پایان نامه تعیین تعداد حالت بهینه در مدل تحلیلی قابلیت اطمینان نیروگاه بادی

فهرست:

چکیده         ............................................................................................................................................... 1

فصل اول (مقدمه )

اهمیت موضوع  ............................................................................................................................. 5

مرور مقالات و کارهای صورت گرفته ............................................................................................9

نتیجه­گیری از مقالات مطالعه شده .................................................................................................11

فصل دوم (قابلیت اطمینان سیستم قدرت)

2-1-مفهوم قابلیت اطمینان سیستم قدرت .............................................................................................14

مدل قابلیت اطمینان ......................................................................................................................16

ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل منابع تولید تجدیدپذیر .........................................................19

2-3-1- تکنیک محاسبه شاخص­های قابلیت اطمینان در سطح اول ..........................................................19

فصل سوم (مدل قابلیت اطمینان مزارع بادی)

انواع تکنولوژی­های تولید برق در نیروگاه­های بادی .....................................................................23

3-1-1- نوع اول- نوع سرعت ثابت .........................................................................................................24

3-1-2-نوع دوم- توربین با سرعت متغیر محدود مجهز به جعبه دنده چند مرحله­ای ..............................25

3-1-3- نوع سوم- نوع سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی ...................................................25

3-1-4- نوع چهارم- تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم و مجهز به مبدل قدرت کامل ...................26

3-1-5- نوع پنجم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده یک مرحله­ای و مبدل الکترونیک قدرت کامل............................................................................................................................................................ 29

3-1-6- نوع ششم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحله­ای و مبدل الکترونیک قدرت کامل .....................................................................................................................................................................30

3-1-7- نوع هفتم- تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده بدون جاروبک .................................................................................................................31

3-2- چگونگی تولید برق توسط نیروگاه­های بادی ....................................................................................32

3-2-1- مدل قابلیت اطمینان برای واحد بادی بر اساس تکنولوژی ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده .....................................................................................................................................................................33

3-2-1-1- معرفی اجزای تشکیل دهنده واحد بادی و به دست آوردن مدل قابلیت اطمینان واحد بر اساس خرابی اجزا ................................................................................................................................................34

3-2-1-2- تأثیر عدم قطعیت سرعت باد بر مدل قابلیت اطمینان واحد بادی ..........................................41

3-2-1-3-مدل کامل قابلیت اطمینان مزرعه بادی ...................................................................................43

فصل چهارم (تکنیک­های مختلف خوشه­بندی)

4-1- اساس خوشه­بندی ...........................................................................................................................46

4-2- انواع روش­های خوشه­بندی ............................................................................................................47

4-3- خوشه­بندی فازی ............................................................................................................................48

4-4- معیارهای کارایی .............................................................................................................................55

4-4-1- تابع ارزیابی ضریب افراز ............................................................................................................56

4-4-2- تابع ارزیابی آنتروپی افراز ...........................................................................................................56

4-4-3- تابع Fukuyama and Sugeno  ..........................................................................................57

4-4-4- تابع Xie and Beni ...............................................................................................................57

4-4-5 تابع N.Zahid .............................................................................................................................58

4-4-6- تابع M.Ramze Rezaee .......................................................................................................60

فصل پنجم (مقایسه روش­های مختلف خوشه­بندی بر اساس ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل مزارع بادی)

5-1- خوشه­بندی میانگین فازی .................................................................................................................64

5-1-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................65

5-1-2-  مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS ................................................................................66

5-2- مطالعه با اعمال خوشه­بندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن نقطه میانی به عنوان مرکز خوشه    .....................................................................................................................................................................66

5-3- مطالعه با اعمال خوشه­بندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن مرکز خوشه بر اساس وزن دهی داده­های موجود در خوشه    .............................................................................................................................70

 5-4- مطالعه با اعمال خوشه­بندی سخت و تعیین محدوده خوشه­ها و مراکز آن­ها بر اساس بهینه­سازی تابع هدف مبتنی بر فاصله بین داده­ها    ..............................................................................................................73

5-5- خوشه­بندی میانگین فازی .................................................................................................................76

5-5-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................76

5-5-2- نتایج شبیه­سازی بر اساس مدل مناسب قابلیت اطمینان مزرعه بادی .....................................78

5-5-2-1-  مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS............................................................................78

5-5-2-2-  مطالعه قابلیت اطمینان سیستم IEEERTS .........................................................................80

فصل ششم (نتیجه­گیری و پیشنهاد برای انجام کارهای آتی)

نتیجه­گیری ...................................................................................................................................83

پیشنهاد برای انجام کارهای آتی ..................................................................................................83

منبع:

[1] www.gwec.net

[2] www.renewableenergyfocus.com

]3[ احمد صالحی دوبخشری، برنامه­ریزی بهینه توسعه تولید با نیروگاه­های بادی از نقطه­نظر قابلیت اطمینان، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شریف، آبان 1387

[4] Ahmad Salehi Dobakhshari, Mahmud Fotuhi-Firuzabad, “A Reliability Model of Large Wind Farms for Power System Adequacy Studies” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol 24, No. 3, September 2009

[5] Rajesh Karki, Po Hu, Roy Billinton, “A Simplified Wind Power Generation Model for Reliability Evaluation” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol. 21, No. 2, June 2006

[6] R. Karki, P. Hu and R. Billinton, “Reliability Evaluation of a Wind Power Delivery Ststem Using an Approximated Wind Model” Universities Power Engineering Conferences, UPEC 2006

[7] R. Karki, P. Hu, R. Billinton, “Adequacy Criteria and Methods for Wind Power Transmission Planning” Power & Energy Society General Meeting. PES 2009

[8] François Vallée, Jacques Lobry, Olivier Deblecker, “Impact of the Wind Geographical Correlation Level for Reliability Studies” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 4, November 2007

[9] Yi. Gao, Roy Billinton, Rajesh Karki, “Composite Generation and Transmission System Reliability Evaluation Incorporating Two Wind Energy Facilities Considering Wind Speed Correlation” North American Power Symposium, NAPS 2008

[10] M. R. Haghifam, M. Omidvar, “Wind Farm Modeling in Reliability Assessment of Power System” 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm, Sweden - June 11-15, 2006

[11] Rajesh Karki, “Reliability and Cost Evaluation of Small Isolated Power System Containing Photovoltaic and Wind Energy”, PhD Thesis, University of Saskatchewan, Saskatoon, April, 2000

[12] Roy Billinton, Rajesh Karki, “Capacity Expansion of Small Isolated Power Systems Using PV and Wind Energy”, IEEE Transaction on Powr Systems, Vol. 16, No. 4, November 2001

[13] R. Billinton, R. Karki, “Maintaining Supply Reliability of Small Isolated Power Systems Using Renewable Energy” IEE proc-Gener, Transm, Distrib, Vol. 148, No. 6, November 2001

[14] Rajesh Karki, Roy Billinton, “Reliability/Cost Implications of PV and Wind Energy Utilization in Small Isolated Power Systems” IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol. 16, No. 4, December 2001

[15] R. Billinton, Bagen, “A Sequential Simulation Method for the Generating Capacty Adequacy Evaluation of Small Stand-alone Wind Energy Conversion Systems” IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, 2002

[16] X. Liu, S. Islam, “Reliability Evaluation of a Wind-Diesel Hybrid Power System with Battery Bank Using Discrete Wind Speed Frame Analysis” 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm, Sweden - June 11-15, 2006

[17] Xu. Liu, S. Islam, A. Chowdhury, D.O Koval, “Reliability evaluation of a wind-diesel-battery hybrid power system” Industrial and Commercial Power Systems Technical  Conference. ICPS 2008  

[18] Bagen, R. Billinton, “ Impact of Energy Storage on Power System Reliability Performance” IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, May 2005

[19] R. Yokoyama, T. Niimura, N. Saito, “Modeling and Evaluation of Supply Reliability of Microgrids including PV and Wind Power” IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008

[20] Roy Billinton, Ronald. N. Allan, “Reliability Evaluation of Power Systems” Plenum Press, Newyork and London, 2nd Edition, 1994

[21] Li, H.; Chen, Z, “Overview of different wind generator systems and their comparisons” Renewable Power Generation, IET, 2008

[22] T. Ackermann, “wind power in power systems,” John Wiley and Sons Ltd., 2008.

[23] J. Ribrant, and L. M. Bertling, “Survey of Failures in Wind Power Systems With Focus on Swedish Wind Power Plants During 1997–2005,”, IEEE Trans. Energy Conver., vol. 22, no. 1, pp. 167-173, March 2007.

]24[ داده­های مربوط به سرعت باد در منظقه منجیل، اندازه­گیری و ثبت توسط سازمان انرژی­های نو ایران (سانا)

[25] Available: http://www.vestas.com/.

[26] R. L. Cannon, V. D. Jitendra, and J. C. Bezdek, “Efficient Implementation of the Fuzzy c-Means Clustering Algorithms,” IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. PAMI-8, no. 2, pp. 248-255, March 1986

[27] A. P. Leite, C. L. T. Borges, and D. M. Falc˜ao, “Probabilistic wind farms generationmodel for reliability studies applied to Brazilian sites,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 21, no. 4, pp. 1

[28] Yi Gao, “Adequacy Assessment of Electric Power Systems Incorporating Wind and Solar Energy” A Thesis Submitted to the College of Graduate Studies and Research in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in the Department of Electrical Engineering University of Saskatchewan, 2006

[29] S. Mousavi, “Reliability Assessment of Complex Power Systems and the Use of NEPLAN Tool” Master thesis written at the School of Electrical Engineering, Royal Institute of Technology, KTH, 2005/2006.