مدیریت سمت تقاضا

امروزه علاقه بسیاری جهت مدیریت و برنامه ریزی سیستمهای انرژی شکل گرفته که در آن هدف مینیمم نمودن هزینه تولید،کاهش قیمت برق مصرفی برای مصرف کنندگان و استفاده بهتر از منابع تجدیدپذیر انرژی در شبکه های قدرت است. در این راستا، از آنجا که مدیریت سمت تقاضا مشارکت مصرف کنندگان را در سیستمهای قدرت افزایش میدهد، مدلسازی مشخصه های مصرف کننده از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله از یک الگوریتم بهینه سازی زنبور عسل چند بعدی بر روی یک ریز شبکه به منظور تعیین تولید بهینه در آن استفاده شده است که در آن با در نظر گرفتن قیمت پیشنهادی هر یک از منابع تولید و ذخیره و همچنین قیمت پیشنهادی بارهای قابل قطع مدیریت بهینه انرژی صورت میگیرد. مقایسه الگوریتم پیشنهاد شده در این مقاله با الگوریتم مربوط به سیستمهای انرژی متداول نشاندهنده 30% کاهش هزینه به همراه افزایش در سرعت تصمیم گیری توسط کنترلر مرکزی و نیز بهبود عملکرد منابع موجود در ریزشبکه مربوط به سیستم تحت مطالعه است.

امروزه، سیستم های ریزشبکه به عنوان ابزاری پایه برای تولید توان با کیفیت بهتر، راندمان بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتر بکار گرفته می شود. اقدام اساسی در این سیستم ها، جبران تاثیرهای ناشی از متغیر بودن تولید منابع غیرقابل کنترل است. در این مقاله، یک فرمول کلی برای تخمین عملکرد بهینه سیستم، به منظور مینیمم سازی هزینه های مربوط منابع تولید، بارهای قابل قطع و همچنین کاهش قیمت برق مصرفی (MCP) ارائه شده است. در این راستا، برای ایجاد تعادل در عرضه و تقاضا، تاثیر میزان ذخیره انرژی در شبکه و پاسخ سمت تقاضا نیز لحاظ شده است. در مسئله بهینه سازی مطرح شده، برای مینیمم سازی هزینه های سیستم از الگوریتم جدیدی بنام رقابت استعماری چند بعدی استفاده شده است که در آن قیود فنی شامل تغذیه کامل بار و مشخصه های فنی مربوط به هر یک از منابع موجود در ریز شبکه ها، لحاظ شده است. مقایسه ای مابین الگوریتم پیشنهاد شده و الگوریتم سیستم مدیریت انرژی متداول اصلاح شده (MCEMS) در سیستم تست ریزشبکه مرکز تحقیقات انرژی کاتالونیا، نشان دهنده کارایی الگوریتم پیشنهاد شده برای تامین تقاضای بار، کاهش هزینه کلی تولید (در حدود 31 %) و همچنین کاهش MCP نسبت به MCEMS می باشد.

یکی از مسائل مهم در بهره برداری بهینه از سیستم قدرت، بهره برداری بهینه از ریزشبکه ها با در نظر گرفتن مدیریت سمت تقاضا است. اجرای برنامه های مدیریت سمت تقاضا از یک طرف باعث کاهش هزینه بهره برداری از سیستم قدرت گردیده و از طرف دیگر اجرای این گونه برنامه ها نیاز به سیاستهای تشویقی مالی دارد. در این مقاله مسئله بهره برداری بهینه از ریزشبکه ها به همراه مدیریت سمت تقاضا به صورت یک مساله بهینه سازی فرمول بندی گردیده است. جابجایی بار به عنوان یک راهکار موثر در مدیریت سمت تقاضا در نظر گرفته شده است. تابع هدف این مساله، حداقل کردن مجموع هزینه های بهره برداری از سیستم قدرت و هزینه جابجایی بار بوده و قیود مساله شامل قیود بهره برداری و محدودیتهای اجرایی برای جابجایی بار است. در این مساله میزان جابجایی بارها برحسب ساعت به عنوان متغیرهای مسئله در نظر گرفته شده و برای حل این مساله، از ترکیب الگوریتم ژنتیک و الگوریتم پخش بار بهینه استفاده شده است. روش پیشنهادی به یک ریزشبکه نمونه اعمال شده و نتایج نشان داد که با مدیریت سمت تقاضا می توان هزینه کل بهره برداری از یک ریزشبکه را کاهش داد.

هدف: مدیریت سمت تقاضا در بخش مصرف انرژی برق، راهبردی کلیدی برای دولت هاست تا زمان و مقدار مصرف انرژی برق را در دوره های زمانی خاصی از سال، مانند تابستان و روزهایی از زمستان کنترل کنند. در سال های اخیر، اغلب مطالعات انجام شده در حوزه مدیریت سمت تقاضا، به جنبه های فنی و مهندسی مرتبط با این راهبرد، مانند هوشمندسازی شبکه های برق و به اصطلاح کنترل پذیری یا رؤیت پذیری مصرف مشترکان برق معطوف بوده است و به نقش مصرف کننده، به عنوان محل اصلی شکل گیری تقاضای برق، کم توجهی شده است. به عبارت دیگر، جنبه اجتماعی راهبرد مدیریت سمت تقاضا، در سایه مطالعات مربوط به جنبه های فنی این راهبرد نادیده گرفته شده است. این پژوهش، به دنبال طراحی الگوی مدیریت سمت تقاضا در بخش برق با توجه به نقش گروه های مختلف، ذی نفعان یا مصرف کنندگان در ایران و با در نظر گرفتن چارچوب حکمروایی همکارانه بوده است. روش: این پژوهش، در دو مرحله کیفی و کمّی انجام شد. در مرحله اول و بر اساس رهیافت برساختگرا در نظریه پردازی داده بنیاد، الگوی مدیریت سمت تقاضای برق در ایران با استفاده از فرایند کدگذاری روی داده های حاصل از انجام مصاحبه های نیمه ساختاریافته ارائه شد. این مصاحبه ها با خبرگان دانشگاهی و مدیران اجرایی در دانشگاه ها، بخش دولتی و بخش خصوصی انجام گرفت و مصاحبه ها تا زمان اطمینان از تحقق اشباع نظری ادامه یافت. در مجموع ۱۹ مصاحبه انجام شد و مصاحبه شوندگان بر اساس روش نمونه گیری هدفمند انتخاب شدند. در مرحله دوم پژوهش حاضر، الگوی به دست آمده در مرحله اول اعتبارسنجی شد. اعتبارسنجی از طریق پرسیدن نظر کارشناسان خبره فعال در وزارت نیرو با استفاده از پرسش نامه و سپس، تحلیل داده های جمع آوری شده بر اساس مدل سازی معادلات ساختاری در بستر نرم افزار اسمارت پی ال اس انجام شد. تعداد مشارکت کنندگان در مرحله دوم پژوهش ۱۹۸ نفر بود که به روش نمونه گیری اتفاقی ساده انتخاب شدند. کفایت نمونه نیز بر اساس فرمول کوکران تأیید شد. یافته ها: یافته های این پژوهش، چهار دسته متغیر برای مدیریت سمت تقاضای برق شناسایی کرد که عبارت اند از: استراتژی های دولت، شرایط نخستین همکاری، چرخه همکارانه و پیامدها. همچنین برای هریک از این متغیرها نیز سه مؤلفه کلیدی شناسایی شد. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از چارچوب حکمروایی همکارانه، در مدیریت اثربخش سمت تقاضای برق در ایران نقش مؤثری ایفا می کند و همچنین، راهبردهای وزارت نیرو و چرخه همکارانه در تحقق اهداف مدیریت سمت تقاضا نقش تعدیل کننده چشمگیری دارند.

امروزه با وجود ادواتی مثل منابع انرژی پراکنده فسیلی و تجدیدپذیر و منابع ذخیره انرژی که در سطح شبکه های توزیع بهره برداری می شود، مسئله بازآرایی بهینه را با چالش های اساسی روبه رو کرده است، لذا هر تغییری در توان این منابع می تواند نتیجه متفاوتی را در بازآرایی رقم زند. به همین ترتیب تغییرات بار در طول روز نیز می تواند منجر به نتایج متفاوتی در بازآرایی شود، لذا ارائه یک مدلی که به صورت پویا بار روزانه را در نظر گرفته و عدم قطعیت های موجود در منابع انرژی تجدیدپذیر را مدل کند از ضرورت های اصلی مسئله بازآرایی می باشد که می بایست اپراتور سیستم توزیع در یک دوره 24 ساعته یا روزپیشرو در نظر بگیرد. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی مخروطی مرتبه دوم عدد صحیح مختلط برای حل مسئله بازآرایی پویا تصادفی در شبکه های توزیع با منظور کردن منابع انرژی فسیلی و تجدیدپذیر، منابع ذخیره انرژی باتری، پارکینگ های خودروهای برقی و برنامه مدیریت سمت تقاضا با هدف کاهش هزینه قطع بار، کاهش هزینه تلفات، کاهش هزینه خرید انرژی و کاهش هزینه قطع توان منابع انرژی تجدیدپذیر ارائه شده است. شبکه توزیع 33 باس با تعریف سناریوهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل مدل پیشنهادی ارائه شده است، که نتایج بدست آمده کارآمدی مدل پیشنهادی را نشان می دهد.