشنهاد شده است.
برای مسئله مدیریت محدودیت های ناشی از نفوذ بالای DG ،در عمل به طور کلی، قاعده LIFO و مکانیسم تریپینگ خودکار اقتباس شده و آخرین DG متصل شده به محض تشخیص شرایط اضافه بار، قطع می شود. این شیوه مدیریت محدودیتهای فعلی میتواند منجر به قطع توان تولیدی بالا گردد. برای سیستم توزیع مجهز به AuRa-NMS ، شیوه مدیریت محدودیت بهینه، با استفاده از اطلاعات کلی اجرا می شود. فرمول بندی و روش مدیریت محدودیت بهینه، در مقاله حاضر شرح داده شده است.
به منظور مقایسه، روشهای کنترل ولتاژ فعلی و مدیریت محدودیت ها نیز شبیه سازی شده اند. با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها و همبستگی های تزریق DG و جذب بار، به منظور تحلیل اثرات طرح های کنترل جریان و روشهای کنترل پیشنهادی برای AuRa-NMS ، روش شبیه سازی بر مبنای سریهای زمانی اجرا می شود. از شبکه 33kV عملی به عنوان سیستم تست استفاده شده و داده های تاریخی نیم ساعتی در طول یک سال جمع آوری شده اند. کلیه روشهای تست با داده های سالانه روی سیستم تحت سطوح متفاوت اتصالات جدید DG تست شده اند.
بخشی از مقاله انگلیسی:
I. INTRODUCTION
I NCENTIVES for investment in renewable energies have alreadyled to enormous expansion in renewable energy generation(REG). The expansion is expected to accelerate as thepressure to decarbonize electricity generation is increasing frommany developed and developing governments. In the UnitedKingdom for example, suppliers are required to supply a certainpercentage of their energy from renewable energy; failure tocomply with the renewable volume will lead to costly penalties[1]. Additionally, feed-in tariffs have been introduced in April2010 to provide smaller renewable developers guaranteed and highly attractive rate of returns. This anticipated expansion willplace high pressure on existing distribution networks and wouldrequire significant network investment if the current passive operationpractice continues.An autonomous regional active network management system(AuRA-NMS) is a system that offers active and flexible controlin maintaining voltage, constraint management, and supplyrestoration to distribution levels that are traditional passive withvery little visibility and controllability [2], [3]. The system allowsthe online state of the whole network to be obtained andenables a more efficient and timely control and management torealize the notion of an active distribution network [3]. However,there is a need to identify clearly the benefits that an activenetwork management system can offer over a passive networksystem. The comprehensive costs and benefits analyses of sucha system are critical for informing network operators, manufacturers,regulators, and end consumers of the benefit of movingto an active network management system.References [4]–[8] present active distribution network controlmethods to increase the level of DG penetrations. In [4],an optimal power flow (OPF) model for active control of distributionnetwork with DG is proposed to solve the voltage riseproblem, and demonstrates that penetration of DG can be significantlyincreased. Voltage control and fault current management methods are discussed further in [5] to estimate the benefitsof active network controls in the entire U.K. distributionnetwork for different penetration scenarios of DG at mediumvoltage level (11 kV). A trial of an active network managementscheme on part of the North-Scotland electricity network is describedin [6] and [7], where the power flow control actions arebased on the measurement of power exportation and operationmargin of each zone. A break-even economic analysis was carriedout to identify the maximum capacity of DG connectionswithout network reinforcement. The benefits of active managementare exploited in the expansion of distribution systems byapplying heuristic optimization techniques in [8]. The investmentand operation costs of passive and different active distributionnetwork management methods are compared using dailyload curve, but the cost of active network implementation is notconsidered.In the current paper, the benefits of deploying AuRA-NMSare quantified from the optimal voltage control and constraintmanagement during online operations. Cost-benefit analysesare carried out considering future renewable energy generation(REG) integrations. Several studies on the active voltage control of distributionnetwork with DG [9]–[13] have been conducted. Reference [9]provides an active voltage control method that coordinates theon-load tap changer (OLTC) action in the primary substationwith the reactive production of DGs plants connected with themedium voltage system. A control algorithm proposed in [10]alters the automatic voltage control (AVC) relay target voltageat the primary substation based on the maximum and minimumnodal voltage magnitude estimates. Several coordinatedvoltage control schemes are compared in [11] consideringcost, efficiency, network characteristics, and communicationsavailability. A simple distributed reactive control approach,which changes the reactive power output of DG to maintainthe voltage at the connection point rather than keeping constantpower factor, for voltage rise mitigation in distributionnetworks is proposed in [12]. In [13], generation curtailment isconsidered as the control means to maintain voltage constraints,and a methodology is proposed based on voltage-sensitivityfactors. These works concentrate mainly on voltage rise issueinduced by DG connection into distribution networks; theoptimal voltage control scheme in the current paper also triesto minimize active power losses.Increasing wind power penetration in windy areas may alsocause congestion or security problems due to limited network transfer capability. In [14], after discussions on the overloadproblem and basic wind generation curtailment strategy, an optimizationalgorithm to determine the wind farm set points torelieve overload in a real time operational environment was developed.The wind generation curtailment philosophy is used inthis paper to quantify the benefit ofAuRA-NMSconstraintmanagementfunction as compared with the last-in-first-off (LIFO)approach used in practice.
| عنوان فارسی مقاله: | تحلیل های هزینه و منفعت (سود و زیان) مدیریت شبکه توزیع فعال، بخش ۱: تحلیل منفعت و سود سالانه |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Cost-Benefit Analyses of Active Distribution Network Management, Part I: Annual Benefit Analysis |