مقاله برق با ترجمه فارسی

مدلسازی انرژی باد احتمالی در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم تولید برق

 

Probabilistic Wind Energy Modeling in Electric Generation System Reliability Assessment

Abstract

Power grid reliability impacts could be significant when a large amount of variable wind generation is integrated with the electric power system. The widely used deterministic reliability assessment method is invalid when modeling the intermittency of wind energy sources. The energy-based probabilistic reliability assessment models are required in system reliability impact assessment in order to consider the stochastic characteristic of wind resources. This paper investigates different stochastic characteristics in wind energy integration, including resource availability, generation facility outage, and transmission availability. A probabilistic framework of reliability modeling for renewable resource integration such as wind energy conversion system is proposed in this paper. Using the proposed reliability models and framework, the cost of wind energy integration with the power grid for maintaining system adequacy and reliability can be evaluated realistically. The IEEE Reliability Test System is utilized to demonstrate the developed models and methods. The methodology can be used for modeling the reliability of industrial and commercial facilities being serviced by wind farms and transmission lines.

Index Terms—Cost, outage rate, planning, reliability, transmission availability, wind energy.

I. INTRODUCTION

RENEWABLE energy resources, such as wind and solar energy conversion systems, play an important role to eliminate reliance on fossil fuels, as well as in reducing the greenhouse gas emissions. With the wind energy technology advancements in the past couple of decades, it is expected that a large amount of electric energy supply requirements will be met by nonconventional energy sources, such as wind, solar, and geothermal technologies. Many countries have adopted aggressive Renewable resource Portfolio Standard (RPS) targets in order to reduce their reliance on imported oil and environmentally harmful fossil fuels. For example, in the state of California, a 33% RPS target by 2020 is under consideration [1]. Wind resource integration with the power system has received increased attention by power system researchers and engineers in both planning and operation phases. Intermittency and variability of energy production associated with any renewable technologies need to be reflected and accurately modeled in system reliability performance assessments.

 

چکیده

هنگامی که مقدار زیادی از تولید باد متغیر با سیستم نیروی برق همراه می‌شود تاثیرات شدید قابلیت اطمینان شبکه قدرت می‌تواند مهم باشد. روش ارزیابی قابلیت اطمینان قطعی که به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد در زمان مدل‌سازی تناوب منابع انرژی باد نامعتبر می‌باشد. مدل‌های ارزیابی قابلیت اطمینان احتمالاتی مبتنی بر انرژی در ارزیابی تاثیر قابلیت اطمینان سیستم به منظور در نظر گرفتن مشخصه تصادفی منابع باد مورد نیاز می‌باشند. این تحقیق خصوصیات تصادفی مختلف در ادغام انرژی باد، از جمله در دسترس بودن منابع، از شبکه خارج کردن تأسیسات تولید، و در دسترس بودن انتقال را مورد بررسی قرار می‌دهد. در این تحقیق چارچوب احتمالی مدل‌سازی قابلیت اطمینان برای یکپارچه‌سازی منابع تجدید‌پذیر مانند سیستم تبدیل انرژی باد مطرح گردیده است. با استفاده از مدل‌ها و چارچوب قابلیت اطمینان پیشنهادی و هزینه‌های یکپارچه‌سازی انرژی باد با شبکه برق برای حفظ کفایت و قابلیت اطمینان سیستم می‌تواند به طور واقع‌گرایانه ارزیابی شود. سیستم تست قابلیت اطمینان IEEE برای تشریح و اثبات مدل‌ها و روش‌های توسعه‌یافته مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند برای مدل‌سازی قابلیت‌اطمینان امکانات صنعتی و تجاری که توسط نیروگاه‌های بادی و خطوط انتقال سرویس‌دهی می‌شود مورد استفاده قرار گیرد.

کلید واژه‌ها - هزینه، میزان قطعی، برنامه‌ریزی، قابلیت اطمینان، در دسترس بودن انتقال، انرژی باد

1. مقدمه

منابع انرژی تجدید‌پذیر، مانند باد و سیستم‌های تبدیل انرژی خورشیدی نقش مهمی را در حذف تکیه بر سوخت‌های فسیلی، و همچنین در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بازی می‌کنند. با پیشرفت فن‌آوری انرژی باد در دو دهه گذشته، این انتظار می‌رود که مقدار زیادی از نیازهای تامین انرژی الکتریکی توسط منابع انرژی غیر‌متعارف، مانند باد، خورشید، و تکنولوژی‌های زمین گرمایی مرتفع خواهد شد. بسیاری از کشورها به منظور کاهش اتکا به نفت وارداتی و سوخت‌های فسیلی مضر بر محیط زیست، اهداف استاندارد نمونه  منابع تجدید‌پذیر (RPS) تهاجمی را به کار گرفته‌‌اند. به عنوان مثال، در ایالت کالیفرنیا، 33٪ هدف RPS  در سال 2020 تحت بررسی می‌باشد [1]. یکپارچه‌سازی منابع باد با سیستم قدرت توسط محققان و مهندسان سیستم قدرت در هر دو فاز برنامه‌ریزی و بهره برداری مورد توجه قرار گرفته است. تناوب و تنوع تولید انرژی مرتبط با هر یک از فن‌آوری‌های تجدید‌پذیر نیازمند تامل و مدلسازی صحیح در ارزیابی عملکرد قابلیت‌اطمینان سیستم می‌باشد.

 

دانلود مقاله با ترجمه فارسی