مدل برنامه ریزی توسعه تولید/انتقال مقید به حاشیه امنیت فرکانسی با مشارکت اینرسی مجازی منابع انرژی تجدیدپذیر

با گسترش منابع تجدیدپذیر انرژی و کاهش اینرسی معادل شبکه های قدرت، مسئله تامین پاسخ فرکانسی اولیه شبکه قدرت مطرح شده است که در میان تمامی راهکارهای پیشنهادی، دو روش تغییر مدیریت نیروگاه های شبکه و فعال‌سازی اینرسی مجازی تولیدات تجدیدپذیر بیشتر از سایر روش ها مورد استقبال قرار گرفته است. مسئله برنامه ریزی توسعه تولید/انتقال نیز باید خود را با این روش ها تطبیق دهد؛ بنابراین در این مقاله مدلی از برنامه ریزی توسعه تولید/انتقال ارائه شده است که در آن هر یک از نیروگاه های تجدیدپذیر بادی و خورشیدی دارای اینرسی مجازی هستند و می توانند در پاسخ فرکانسی اولیه مشارکت نمایند. همچنین، قیود مربوط به حاشیه امنیت فرکانسی در مسئله لحاظ شده است. حاشیه امنیت فرکانسی، حداکثر مقدار مجاز و قابل‌تحمل نامتعادلی میان تولید و مصرف برق یک شبکه است که با در نظرگیری آن می توان، برنامه ریزی صحیح تری برای توسعه تولید/انتقال شبکه نسبت به روش هایی که در آن پاسخ فرکانس شبکه را به‌صورت چند ضابطه‌ای مدل می کردند، ارائه می دهد. نسبت به روش سنتی نیز تحمل شبکه در مقابل حوادث ناگهانی افزایش پیدا کرده است و مانع از خروج مقادیر قعر فرکانس و نرخ تغییرات فرکانس از حد مجاز شده است که مسلماً با صرف هزینه بیشتری نسبت به مدل سنتی این امر محقق شده است. از شبکه ieee-rts96 برای بررسی صحت مدل استفاده شده است. از ترکیب نرم‌افزارهای yalmip و mosek برای حل مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح به‌دست‌آمده استفاده شده است که کارایی قابل‌توجهی در حل این مدل ها از خود نشان داده اند. همچنین دینامیک فرکانس شبکه در اثر خروج بزرگ‌ترین نیروگاه و تحلیل حساسیت پارامترهای پاسخ فرکانسی نسبت به افزایش سطح نفوذ تولیدات تجدیدپذیر ارائه شده است.

model of frequency security margin constrained generation/transmission expansion planning with contribution of renewable energy resources virtual inertia

with the expansion of renewable energy resources and the reduction of the power system total inertia, the problem of providing the primary frequency response (pfr) has been raised. other methods were welcomed. the issue of generation/transmission expansion planning must also adapt to these methods. therefore, in this paper, a model of generation/transmission expansion planning is presented in which each of the renewable energy sources such as wind and solar power plants has virtual inertia. so, they can participate in the primary frequency response. moreover, frequency security margin constraints are also included in the issue. frequency security margin is the maximum allowable and tolerable unbalance between the generation and consumption power of the network which can lead to more accurate expansion planning than other pfr-based method, if considered. compared to the traditional method, the network’s tolerance to sudden events has increased, which has certainly can be achieved at a higher cost than the traditional one. the ieee-rts96 network was used to verify the proposed model. the results show a percentage increase in cost compared to the traditional method, and an increase in network frequency security margin. the combination of yalmip and mosek software has been used to solve the mixed integer linear programming model, which have shown its superiority in solving these models.