وبلاگ

هدف اصلی مسئله برنامه ­ریزی بهره ­برداری در ساختار سنتی مدیریت صنعت برق، کمینه کردن
هزینه­ های برنامه ­ریزی و بهره ­برداری با در نظر گرفتن سطح تعریف‌شده‌ای از پایایی بود.در محیط­های سنتی دارای ساختار متمرکز، بیشتر مدل­های برنامه ­ریزی بهره ­برداری بلندمدت بر اساس روش­های بهینه­سازی یا روش­های تحلیل ریسک trade-offچند معیاره بوده است. این روش­ها، روش­های مفید و مناسبی بودند؛ چراکه برنامه ­ریزی به‌صورتمتمرکز و با عدم قطعیت­های کمتری صورت می­گرفت[1و2]. تنها عدم قطعیت­هایی که وجود داشت مربوط به قیمت­های سوخت، شرایط بار و تولیدات برخی از منابع تولید از قبیل نیروگاه­های آبی بود. اما آنچه باعث شد تا اكثر كشورهای دنیا به بازنگری در تئوری­های انحصار طبیعی صنعت برق متمایل شوند، بحران­های نفتی دهه 70 بود[3].
پس‌ازآن دولت­ها با این واقعیت انكارناپذیر مواجه شدند كه انحصار صنعت برق در دست دولت، منابع مالی را برای سرمایه‌گذاری در زیرساخت­ها برای پاسخگویی به رشد مصرف انرژی الكتریكی با مشكل مواجه می‌سازد.
تجدید ساختار در صنعت برق علاوه بر تغییر در اهداف و محدودیت­های حاكم بر بهره‌برداری سیستم قدرت، برنامه‌ریزی بهره ­برداری را نیز متحول ساخته است[10-4]. به‌طوری‌که تولیدكنندگان برق و سرمایه ­گذاران بخش­های خصوصی برای ورود به بازارهای رقابتی باید استراتژی­ های خود را برمبنای ملاحظات اقتصادی و زیست‌محیطی بالحاظ عدم قطعیت­های فراوانی كه در سیستم اقتصادی حاكم است، تدوین نمایند.در این ساختار، روش­های مربوط به برنامه ­ریزی سنتی دیگر جوابگو بودند، چراکه بازیگران تصمیمات مربوط به سرمایه ­گذاری خود را در یک محیط بی­ثبات[1] می­گرفتند[12-11]. در مورد تحولات صورت گرفته در سیستم قدرت و ورود به عرصه رقابتی می­توان به دو عامل و محرک اصلی اشاره کرد؛ یکی گرایش به کارآیی هزینه و تأکید بیشتر به ایجاد فضای رقابتی و دیگری آگاهی جامعه و دولت از پیامدهای زیست­محیطی ناشی از افزایش مصرف انرژی در جهان می­باشد. افزایش نگرانی­های زیست­محیطی نیز به وضع مقرراتی به‌منظور کنترل آلودگی­های ناشی از تولید برق توسط نیروگاه­ها منجر شده است. فراهم نمودن زمینه برای تجارت مجوز تولید برق توسط انرژی­های تجدیدپذیر و مالیات بر آلودگی نمونه­هایی از این مقررات به شمار می­آیند. درحالی‌که محرک اول که تأکید بیشتری به ایجاد فضای رقابتی در بازار دارد و باعث پیچیده­تر شدن مسئله برنامه ­ریزی بهره ­برداری می­گردد، محرک دوم یعنی نگرانی­های زیست­محیطی نیز مقررات دیگری را به سیستم اضافه نموده است که خود می ­تواند منجر به افزایش عدم قطعیت‌ها در مسئله برنامه ­ریزی بهره ­برداری تولید گردد[13].
از یک نقطه‌نظر دیگر می­توان گفت که مسئله برنامه ­ریزی بهره ­برداری از دو دیدگاه قابل‌بررسی است. از نگاه قانون‌گذار سیستم، كه مهم­ترین مأموریت آن برقراری بازاری پایدار در بلندمدت است. به این منظور، ضمن هدف‌گذاری در شاخص ­های مهم پایداری بازار، برنامه‌ریزی بهره ­برداری باهدف بهینه­سازی رفاه اجتماعی، قابلیت اطمینان مطلوب، در نظر گرفتن مسائل و مباحث زیست‌محیطی و وضع مقررات حمایتی و تشویقی برای سرمایه‌گذاری در این بخش و راهنمایی شركت­های تولید برای توسعه توسط قانون‌گذار ضروری است.

 بعلاوه، باوجود عدم قطعیت­های متنوع و هزینه بالای سرمایه‌گذاری و غیرقابل‌بازگشت بودن تصمیم‌گیری در این حوزه، باید از رویكردها و چارچوب­های معتبری استفاده گردد تا دستیابی به اهداف بلندمدت و میان­مدت را در كنترل سیستم قدرت و بازار برق محقق نماید[12].

از طرف دیگر چنانچه بحث برنامه ­ریزی بهره ­برداری از نگاه سرمایه‌گذاران مورد بررسی قرار گیرد، ملاحظه می‌شود كه سرمایه ­گذاران همانند تمام سازمان­ها برای بقای خود در بازار باید برنامه ­ریزی بهینه­ای را در میان­مدت و بلندمدت در دستور كار خود قرار دهند. برخورداری از سهم بازار و تركیب بهینه فناوری‌های تولید تحت مالكیت از مهم­ترین اهداف كلان شركت­های تولید در بازارهای برق به شمار می‌روند. در بحث برنامه ­ریزی بهره ­برداری در محیط رقابتی که در این پایان نامه مدنظر است، چند نكته بسیار مهم وجود دارد:

• در نظر گرفتن انواع مختلف منابع

• توافق بین معیارهایی كه با هم تداخل دارند و سازگار نیستند.

• تأثیر دادن انواع مختلف عوامل عدم قطعیت

• پیش ­بینی شرایط آینده از طریق یک روش مؤثر

در نظر گرفتن یک فرایند برنامه ­ریزی كه عدم­قطعیت­ها را نیز به­حساب آورد، جهت برنامه ­ریزی بهره ­برداری از منابع بسیار ضروری است. در مورد تنوع منابع نیز در این پایان نامه منابع سنتی در کنار منابع بادی، ذخیره­سازهای انرژی در کنار اجرای راه­کارهای مدیریت مصرف مدنظر می­باشد.
به این منظور لازم است شركت­های تولید برنامه ­ریزی بهره ­برداری را براساس دستیابی به اهداف میان­مدت و بلندمدت، انجام دهند. باوجود محدودیت­ها و عدم قطعیت­های زیادی كه شركت­های تولید در كوتاه­مدت و بلندمدت با آن‌ ها مواجه‌اند، ارائه چارچوب­ها و روش­های توانمند برای برنامه‌ریزی بهره ­برداری از نیازهای ضروری سیستم قدرت می­باشد.
عدم قطعیت­های بار پیش‌بینی‌شده، بهای سوخت واحدهای تولیدی و عدم قطعیت استراتژیک رقبا ازجمله موارد مهمی هستند كه بازیگران در برنامه ­ریزی بهره ­برداری با آن‌ ها مواجه‌اند. همان­طور که بیان شد، عدم قطعیت استراتژیک بازیگران از اهمیت زیادی برخوردار می­باشد؛ چراکه نوسانات قیمت ناشی از رفتار استراتژیک بازیگران بازار در میان­مدت تأثیرقابل‌توجهی بر سودهای عملیاتی این شركت­ها دارد. لذا ضروری است از روش­های مناسبی برای مدل­سازی این عدم قطعیت­ها در برنامه‌ریزی بهره ­برداری استفاده گردد.
در این پایان نامه که هدف برنامه ­ریزی بهره ­برداری منابع تولید پراکنده، ذخیره­سازها و راهکارهای مدیریت مصرف در محیط رقابتی می­باشد، باید منابعی در نظر گرفته شوند که ضمن اینکه تکنولوژی نوین و به­روزی در سیستم قدرت هستند، مباحث جالبی را از لحاظ آکادمیک و علمی ایجاد کنند. یکی از این منابع، منابع تجدیدپذیر می­باشد که در بین منابع تجدیدپذیر نیز منابع بادی ازنظر رشد تکنولوژی و قابل رقابت بودن با منابع سنتی از اهمیت بیشتری برخوردار می­باشد. با در نظر گرفتن منابع بادی به خاطر اهمیت مسائل زیست­محیطی و با توجه به عدم قطعیت در تولید این منابع و فقدان سیاست­های حمایتی جامع، ریسک مسئله برنامه ­ریزی بهره ­برداری افزایش می­یابد. بدین منظور در کنار این منابع از ذخیره­سازهای انرژی نیز استفاده شده است. خودروهای برقده قابل اتصال به شبکه یکی از انواع ذخیره­سازهایی هستند که طی سالیان اخیر در مطالعات سیستم قدرت رقابتی و شبکه­ های هوشمند قدرت به‌وفور از آن­ها صحبت شده و کارهای متنوعی در این زمینه صورت گرفته است.
در این پایان نامه نیز تأثیر این منابع یعنی خودروهای برقده در نظر گرفته شده است. به‌طورکلی خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه خودروهایی هستند که قابلیت اتصال به شبکه‌ی قدرت در نقاط تعریف شده معینی را دارا هستند و از این طریق می‌توانند در تبادل توان الکتریکی با شبکه‌ی قدرت شرکت نمایند. زیرساخت‌های فنی و مخابرات لازم به‌منظور بهره‌برداری بهینه از این خودروها می‌بایست فراهم باشد. این خودروها دارای این قابلیت هستند که در بعضی از ساعات شارژ و در ساعاتی دشارژ گردند. بنابراین این خودروها می­توانند در یک بازی همکارانه در کنار منابع بادی مورد بهره ­برداری قرار گیرند[17-14].
در این پایان نامه این مسئله مدل­سازی شده و به‌عنوان یکی از نوآوری­های این پایان نامه مطرح
می­باشد. در این حالت خودروها به‌صورت یکپارچه با منابع بادی عمل کرده و در صورت برنامه ­ریزی بهینه می­توانند باعث افزایش ضریب ظرفیت منابع بادی گردند. علاوه بر این و با توجه به اینکه در سیستم قدرت هوشمند، علاوه بر منابع سمت تولید، منابع سمت مصرف نیز این قابلیت را دارند که در بازار برق شرکت کرده و در تسویه قیمت بازار سهیم باشند، لذا در این پایان نامه نیز تأثیر راهکارهای مدیریت مصرف نیز در نظر گرفته شده است.
برای اجرایی کردن این راه­کار بار مشترکین به‌صورت الاستیک در نظر گرفته شده و بار تابعی خطی از قیمت برق می­باشد. یکی دیگر از راهکارهای مدیریت مصرف که در این پایان نامه توسعه یافته و اجرا شده است، جابجایی پیک می­باشد. این کار از طریق توسعه یک بازی همکارانه بین خودروهای برقده قابل اتصال به شبکه (که نقش ذخیره­ساز را دارند) و بار مشترکین صورت گرفته است. این مسئله نیز به‌عنوان یکی از نوآوری­های دیگر این پایان نامه مطرح می­باشد.