اشتراك‌گذاري بهينه انرژي منابع توليد پراكنده تجديدپذير در شبكه توزيع با درنظرگرفتن عدم‌قطعيت

Optimal Sharing of Renewable Energy Sources in Distribution Networks Considering the Uncertainties

در اين مقاله يك رهيافت تصادفي كارآمد به منظور درنظر گرفتن اثرات عدم‌قطعيت بر نحوه اشتراك‌گذاري بهينه انرژي و جايابي مكان نصب منابع توليد پراكنده تجديدپذير در شبكه‌ي توزيع ارائه شده است. تابع هدف اصلي مدل پيشنهادي، كاهش تلفات انرژي در شبكه‌ي توزيع است. به دليل بزرگي تلفات ساليانه شبكه توزيع، كاهش تلفات مزاياي چشم‌گيري دارد. حذف بخشي از تلفات، صرفه‌جويي قابل توجهي را در مصرف انرژي به دنبال دارد و سرمايه‌گذاري براي افزايش كارايي شبكه را توجيه مي‌كند. از جمله اين سرمايه‌گذاري‌ها قراردادن منابع توزيع‌شده (DG) مانند منابع توليد پاك و تجديدپذير (RES) در شبكه است. عدم‌قطعيت موجود در توليد RES و تقاضاي انرژي، بهره‌بردار شبكه توزيع را در به‌كارگيري بهينه از منابع مختلف را با چالش مواجه كرده است. در نتيجه، مشاركت انرژي منابع تجديدپذير عموماً بر اين اساس مشخص مي‌شود كه فقط بخش كوچكي از توليد نامي اين منابع در تأمين انرژي شبكه نقش دارد. روش پيشنهادي اشتراك‌گذاري بهينه انرژي و جايابي منابع تجديدپذير را در برابر تمام وضعيت‌هاي غير قطعي بهره‌برداري را تضمين مي‌كند. مديريت عدم‌قطعيت در اين مقاله براساس روش سناريو بنيان مدل‌سازي شده است. همچنين با انجام تحليل حساسيت، حداكثر درصد نفوذ و تعداد بهينه منابع تجديدپذير قابل نصب در شبكه تعيين مي‌شود. مدل پيشنهادي برروي شبكه توزيع شعاعي 33 شينه IEEE و در محيط نرم‌افزار بهينه‌سازي GAMS پياده‌سازي شده است. نتايج شبيه‌سازي توزيع مناسب انرژي بر روي منابع موجود و كاهش تلفات انرژي شبكه را براساس جايابي و اشتراك‌گذاري انرژي منابع توليد پراكنده تجديدپذير نشان مي‌دهد. ارزيابي نتايج برنامه‌ريزي تصادفي نسبت به برنامه‌ريزي در حالت قطعي، دستيابي به يك مقدار واقعي براي كاهش تلفات در حدود 35% را تضمين مي‌كند.

This paper proposes a framework to demonstrate the impact of renewable energy sources' (RESs) uncertainties on the optimal sharing of energy and optimal allocation of different types of RESs in the distribution system to minimize energy losses. Because of the huge annual lossesin distribution networks, loss reduction in these networks will be desired from the distribution system operator's perspective. Loss reduction can have significant savings in energy consumption and justify investments to improve network efficiency. One of these investments is optimal location and sizing of distributed generations (DGs) such as clean and renewable generation sources in the network. Uncertainty in RES- based DGs power generatiom and energy demand, makes the planning and operation of distribution networks a challanging problem. As a result, it is assumed that RESs can share a small percentage of their nominal capacity.The proposed method, guarantees the optimal energy sharing and placement of RESs for all possible operating conditions.The inherent uncertainties of RESs are modeled via scenario base method. Penetration limit and number of DGs determined by sensitivity analysis. The proposed model is implemented on the IEEE standard 33-bus radial test systems, and solved by General Algebraic Modeling System (GAMS) optimization software. The simulation results show that appropriate dispatch of energy on the existing resources and minimization of energy loss could be obtained with respect to optimal energy sharing and placement of RES. Analysis results of probabilistic and deterministic cases, substanciate the lossreduction about 35%