برنامه‌ریزی توسعه هم‌زمان شبکه‌های برق، گاز و حرارت با درنظرگرفتن قابلیت اطمینان سیستم

با افزایش نگرانی‌ها در مورد بحران انرژی و مسائل مربوط به آلودگی محیط‌زیست، تحقیقات زیادی در زمینه برنامه‌ریزی دستگاه‌های چند حاملی انرژی صورت‌گرفته است، اما برای پاسخ‌گویی بهینه به رشد تقاضای بارهای الکتریکی و حرارتی، لازم است برنامه‌ریزی توسعه منابع آن‌ها به‌صورت هماهنگ و هم‌زمان صورت پذیرد. لذا در این مقاله، یک مدل خطی آمیخته با عدد صحیح برای برنامه‌ریزی توسعه هم‌زمان شبکه‌های برق و گاز پیشنهاد شده است. هدف مسئله، به حداقل رساندن کل هزینه‌‌‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌‌‌برداری و هزینه قطع بارهای الکتریکی و حرارتی در افق زمانی برنامه‌ریزی است. گزینه‌های سرمایه‌گذاری شامل احداث خطوط الکتریکی، توربین‌های بادی، واحدهای تولید هم‌زمان حرارت و برق (chp)، واحدهای تبدیل برق به گاز (p2g) و کوره‌های گازی (gf) در نظر گرفته شده است. هزینه‌‌‌های بهره‌‌‌برداری نیز شامل هزینه‌‌‌های نگهداری خطوط الکتریکی، هزینه نگهداری توربین‌‌‌های بادی و هزینه‌‌‌های خرید برق و گاز از شبکه بالادست است. استراتژی‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری شبکه‌ها با درنظرگرفتن قابلیت اطمینان سیستم در صورت خروج chpها تعیین شده است. مدل پیشنهادی روی شبکه‌های به‌هم‌پیوسته الکتریکی 33 شین و گازی 20 گره‌ای، پیاده‌سازی و تحلیل شده است. تحلیل نتایج نشان می‌دهد که با درنظرگرفتن احتمال خروج واحدهای chp، مجموع هزینه‌‌‌های شبکه افزایش یافته است.

simultaneous expansion planning of electrical, gas and heat networks considering system reliability

global energy consumption, particularly in the residential areas, has increased rapidly in the past decades. with increasing concerns about the energy crisis and environmental pollution issues, achievements have been made in the field of multi-carrier energy system planning. therefore, in this article, a mixed integer linear model was proposed for planning the simultaneous development of electrical and gas networks. the goal of the problem was to minimize the set of investment costs, operation and the cost of curtailed electrical and thermal loads in the planning time horizon. investment options included constructing electric lines, wind turbines, chp units, p2g units, and gas furnaces. the operating costs consisted of the maintenance costs of electric lines, the maintenance costs of wind turbines, and the costs of purchasing electricity and gas from the upstream network. network investment and exploitation strategies were determined by considering the system's reliability in the output of chps. the proposed model was implemented and analyzed on 33-bus electrical and 20-node gas interconnected networks. the analysis of the results showed that considering the possibility of chp unit outage will increase the total costs of the network.