پایان نامه با واژه های کلیدی قابلیت اطمینان، رفاه اجتماعی، میزان بارگذاری

دانلود پایان نامه ارشد

زیربازه‌ی s مربوط به دوره‌ی t در تکرار آن را تنظیم می‌کند.
ISO مجدّداً به مقایسه‌ی نتایج می‌پردازد و متناسب با مقایسه‌ی ISO، یا روند تکرار می‌شود و یا به پایان
می‌رسد. دقّت شود که زمان‌بندی تعمیراتی که در بازه‌های زمانی با قابلیت اطمینان کم قرار دارند باید به طریقی جریمه شوند و آن‌هایی که در بازه‌های زمانی با قابلیت اطمینان زیاد هستند باید تشویق شوند. در الگوریتمی که توسط تولیدکننده حل می‌شود، وقتی که الگوریتم در تکرار nام همگرا می‌شود، هزینه‌ی زمان‌بندی مجدّد تعمیرات به صورت زیر محاسبه می‌شود:

این هزینه‌ی زمان‌بندی مجدّد باید به تولیدکنندگان پرداخت شود که برای این منظور، هزینه‌ی فوق به صورت تناسبی بین مصرف‌کنندگان آن دوره‌ها و زیربازه‌ها تقسیم می‌شود که به صورت زیر محاسبه می‌شود و معمولاً در مقابل کلّ پرداخت مصرف‌کنندگان مقدار اندکی دارد (با توجّه به نتایج عددی ارائه شده در این مقاله، این هزینه کمتر از %5/0 از کلّ پرداخت مصرفکنندگان است):

هزینه‌ای که در قبال زمان‌بندی مجدّد تعمیرات به هر تولیدکننده اختصاص می‌یابد به صورت زیر محاسبه می‌شود و به این ترتیب مدل ارائه شده در [7] تکمیل میشود:

در پژوهش دیگری، داسیلوا48 [23] برای زمان‌بندی تعمیرات واحدهای تولید به ارائه‌ی یک مدل مبتنی بر برنامه‌ریزی عدد صحیح می‌پردازد و از طریق آن نشان می‌دهد که برای انجام تعمیرات واحدهای تولید، لازم و ضروری است که قیود بهره‌برداری سیستم انتقال نیز باید در نظر گرفته شود. در این مدل، سیستم انتقال از طریق یک پخشتوان بهینهی جریان مستقیم مدل می‌شود و حدّ ظرفیت خطوط انتقال و حدّاکثر توان تولیدی ژنراتورها نیز در نظر گرفته می‌شود. تابع هدف در نظر گرفته شده در این مدل [23] به صورت زیر است:

که در آن:
T: تعداد زیربازه‌های موجود در افق برنامه‌ریزی،
NG: تعداد ژنراتورهایی که در زمان‌بندی تعمیرات در نظر گرفته شده‌اند،
NK: تعداد پیشامد‌های در نظر گرفته شده برای هر زیربازه،
NB: تعداد شین‌های سیستم،
cit: هزینه‌ی تعمیرات مربوط به واحد تولید i در زیربازه‌ی t،
xit: متغیّر تصمیم مربوط به تعمیرات واحد تولید i در زیربازه‌ی t،
: فاکتور جریمه‌ی مربوط به شین j و
rjtk: بار قطع شده در شین j در زیربازه‌ی t ناشی از پیشامد k می‌باشد.
در این تابع هدف، بخش اوّل مرتبط با هزینه‌های مستقیم تعمیرات واحدهای تولید است و قسمت دوم مربوط به هزینه‌ی قطع بار در شین‌های مختلف شبکه می‌باشد. مدل ارائه شده توسّط داسیلوا [23] برای برنامه‌ریزی کوتاه‌مدّت سیستم قدرت کاربر دارد و در این مدل، برنامه‌ی خروج واحدهای تولید در یک ماه آینده تعیین می‌شود. در
‏جدول2-1 نتایج عددی مربوط به اجرای این الگوریتم بر روی شبکهای سه شینه که دارای شش واحد تولید است، آورده شده است.
همان‌طور که در ‏جدول2-1 مشاهده می‌شود، برنامه‌ی تعمیرات واحدهای شماره 3، 4 و 5، در حالتی که قیود سیستم انتقال در نظر گرفته شوند و حالتی که قیود سیستم انتقال در نظر گرفته نشوند کاملاً متفاوتند و تصمیم‌گیری در خصوص زمان‌بندی تعمیرات این واحدها کاملاً وابسته به لحاظ و یا عدم لحاظ قیود سیستم انتقال می‌باشد.
در پژوهشی دیگر، پاندزیک [24] با ارائه‌ی مدلی به زمان‌بندی تعمیرات سالانه‌ی واحدهای تولید در یک محیط رقابتی می‌پردازد. در این مقاله، ابتدا مدلی شامل یک برنامه‌ریزی دو سطحی49 برای یک تولیدکننده که دارای چندین واحد تولید است بیان می‌شود که از طریق آن، این تولیدکننده می‌تواند درآمد ( و یا سود) خود را بیشینه کند و در عین حال قیود تعمیرات (در مسأله‌ی سطح بالا) و همچنین قیود بهره‌برداری شبکه (در مسأله‌ی سطح پایین) نیز رعایت شوند. مسأله‌ی سطح پایین در این مدل دو سطحی، فرآیند تسویه‌ی بازار با تابع هدف حدّاکثر میزان رفاه اجتماعی است.
در ادامه، مسأله‌ی یک تولیدکننده به صورت یک برنامه‌ی ریاضی با قیود مساوی (MPEC50) نوشته می‌شود و از ترکیب و حلّ همزمان MPECهای مربوط به تمام تولیدکنندگان، یک EPEC51 حاصل می‌شود که به صورت زیر فرمول‌بندی می‌شود:

این مسأله در واقع مدلی از بازی چند پیرو-یک راهبر52 است؛ چرا که در تمام MPECهای مربوط به تولیدکنندگان، مسأله‌ی سطح پایین آن‌ها که همان روند تسویه‌ی بازار است، مشابه است. حلّ این EPEC منجر به تعادلی می‌شود که دیگر هیچ تولیدکنندهای قادر نخواهند بود با تغییر زمان‌بندی تعمیرات واحدهای تحت مالکیت خود، سود خود را افزایش دهد.از آن‌جا که با افزایش تعداد تولیدکنندگان، تعداد MPECها و در نتیجه، تعداد متغیّرهای مسأله بسیار زیاد می‌شوند، در این مقاله، برای حلّ مسأله از یک الگوریتم جدید با نام الگوریتم قطری‌سازی53 استفاده می‌شود که در آن، در هر زمان MPEC مربوط به یکی از تولیدکنندگان حل می‌شود و فرض می‌شود که متغیّرهای تصمیم سایر تولیدکنندگان ثابت می‌ماند. این روند تا زمانی تکرار می‌شود که در یک تعادل، دیگر هیچ یک از تولیدکنندگان انگیزه‌ای برای تغییر زمان‌بندی تعمیرات واحدهای خود نداشته باشد.
وو [25] در زمان‌بندی تعمیرات میان‌مدّت واحدهای تولید یک تولیدکننده، عدم قطعیت‌های موجود در قیمت‌های انرژی، خدمات جانبی و سوخت را نیز در نظر می‌گیرد و با ارائه‌ی مدلی احتمالاتی، زمان‌بندی خروج این واحدها را مبتنی بر ریسک‌های مالی تعیین می‌کند. در این مدل، از قیمت‌های بدست آمده از یک برنامه‌ریزی مبتنی بر قیمت مشارکت واحدها (PBUC54) استفاده می‌شود و یک مدل MILP55 احتمالاتی ارائه می‌شود. زمان‌بندی حاصل شده، قبل از اجرا برای تأیید و اعتبار‌سنجی به ISO ابلاغ می‌شود.

نتایج عددی مقاله‌ی [23]
ژنراتور
هفته‌ی شروع تعمیرات

بدون در نظر گرفتن سیستم انتقال
با در نظر گرفتن سیستم انتقال
1
1
1
2
1
1
3
1
2
4
2
3
5
3
2
6
1
1
در خصوص تعمیرات خطوط انتقال نیز می‌توان به کار پاندزیک [8] اشاره کردکه با ارائه‌ی یک مدل MILP (که در واقع خطّی شده‌ی یک مسأله‌ی دو سطحی است) بهترین برنامه‌ی زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال را در یک محیط متمرکز و با یک افق یک ساله تعیین می‌کند. در این مدل، اپراتور سیستم انتقال (TSO)56 در مسأله‌ی سطح بالا قرار می‌گیرد و تابع هدف خود را به صورتی که در رابطه‌ی ‏(2-27) آورده شده است تعریف می‌کند که نتیجه‌ی آن بیشینه کردن ظرفیت انتقالِ در دسترس در طی یک سال است:

که در آن:
plmax: ظرفیت انتقال خطّ l (MW)،
pl(t): توان عبوری از خطّ l در زیربازه‌ی t (MW)،
plh (t): توان عبوری مربوط به سطح بارگذاری h خطّ l در زیربازه‌ی t (MW)،
plhabs(t): قدرمطلق plh (t) (MW)،
Uh: ضریب وزنی مربوط به سطح بارگذاری h،
kl: ضریب وزنی مربوط به خطّ l،
djcmax(t): ظرفیت بلوک jام بار cام در زیربازه‌ی t (MW)،
xl(t): متغیّر باینری مربوط به تعمیرات خطّ l در زیربازه‌ی t، که اگر این خط در این زیربازه تحت تعمیر باشد مقدار آن یک و در غیر این صورت مقدار آن صفر است،
: مجموعه‌ی شامل تمام بارهای شبکه،
: مجموعه‌ی شامل بلوک‌های مربوط به هر بار،
: مجموعه‌ی شامل خطوطی که کاندید تعمیرات هستند،
: مجموعه‌ی شامل خطوطی که کاندید تعمیرات نیستند و
: مجموعه‌ی شامل سطوح بارگذاری در نظر گرفته شده برای خطوط شبکه است.
این تابع هدف در واقع مجموع ظرفیت استفاده نشده‌ی خطوط انتقال شبکه است که باید در افق زمانی مطالعه (یک سال در این مقاله) بیشینه شود. این تابع هدف در واقع جنبه‌ی قابلیت اطمینان شبکه را در نظر می‌گیرد. مجموعه‌ی قیودی که برای این مسأله در نظر گرفته می‌شود را می‌توان در سه دسته‌ی کلّی جای داد: یکی قیود مرتبط با توان عبوری از خطوط انتقال، دیگری قیود تعمیرات خطوط انتقال و دیگری، مسأله‌ی سطح پایین است که روند تسویه‌ی بازار را در هر هفته (و یا به عبارت بهتر، در هر بازه‌ی زمانی) با هدف بیشینه کردن رفاه اجتماعی57 انجام می‌دهد. سه دسته قید فوق در زیر آورده شده‌اند:
قیود مرتبط با توان عبوری از خطوط انتقال:

از آن‌جا که در این مقاله برای خطوط انتقال سیستم، سطوح بارگذاری متفاوتی در نظر گرفته می‌شود
(h∈Φ)، قید ‏(2-28) بیان می‌کند که در هر بازه‌ی زمانی t، مجموع قدر مطلق مربوط به فلوی عبوری بلوک‌های مختلف هر خطّ انتقال باید برابر با قدر مطلق فلوی عبوری از آن خط باشد. قید ‏(2-29) تعیین می‌کند که در هر بازه‌ی زمانی، فلوی عبوری از هر بلوک خطّ انتقال (هر سطوح مختلف بارگذاری) باید کمتر از حدّاکثر مقدار بارگذاری تعیین شده برای آن بلوک باشد. پارامتر V_h تعیین کننده‌ی کران‌های بالای مربوط به سطوح مختلف بارگذاری خطوط انتقال سیستم، بر حسب درصدی از ظرفیت بیشینه‌ی خطوط، می‌باشد. به عنوان مثال، این پارامتر می‌تواند به صورتی که در ‏جدول2-2 آورده شده است باشد.
در این مثال چهار سطح بارگذاری برای خطوط انتقال سیستم در نظر گرفته شده است که در سطح اوّل، میزان بارگذاری هر خطّ انتقال می‌تواند بین صفر تا %70 ظرفیت خط باشد. مجموعه‌ی قیود ‏(2-30) و
‏(2-31) به طور همزمان و توأمان، الزام می‌کنند که در هر زمان، p_l^abs (t)=|p_l (t)| باشد.
قیود تعمیرات خطوط انتقال:

نمونه‌ای از پارامتر V_h [8]
V_h
h
%70 – 0
1
%85 – 70
2
%95 – 85
3
%100 – 95
4

که در این روابط:
: مجموعه‌ی شامل خطوطی که نباید همزمان به تعمیرات بروند،
: مجموعه‌ی شامل خطوطی که تعمیرات آن‌ها نسبت به یکدیگر دارای تقدّم است،
: مجموعه‌ی شامل خطوطی که تعمیرات آن‌ها باید هم‌پوشانی داشته باشد،
: تعداد زیربازه‌های کاری لازم برای تعمیرات خطّ l،
: تعداد زیربازه‌های آخرهفته‌ی لازم برای تعمیرات خطّ l،
N: حدّاکثر تعداد خطوطی که می‌توانند به طور همزمان به تعمیرات بروند،
Oij: تعداد زیربازه‌هایی که تعمیرات خطّ i و j باید هم‌پوشانی داشته باشد،
: مقدار حدّاقل بین تعداد زیربازه‌های لازم برای تعمیرات خطّ i و j، و
: مقدار حدّاکثر بین تعداد زیربازه‌های لازم برای تعمیرات خطّ i و j می‌باشد.
متغیّر تعمیرات خطوط کاندید در قیود ‏(2-32) بیان شده است که اگر برای خطّ l در زمان t مقدار آن یک باشد به معنی این است که این خط تحت تعمیر است. در این مدل، هفته‌های سال، خود به دو زیربازه‌ی دیگر با نام‌های «روزهای کاری58» و «آخر هفته59» تقسیم می‌شوند که این کار برای مدل‌سازی دقیق‌تر پروفیل بار صورت گرفته است. هر خطّ انتقال برای تعمیرات خود به تعداد مشخّصی روزهای کاری نیاز دارد (Wd) و به تعداد مشخّصی آخر هفته (We). قیود ‏(2-33) و ‏(2-34)، به ترتیب، بیان‌گر تعداد هفته‌های کاری و آخر هفته‌های لازم برای تعمیرات هر خطّ انتقال هستند. قیود ‏(2-35) و ‏(2-36)، به ترتیب، الزام می‌کنند که تعمیرات روزهای کاری و آخر هفته برای هر خط، هر کدام به صورت پیوسته انجام شوند. در صورتی که Wd و We بزرگتر از صفر باشند، قیود ‏(2-37) تضمین می‌کنند که مجموعه‌ی تعمیرات روزهای کاری و آخر هفته نیز باهم به صورت پیوسته اجرا شود. قیود ‏(2-38) بیان‌گر محدودیت تیم تعمیرات در هر بازه‌ی زمانی می‌باشند. قیود ‏(2-39) از تعمیرات هم‌زمان برخی خطوط انتقال جلوگیری می‌کنند. خطوطی که نباید همزمان به تعمیرات بروند در مجموعه‌ی Ω^E قرار دارند. قید ‏(2-40) تقدّم تعمیرات خطّ i را نسبت به خطّ j تضمین می‌کند. ترکیب هم‌زمان قیود ‏(2-41) و ‏(2-42) الزام می‌کند که خطوطی که باید تعمیرات آن‌ها به یک اندازه‌ی مشخّص هم‌پوشانی داشته باشد، هم‌پوشانی لازم برای آن‌ها رعایت شود.
تسویه‌ی بازار در هر بازه‌ی زمانی:
این بخش از مسأله، تسویه‌ی بازار را در هر بازه‌ی زمانی با هدف بیشینه کردن رفاه اجتماعی و مقیّد به قیود
بهره‌برداری شبکه، اجرا می‌کند.
در ادامه‌ی این مقاله [8]، مسأله‌ی دو سطحی بیان شده در روابط ‏(2-27)-‏(2-42) ابتدا با استفاده از تئوری دوگان60 به یک مسأله‌ی یک‌پارچه تبدیل می‌شود و پس از آن، قیودی که شامل ترم‌های غیرخطّی هستند، خطّی شده و مدل MILP نهایی

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با واژه های کلیدی قابلیت اطمینان، عدم قطعیت، زمان بندی Next Entries پایان نامه با واژه های کلیدی قابلیت اطمینان، نیروی انسانی، عدم قطعیت