امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی روند استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر به ویژه توربین­های بادی به منظور تولید برق در کشورهای مختلف دنیا افزایش یافته است. از طرف دیگر توان تولیدی توربین­های بادی وابسته به سرعت باد بوده و با توجه به عدم قطعیت سرعت باد، توان خروجی این نیروگاه­ها متغیر می­باشد. این امر بر مسائل مختلف سیستم قدرت از جمله قابلیت اطمینان تأثیر می­گذارد. به منظور بررسی تأثیر مزارع بادی بر مطالعات قابلیت اطمینان سیستم قدرت نیاز به یک مدل تحلیلی قابلیت اطمینان می­باشد که در این مدل هم خرابی اجزا و هم عدم قطعیت سرعت باد در نظر گرفته می­ شود. با توجه به اینکه تنوع توان­های خروجی مربوط به توربین بادی بسیار زیاد می­باشد لازم است به کمک تکنیک خوشه­بندی تعداد حالت­های مربوط به مدل قابلیت اطمینان این توربین­ها کاهش یابد. در این مقاله به منظور تعیین تعداد حالات مناسب برای مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی روش­های خوشه­بندی مختلف مورد استفاده قرار گرفته و نتیجه می­ شود که بر اساس معیار متوسط انرژی تعیین نشده روش فازی میانگین مناسب­ترین روش می­باشد.

پیشگفتار

مدل تحلیلی بدست آمده می ­تواند در مطالعات مختلف سیستم قدرت به مانند برنامه­ ریزی استفاده شود و همچنین تعداد و ظرفیت نیروگاه­هایی که لازم است در آینده به منظور تأمین بار پیش ­بینی شده نصب گردند، با این مدل بدست می­آید. در تعیین مدل مناسب قابلیت اطمینان (تعداد حالت­ها و ظرفیت مربوط به هر حالت) از روش­های مختلف خوشه­بندی استفاده شده و مناسبترین تکنیک که می ­تواند بهینه­ترین مدل را از نقطه نظر قابلیت اطمینان بدست دهد تعیین می­ شود. این تکنیک از مقایسه نتایج مربوط به روش­های مختلف خوشه­بندی حاصل می­ شود.

در مطالعات قابلیت اطمینان روش­های تحلیلی (مدل چند حالته با احتمال رخداد مربوط حالت­ها) و غیر تحلیلی (مبتنی بر روش شبیه سازی مونت کارلو) وجود دارد. در این تحقیق از روش تحلیلی استفاده شده و یک مدل قابلیت اطمینان چند حالته برای نیروگاه­های بادی بدست می ­آید و لذا مدل بدست آمده مشکلات ناشی از روش شبیه سازی به مانند نیاز به حجم حافظه بالا، صرف نمودن زمان طولانی در شبیه سازی و … را به همراه ندارد.