کنترل فرکانس شبکه قدرت با استفاده از خودروهای برقی با ملحوظ نمودن رفتار تصادفی آنها
چکیده
تا کنون مطالعات زیادی در زمینه کنترل فرکانس به دلیل ارزش و اهمیت آن در مباحث ارائه ی پایدار انرژی در سیستم های قدرت، انجام شده است. با افزایش نفوذ خودروهای الکتریکی در شبکه این خودروها می توانند نقش بسزایی در سیستم های قدرت و کنترل فرکانس آن ایفا کنند. همچنین مطالعاتی در راستای مدل سازی بار و تولید این خودروها از دید شبکه های قدرت انجام گرفته است، که در حقیقت با مدل سازی و شبیه سازی رفتار این خودروها دید مناسبی را از پروفایل بار و پتانسیل تولید این خودروها در طول ساعات مختلف شبانه روز به متخصصان می دهد. این خودروها رفتار تصادفی دارند و در نتیجه ظرفیت توان قابل دسترس آنها نیز دارای رفتار تصادفی می باشد. در نتیجه برای بررسی اثر آنها بر شبکه باید از مدل های آماری و احتمالی استفاده کرد. اپراتور سیستم قدرت برای گریز از ریسک تصادفی بودن ظرفیت این خودروها می تواند از نهادی به نام تجمیع کننده کمک بگیرد و در نتیجه این ریسک را به تجمیع کننده انتقال دهد. تجمیع کننده ظرفیت خودروهای الکتریکی را تجمیع می کند و به صورت بلوک های چند مگاواتی با اپراتور سیستم قرارداد می بندد. در این پروژه ابتدا به بررسی مفاهیم مرتبط با v2g (اتصال خودرو به شبکه) و کنترل فرکانس پرداخته می شود. سپس نقش تجمیع کننده در خدمات v2g و کنترل فرکانس ارزیابی می گردد. سپس فرض خواهد شد که در مبادلات و قراردادهای توان، این نهاد تجمیع کننده وجود ندارد که بررسی آن در این پروژه مطرح می شود. همانطور که قبلاً ذکر شد رفتار خودروهای برقی به دلیل تصادفی بودن رفتار مالکان خودروها کاملاً تصادفی است، ولی اگر تعداد این خودروها زیاد باشد با ترکیب این متغیرهای تصادفی می توان رفتاری قابل پیش بینی را برای آن تصور نمود. اساس این پروژه مدل سازی رفتار این خودروها با استفاده از توزیع دوجمله ای و نرمال است و سعی شده است مدل احتمالاتی تقریباً کاملی که پارامترهای مورد نیاز از جمله محدودیت انرژی، برنامه ریزی شارژ و ... را پوشش دهد، ارائه شود و طریقه محاسبه توان بهینه برای شرکت در بازار خدمات جانبی توضیح داده شده است. همچنین با استفاده از این توزیع های احتمال، مقدار بهینه توان برای شرکت در بازار خدمات جانبی و با توجه به مکانیزم های جریمه بدست آورده شده است. سپس پس از ایجاد مدل مناسب با شبیه سازی های متناظر به بررسی اثر تصادفی بودن میزان توان قابل دسترس (ناشی از تصادفی بودن رفتار خودروهای برقی) بر کنترل فرکانس (افزایش و کاهش فرکانس-رگولاسیون) شبکه با در نظر گرفتن تجمیع کننده وبدون حضور تجمیع کننده پرداخته خواهد شد. مدل بازار استفاده شده در این پروژه بازار خدمات جانبی (بازار رگولاسیون) می باشد. یکی از نکاتی که باید در شبیه سازی های کنترل فرکانس در نظر گرفت نوع شبکه ارتباطی و انتشار و دریافت اطلاعات است. در این پروژه شبکه ارتباطی یک سویه (جهت ارتباط فقط از طرف اپراتور به خودروها) و شبکه ارتباطی دوسویه (جهت ارتباط هم از طرف اپراتور به خودروها و هم از طرف خودروها به اپراتور) مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در پایان با توجه به اهمیت خودروهای برقی و نفوذ آن ها در شبکه های آینده، در این تحقیق سعی شده است تاثیر قیود فیزیکی شبکه بر کنترل فرکانس نیز به صورت مختصر بررسی شود.