كمينه سازي كاهش اجباري توان توليدي مزارع بادي با بهره گيري از يك راهكار كوتاه مدت ابتكاري بر مبناي بازپخش واحدهاي فسيلي

Minimizing the Wind Power Curtailment Using a Short-Term Generation Redispatch Method

در ساليان اخير، به علت نگراني هاي زيست محيطي و افزايش قيمت منابع سوخت، استفاده از انرژي باد با هدف توليد انرژي الكتريكي رشد فزاينده اي داشته است. از طرف ديگر، رشد سريع ظرفيت نصب شده مزارع بادي، باعث بروز مشكلاتي در برنامه-ريزي و بهره برداري از شبكه هاي قدرت شده است. اين مشكلات عمدتاً ناشي از مشخصات ذاتي مزارع بادي بوده و از ويژگي-هايي چون عدم قطعيت توان توليدي و عدم كنترل پذيري سطح توان خروجي آنها نشات مي گيرند. از جمله چالش هاي اساسي در بهره برداري از سيستم هاي قدرت، نياز به كاهش اجباري توان خروجي مزارع بادي براي حفظ قيود فني شبكه انتقال است. در همين راستا، اين مقاله سعي دارد در ابتدا با ارايه يك روش تحليلي مناسب، به مدل سازي عدم قطعيت توان خروجي مزارع بادي پرداخته و سپس با ارايه يك روش ابتكاري براي بازپخش واحدهاي فسيلي، توانايي اين راهكار را در كمينه سازي كاهش اجباري توان خروجي مزارع بادي بررسي نمايد. پس از شرح ساختار و فرمولاسيون روش پيشنهادي بازپخش واحدهاي توليدي با هدف بيشينه كردن استفاده از توان مزارع بادي، آن را بر روي شبكه تست اصلاح شده 24 شينه IEEE-Reliability Test System (IEEE-RTS) اعمال كرده و با ارزيابي نتايج حاصله در ضرايب نفوذ باد متفاوت، ميزان اثربخشي روش پيشنهادي بررسي مي-گردد.

In recent years, due to environmental concerns together with rising costs of the fossil fuels, the wind energy usage in electricity generation of various countries has experienced a growing trend. Owing to inherent characteristics of wind turbines output generation, i.e. uncertainty in their output level as well as being undispatchable, the rapid growth of installed wind farms, however, has caused some new challenges in operation and planning studies of power systems. Among the major challenges in operation of high wind penetrated power systems, wind energy curtailment has been considered as an attractive ongoing area of research which can significantly determine the capacity credit of wind farms. In this regard, this paper at first tries to model the uncertainty in wind farms output level exploiting an analytical method and then it proposes an innovative fossil units redispatch algorithm as a short term solution in wind energy curtailment issues. The wind energy maximization is introduced as the objective function of the redipatch problem. In order to investigate the abilities of the proposed method in reducing the curtailment level of wind farms, various cases are applied to the modified IEEE 24 bus Reliability Test System (IEEE-RTS) and the obtained results confirms its applicability.