Electric Power System Planning: Issues, Algorithms and Solutions

کتاب حاضر به مسائل مختلف برنامه ریزی سیستم قدرت برای متخصصان و همچنین دانشجویان سطوح ارشد و کارشناسی ارشد می پردازد. تأکید آن بر مسائل بلندمدت است، اگرچه بسیاری از ایده‌ها ممکن است برای موارد کوتاه‌مدت و میان‌مدت با برخی اصلاحات استفاده شوند. مطالب پشتیبان در دوازده پیوست کتاب ارائه شده است. خوانندگان می‌توانند از مثال‌های متعدد ارائه‌شده در فصل‌ها و مشکلات در پایان فصل‌ها استفاده کنند تا مطمئن شوند که مطالب به اندازه کافی پیگیری شده است.

بر اساس آنچه Matlabبه عنوان یک پکیج قدرتمند برای دانشجویان و متخصصین ارائه می کند که برخی از نمونه ها و مشکلات در استفاده از M-فایل های مخصوصاً توسعه یافته و پیوست شده برای این منظور حل شده است. این یک ویژگی منحصر به فرد برای درک عمیق مواد به کتاب اضافه می کند، که گاهی اوقات درک ریاضی آن دشوار است.

فصل 1 مقدمه ای بر برنامه ریزی سیستم قدرت (PSP) ارائه می دهد. مسائل و اصول اولیه از آنجایی که اکثر مسائل PSP به عنوان مسائل بهینه سازی مدل می شوند، تکنیک های بهینه سازی در برخی جزئیات در فصل 2 پوشش داده شده است. علاوه بر این، تصمیم گیری های PSP بر اساس ملاحظات فنی و اقتصادی است، بنابراین اصول اقتصادی به طور خلاصه در فصل 3 بررسی می شود. به عنوان یک نیاز اساسی. از مطالعات PSP، بار باید شناخته شود. بنابراین، پیش‌بینی بار در فصل 4 ارائه شده است.

مسئله برنامه‌ریزی توسعه نسل تک اتوبوس (GEP) در فصل 5 توضیح داده شده است. این مطالعه با استفاده از WASP-IV، توسعه‌یافته توسط آژانس بین المللی انرژی اتمی. این مطالعه ساختار شبکه را نادیده می گیرد. یک مسئله GEP چند شینه در فصل 6 مورد بحث قرار گرفته است که در آن اثرات انتقال به نحوی توضیح داده شده است. نتایج GEP تک باس به عنوان ورودی برای این مشکل استفاده می شود.

مسئله SEP به طور کامل در فصل 7 ارائه شده است. فصل 8 به مسئله برنامه ریزی توسعه شبکه (NEP) اختصاص دارد. که در آن شبکه برنامه ریزی شده است. نتایج NEP به نوعی ساختار شبکه را اصلاح می کند. برخی ملاحظات و بهبودهای عملی مانند موارد چند ولتاژی در فصل 9 مورد بحث قرار گرفته است. از آنجایی که مطالعه NEP معمولاً مبتنی بر برخی فرضیات ساده‌کننده و تحلیل جریان بار جریان مستقیم (DCLF) است، مطالعه دقیق برنامه‌ریزی توان راکتیو (RPP) در نهایت در فصل ارائه می‌شود. 10، برای تضمین عملکرد قابل قبول ACLF در شرایط عادی و همچنین شرایط اضطراری. این، به نوعی، مشکل اساسی PSP را به پایان می‌رساند.

محیط‌های در حال تغییر به دلیل بازسازی سیستم قدرت، برخی عدم قطعیت‌ها را در مورد مسائل PSP دیکته می‌کند. در فصل 11 نشان داده شده است که چگونه می توان این عدم قطعیت ها را محاسبه کرد. اگرچه PSP به عنوان یک کتاب درسی در نظر گرفته شده است، اما PSP نیز موضوعی پژوهش محور است. به همین دلیل است که فصل 12 به روندهای تحقیق در PSP اختصاص دارد. فصل ها با یک مثال جامع در فصل 13 به پایان می رسند که راه حل گام به گام یک مورد عملی را نشان می دهد.

The present book addresses various power system planning issues for professionals as well as senior level and postgraduate students. Its emphasis is on long-term issues, although much of the ideas may be used for short and mid-term cases, with some modifications. Back-up materials are provided in twelve appendices of the book. The readers can use the numerous examples presented within the chapters and problems at the end of the chapters, to make sure that the materials are adequately followed up.

Based on what Matlab provides as a powerful package for students and professional, some of the examples and the problems are solved in using M-files especially developed and attached for this purpose. This adds a unique feature to the book for in-depth understanding of the materials, sometimes, difficult to apprehend mathematically.

Chapter 1 provides an introduction to Power System Planning (PSP) issues and basic principles. As most of PSP problems are modeled as optimization problems, optimization techniques are covered in some details in Chapter 2. Moreover, PSP decision makings are based on both technical and economic considerations, so economic principles are briefly reviewed in Chapter 3. As a basic requirement of PSP studies, the load has to be known. Therefore, load forecasting is presented in Chapter 4.

Single bus Generation Expansion Planning (GEP) problem is described in Chapter 5. This study is performed using WASP-IV, developed by International Atomic Energy Agency. The study ignores the grid structure. A Multi-bus GEP problem is discussed in Chapter 6 in which the transmission effects are, somehow, accounted for. The results of single bus GEP is used as an input to this problem.

SEP problem is fully presented in Chapter 7. Chapter 8 devotes to Network Expansion Planning (NEP) problem, in which the network is planned. The results of NEP, somehow, fixes the network structure. Some practical considerations and improvements such as multi-voltage cases are discussed in Chapter 9. As NEP study is typically based on some simplifying assumptions and Direct Current Load Flow (DCLF) analysis, detailed Reactive Power Planning (RPP) study is finally presented in Chapter 10, to guarantee acceptable ACLF performance during normal as well as contingency conditions. This, somehow, concludes the basic PSP problem.

The changing environments due to power system restructuring dictate some uncertainties on PSP issues. It is shown in Chapter 11 that how these uncertainties can be accounted for. Although is intended to be a text book, PSP is a research oriented topic, too. That is why Chapter 12 is devoted to research trends in PSP. The chapters conclude with a comprehensive example in Chapter 13, showing the step-by-step solution of a practical case.