BÁO CÁO MÔN QUY HOẠCH MẠNG QUY HOẠCH MẠNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÔNG TÍNH GỘP Trong bài báo này, một cách tiếp cận mới cho quy hoạch mạng trong các hệ thống điện không tính gộp được trình bày sau đây. Cách tiếp cận này sẽ tính đến mong muốn của nhu cầu khách hàng, các nhà sản xuất điện, nhà điều hành hệ thống, chủ sở hữu mạng, và người điều chỉnh trong quy hoạch mạng.
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO MÔN QUY HOẠCH MẠNG
Đề tài : QUY HOẠCH MẠNG TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN KHÔNG TÍNH GỘP
Học viên: Đỗ Văn Mạnh
Lớp: K17Đ
HÀ NỘI – THÁNG 9/2011
Trang 2QUY HOẠCH MẠNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÔNG TÍNH GỘP
Bản tóm tắt: Trong bài báo này, một cách tiếp cận mới cho quy hoạch mạng trong các
hệ thống điện không tính gộp được trình bày sau đây Cách tiếp cận này sẽ tính đến mong muốn của nhu cầu khách hàng, các nhà sản xuất điện, nhà điều hành hệ thống, chủ sở hữu mạng, và người điều chỉnh trong quy hoạch mạng Sự cạnh tranh, độ tin cậy, tính linh hoạt của hoạt động, chi phí mở rộng truyền dẫn, và tác động môi trường được sử dụng như tiêu chí quy hoạch Để xem xét mức độ quan trọng của các bên liên quan và tiêu chí quy hoạch trong quy hoạch mạng, mức độ quan trọng đầu tiên của cácbên liên quan và tiêu chí quy hoạch được xác định bởi một phương pháp mới Sau đó, mức độ quan trọng của các bên liên quan và tiêu chí quy hoạch được tổng hợp với những mức độ phù hợp của quy hoạch mở rộng để tính toán một chỉ số mờ cho đo lường tính chất tốt của quy hoạch mở rộng Quy hoạch cuối cùng được chọn bằng trìnhbày phương pháp đánh giá rủi ro mờ Cách tiếp cận này được áp dụng cho một hệ thống kiểm tra tám bus
Thuật ngữ: Quá trình phân tích hệ thống phân cấp, làm mờ quyết định, dựa vào thị
trường quy hoạch mở rộng truyền dẫn, hệ thống điện các bên liên quan, xác suất vị trí biên giá (LMP), tình huống kỹ thuật, các bên liên quan mong muốn
I. GIỚI THIỆU
Sự cấu trúc lại và bãi bỏ quy định có vai trò không tính gộp của các mạng liên quan [1]–[3] Tách ra các vai trò đã mang lại những thách thức mới cho các bên liên quan Các bên liên quan có mong muốn và kỳ vọng khác nhau từ hoạt động và mở rộng của hệ thống Do đó, biện pháp khuyến khích mới và không khuyến khích đã nổi lên liên quan đến quyết định truyền dẫn mở rộng Hơn nữa, vai trò không tính gộp trong các bên liên quan đã thay đổi mục tiêu của quy hoạch mạng và tăng sự không chắc chắn [4],[5] Do đó, các nhà đầu tư truyền dẫn đã phải đối mặt với nguy cơ rất lớntrong môi trường bãi bỏ quy định Bởi vì những mục tiêu mới và sự không chắc chắn, phương pháp tiếp cận mới là cần thiết cho quy hoạch mạng mở rộng trong các hệ thống điện không tính gộp
A Mục tiêu của quy hoạch truyền dẫn
Nói chung, mục tiêu chính của quy hoạch mạng trong các hệ thống điện không tính gộp là cung cấp một môi trường cạnh tranh không phân biệt đối xử cho tất cả các bên liên quan trong khi vẫn duy trì độ tin cậy của hệ thống điện Cụ thể, mục tiêu của
Trang 3quy hoạch truyền dẫn cung cấp cho mong muốn của các bên liên quan Mong muốn của các bên liên quan trong việc mở rộng truyền dẫn [2]–[9] như sau:
- Khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho cạnh tranh giữa những người liên quan thị trường điện;
- Cung cấp truy cập không phân biệt đối xử này sang thế hệ khác giá rẻ cho tất cảngười tiêu dùng;
- Giảm tắc nghẽn truyền tải;
- Giảm thiểu rủi ro đầu tư;
- Giảm thiểu các chi phí đầu tư và hoạt động;
- Tăng độ tin cậy của mạng;
- Tăng tính linh hoạt của hệ thống hoạt động;
- Giảm những chi phí mạng;
- Giảm thiểu các tác động môi trường
Mong muốn trên có mức độ quan trọng khác nhau cho các bên liên quan khác nhau Mặt khác, các bên liên quan có mức độ quan trọng khác nhau trong quyết định
mở rộng mạng Đây phải được xem xét trong quy hoạch mạng [1][3]
B Sự không chắc chắn và tính không rõ ràng của hệ thống điện
Sự không chắc chắn có thể được xếp vào hai loại: ngẫu nhiên và không ngẫu nhiên Sự không chắc chắn ngẫu nhiên có một độ lệch của những tham số được lặp lại
và có một phân bố xác suất được biết đến Do đó, các số liệu thống kê của họ có thể được bắt nguồn từ các quan sát qua Sự không chắc chắn ở tải có trong mục này Sự không chắc chắn không ngẫu nhiên là sự biến hóa của tham số không lặp lại, và do đó,
số liệu thống kê của chúng không thể được bắt nguồn qua quan sát Sự không chắc chắn trong việc mở rộng thế hệ trong mục này Bên cạnh đó sự không chắc chắn, có những dữ liệu không rõ ràng trong quy hoạch mạng Dữ liệu không rõ ràng là những
dữ liệu mà không thể, thể hiện rõ được Từ khi phương pháp của mô hình sự không chắc chắn ngẫu nhiên, sự không chắc chắn không ngẫu nhiên, và tính không rõ ràng là khác nhau, hệ thống điện không chắc chắn và tính không rõ ràng phải được xác định
và phân rõ ràng trước khi lập quy hoạch Nguồn của sự không chắc chắn ngẫu nhiên trong các hệ thống điện không tính gộp [2]–[4], [6], [10], [11] như sau:
- Tải
- Chi phí phát sinh và kết quả là đấu giá của máy phát điện;
- Điện và giá thầu của các nhà sản xuất điện độc lập (IPPs);
- Sự xoay giao dịch;
Trang 4- Sẵn có của các máy phát điện, đường truyền, và các cơ sở hệ thống khác
Nguồn của sự không chắc chắn không ngẫu nhiên [3], [4], [6], [11] - [16]
như sau:
- Phát sinh mở rộng / đóng cửa;
- Tải mở rộng / đóng cửa;
- Cài đặt / đóng cửa các phương tiện truyền khác;
- Thay thế các phương tiện truyền tải;
- Truyền tải chi phí mở rộng;
- Quy định của thị trường
Sự không chắc chắn trong các dữ liệu sau [2], [3], [6]:
- Độ quan trọng của các bên liên quan trong việc đưa ra quyết định;
- Độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch từ quan điểm của các bên liên quan khác nhau;
- Độ xảy ra các tình huống có thể xảy ra trong tương lai
Phương pháp xác suất [2], [3], [6], [10], [11], tình huống kỹ thuật [3], [4], [6], [11] - [16], và quyết định mờ [2], [3], [6] được sử dụng để đưa vào tài khoản bất định ngẫu nhiên, bất định không ngẫu nhiên, và tính không rõ ràng, tương ứng
II. MÔ HÌNH TỔNG QUAN
Các tình huống chiến lược đầu tiên được xác định mô hình bất định không ngẫu nhiên Trong mỗi tình huống, hàm phân bố xác suất (PDF) của vị trí biên giá (LMP) cho mỗi bus được tính bằng cách sử dụng dòng xác suất điện tối ưu Một số đề cử mở rộng được đề xuất dựa trên hàm phân bố xác suất của vị trí biên giá Mỗi đề cử được thêm vào mạng, và hàm phân bố xác suất của vị trí biên giá được tính một lần nữa cho mỗi tình huống Sự phù hợp của quy hoạch mở rộng so với tiêu chí quy hoạch khác nhau được tính toán dựa trên hàm phân bố xác suất của vị trí biên giá Độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch và các bên liên quan được xác định sử dụng quá trình phân tích phân cấp Độ phù hợp của quy hoạch mở rộng, độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch,
và mức độ quan trọng của các bên liên quan trong quy hoạch mạng được tổng hợp để tính toán một chỉ số mờ phù hợp để đo lường tính chất tốt của quy hoạch mở rộng Quy hoạch cuối cùng được chọn bằng cách sử dụng trình bày phương pháp đánh giá rủi ro mờ Thủ tục lập quy hoạch bao gồm các giai đoạn sau đây:
1) Xác định tập hợp các tình huống chiến lược có thể;
2) Đề nghị đề cử cho việc mở rộng truyền dẫn dựa trên hàm phân bố xác suất của
vị trí biên giá;
3) Tính toán mức độ phù hợp của quy hoạch mở rộng so với các tiêu chí khác nhau
Trang 5trong mỗi tình huống;
4) Xác định mức độ quan trọng của các bên liên quan và các tiêu chí quy hoạch;5) Tập hợp các mức độ phù hợp của quy hoạch mở rộng với độ tầm quan trọng của các bên liên quan và tiêu chí quy hoạch để tính toán chỉ số mờ phù hợp cho đo lường tính chất tốt của quy hoạch mở rộng;
6) Lựa chọn phương án cuối cùng sử dụng đánh giá rủi ro mờ;
7) Tính toán năng lực của quy hoạch mở rộng lựa chọn
Bài viết này được tổ chức như sau Xác định thiết lập các tình huống chiến lược có thể được thảo luận tại mục III Một phương pháp xác suất dựa trên thị trường để đề xuất quy hoạch mở rộng được trình bày trong mục IV Một chỉ số mờ phù hợp để đo lường tính chất tốt của quy hoạch mở rộng được quy định tại Mục V Trong mục VI, một phương pháp để đánh giá rủi ro mờ được trình bày Khả năng của dòng lựa chọn được thảo luận tại mục VII Phương pháp này được áp dụng cho một hệ thống kiểm tratám bus tại mục VIII Kết luận tại mục IX cuối của bài báo
III. XÁC ĐỊNH THIẾT LẬP TÌNH HUỐNG CHIẾN LƯỢC
Một tình huống (tương lai) là một tập hợp các kết quả hoặc sự thực hành của tất cả
sự không chắc chắn Để mô hình sự không chắc chắn không ngẫu nhiên, tất cả các tìnhhuống chiến lược có thể, và mức độ xuất hiện của họ phải được xác định Vì trong hệ thống điện không tính gộp thế hệ quy hoạch mở rộng không phải là phối hợp với quy hoạch mở rộng mạng, chính sự không chắc chắn không ngẫu nhiên là liên quan đến
mở rộng hoặc đóng của thế hệ Do đó, các tình huống chiến lược chính có liên quan đến mở rộng hoặc đóng cửa của thế hệ
IV. ĐỀ XUẤT ỨNG CỬ QUY HOẠCH MỞ RỘNG
Khi lập quy hoạch truyền dẫn, tập hợp các quy hoạch mở rộng có thể là rất lớn kể
từ giữa mỗi hai Bus một đường dây truyền tải mới có thể được xây dựng Có n(n-1)/2 ứng cử cho việc mở rộng của một mạng n Bus Hầu hết các ứng cử không đáp ứng các ràng buộc của quy hoạch và phải được loại bỏ Để xác định các ứng cử mở rộng có hiệu quả, các phân bố xác suất đầu tiên của vị trí biên giá được tính toán cho các tình huống khác nhau bằng cách sử dụng mô phỏng Monte Carlo [2], [3], [6], [10], [11] Lưu ý rằng phương pháp tiếp cận được trình bày là một cách tiếp cận tĩnh giữa kỳ và phân bố xác suất của vị trí biên giá được tính cho các phụ tải đỉnh của năm cuối của chu kỳ quy hoạch Một trung bình cao của vị trí biên giá tại một Bus cho thấy không
có quyền truy cập này sang giá rẻ phát sinh và một trung bình thấp của vị trí biên giá chỉ truy cập vào hệ giá rẻ dư thừa và truy cập không đủ tải Do đó, việc xây dựng một dòng mới giữa hai bus với trung bình thấp và cao của vị trí biên giá sẽ cho phép truyền
đi của thế hệ dư thừa giá rẻ Do đó, dòng điện từ các bus vị trí biên giá thấp tới bus vị
Trang 6trí biên giá cao do chênh lệch giá tiềm năng Vì vậy, giữa mỗi cặp bus có sự khác biệt
vị trí giá biên trung bình lớn hơn giá trị quy định (SV), một dòng mới được đề nghị làm ứng cử mở rộng Các thiết lập của ứng cử bằng kết hợp của các ứng cử của tất cả các tình huống
V. ĐO TÍNH CHẤT TỐT CỦA QUY HOẠCH MỞ RỘNG
Để đo tính chất tốt của quy hoạch mở rộng, mỗi tính chất trong số chúng, với công suất cao nhất có thể, được giới thiệu vào mạng, và các phân bố xác suất của vị trí giá biên được tính cho mỗi tình huống Bây giờ chúng ta cần một chỉ số phù hợp để đo lường tính chất tốt của mỗi quy hoạch mở rộng Chỉ số phù hợp này phải đưa vào độ tài khoản quan trọng của các bên liên quan trong việc đưa ra quyết định, độ quan trọngcủa tiêu chí quy hoạch từ quan điểm của các bên liên quan khác nhau, và mức độ phù hợp của quy hoạch mở rộng so với tiêu chí quy hoạch khác nhau
A Mức độ quan trọng của các bên liên quan và tiêu chí quy hoạch
Các bên liên quan có quyền lợi trong việc lập quy hoạch mở rộng truyền dẫn và phát huy động lực cho việc mở rộng nhu cầu khách hàng, nhà sản xuất điện, nhà điều hành hệ thống, chủ sở hữu mạng (s), và điều chỉnh [1] - [3] Các bên liên quan mong muốn (lập quy hoạch tiêu chí) là cạnh tranh, độ tin cậy, linh hoạt của hoạt động, chi phí truyền mở rộng, và tác động môi trường [1] - [3] Nó là rất khó khăn và có thể được thản nhiên để gán giá trị sắc nét đến mức độ quan trọng của các bên liên quan và các tiêu chí quy hoạch.Trong bài báo này, mức độ quan trọng của các bên liên quan và các tiêu chí quy hoạch được mô hình hóa bằng những con số mờ Để chỉ định một số
mờ cho mỗi mức độ quan trọng, một cuộc khảo sát đã được thực hiện Hai câu hỏi được thiết kế Trong trả lời câu hỏi đầu tiên được yêu cầu trả lời các câu hỏi sau đây.Quyết định của các bên liên quan Si liên quan đến quyết định của các bên liên quan
Si trong việc đưa ra quyết định quy hoạch mạng quan trọng như thế nào? Vui lòng chọn một trong các tùy chọn sau:
Với khi: S1 = nhu cầu khách hàng, S2 = nhà cung cấp điện, S3 = nhà điều hành hệ thống, S4 = chủ sở hữu mạng , i=1,2,…,5, và j = i + 1,…,5 OL, VL, SL, ML, E, MM,
SM, VM, và OM là chữ viết tắt tương ứng của Overwhelmingly Less important, Very strongly Less important, Strongly Less important, Moderately Less important, Equally important, Moderately More important, Strongly More important, Very strongly More important, and OverwhelminglyMore important Trong câu hỏi thứ hai, chúng tôi yêu cầu trả lời các câu hỏi sau đây
Độ quan trọng như thế nào có tiêu chí quy hoạch Ci liên quan đến tiêu chí quy hoạch Cj ? Vui lòng chọn một trong các tùy chọn sau:
Trang 7Với khi: C1 = cạnh tranh, C2 = Độ tin cậy, C3 = độ tin cậy của hệ thống, C4 = chi phí truyền mở rộng, C5 = tác động của môi trường i= 1,…,5 và j= i+1,…,5 Câu hỏi đầu tiên đã được gửi đến một số chuyên gia tư vấn quy hoạch mạng, các giáo sư, tiến
sĩ, sinh viên được liên quan vào việc lập quy hoạch mở rộng mạng Các câu hỏi thứ hai
đã được gửi đến một số khách hàng yêu cầu, các nhà sản xuất điện, chủ sở hữu truyền, vận hành hệ thống khu vực, và điều chỉnh Câu hỏi 2 cũng được gửi đến một số
chuyên gia tư vấn lập quy hoạch, các giáo sư, và tiến sĩ ,sinh viên Họ được yêu cầu trảlời bảng câu hỏi từ quan điểm của các bên liên quan khác nhau một cách riêng biệt Quá trình phân tích hệ thống cấp bậc [17], [18] được sử dụng để xác định mức độ quantrọng của các bên liên quan trong việc đưa ra quyết định và mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch từ quan điểm khác nhau của các bên liên quan
Giả sử m khách hàng yêu cầu trả lời bảng câu hỏi 2 Thủ tục gán các số mờ cho mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch từ quan điểm của nhu cầu khách hàng là như sau
1) Tính mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch cho mỗi câu trả lời:
a) Ma trận so sánh tính toán từng đôi cho trả lời p:
Trả lời p bao gồm Iij p cho i = 1, ,5, và j = i+1,…,5 IP
ij là mức độ quan trọng của tiêuchí quy hoạch Ci liên quan đến tiêu chí quy hoạch Cj từ quan điểm của nhu cầu khách hàng p Giá trị và 9 là ấn định cho tương ứng
[17], [18] Ma trận so sánh từng đôi được tính toán cho trả lời p Ma trận so sánh từng đôi được cho bời:
Nếu ma trận so sánh từng đôi được tính bằng cách sử dụng tất cả các Iij pđược đưa ra
bởi một người trả lời, mối quan hệ nhất quán có thể bị vi phạm Ma trận so sánh từng đôi có thể được tính bằng bốn yếu tố độc lập của Iij p Để giữ cho mối quan hệ nhất
quán, bốn yếu tố độc lập của IPS được xác định bằng cách sử dụng sơ đồ Hasse [17]
Trang 8Ma trận so sánh từng đôi được tính bằng cách sử dụng các yếu tố độc lập của câu trả lời p.
b) Tính toán véctơ đặc trưng của trị số đặc trưng khác không của Ap :
Thông qua việc nhân ma trận so sánh từng đôi Ap bởi vector của mức độ quan trọng Ip
, chúng ta có được phương trình sau đây:
Hạng của ma trận A là 1 Vì vậy, nó chỉ có một trị số đặc trưng Nó rất dễ dàng để cho thấy rằng các trị số đặc trưng khác không của A là bằng 5 Phương trình (3) cho thấy vector Ip là vectơ đặc trưng của trị số đặc trưng khác không của ma trận Ap Vì vậy, cácyếu tố của mức độ bình thường Ip là độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch từ quan điểm của nhu cầu khách hàng p
2) Loại bỏ dữ liệu xấu:
Sau khi tính độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch cho mỗi câu trả lời, trung bình và độlệch chuẩn của mỗi tiêu chí quy hoạch được tính toán trên các câu trả lời khác nhau Giả sử và là trung bình và độ lệch chuẩn của trên p = 1,…, m Nếu một số giá trị của cho p = 1, , m đặt nằm ngoài khoảng sau đó các câu trả lời liên quan được coi là dữ liệu xấu và được loại bỏ
3) Gán một số mờ cho mỗi tiêu chí quy hoạch
Xét cho p = 1, , m và i = 1,…,5 Số tam giác mờ
là gán cho tiêu chí Ii , là trung bình của Ii
sau khi loại bỏ dữ liệu xấu Con số mờ này bao gồm tất cả các giá trị của cho p = 1, , m và Có năm tiêu chí quy hoạch Tổng của với i = 1,…,5 là bằng 1 Để hạn chế tính không rõ ràng ở các mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch, nó giả định rằng phạm vi được chấp nhận cho là
Vì vậy, việc gán chỉ số tam giác mờ được điều chỉnh như sau:
Trang 9Hình1 (a) cho thấy gán số mờ bằng độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch từ quan điểmcủa nhu cầu khách hàng Các thuật toán được sử dụng để tính toán mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch theo quan điểm của các bên liên quan khác và mức độ quan trọng của các bên liên quan trong việc đưa ra quyết định quy hoạch mạng Hình1 cho thấy mức độ quan trọng của tiêu chí quy hoạch theo quan điểm của các bên liên quan khác nhau Hình 2 cho thấy mức độ quan trọng của các bên liên quan trong việc đưa raquyết định quy hoạch mạng.
Trang 10B Căn cứ tiêu chí thị trường