دانشکده مهندسی

گروه آموزشی مهندسی برق

جلسه دفاعیه رساله برای دریافت درجه دکتری در

رشته مهندسی برق گرایش قدرت

 

عنوان:

توسعه پایدار انرژی الکتریکی بر اساس مدل چند عاملي با رويكرد تركيبي از نگاه سياستگذاري و فنی

 

اساتید داور:

جناب آقای دکتر سید محمدتقی بطحائی، استاد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

جناب آقای دکتر عباس فتاحی، استادیار دانشگاه صنعتی همدان

جناب آقای دکتر علیرضا حاتمی، استادیار دانشگاه بوعلی سینا همدان

 

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر محمدحسن مرادی

 

استاد مشاور:

جناب آقای دکتر سیدمهدی حسینیان

 

نگارش:

صالح رازینی

 

سه شنبه 27 تیرماه 1396، ساعت 14

سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

 

BU-Ali Sina University

 

Faculty of engineering

Department of electrical engineering

 

 

Thesis submitted for Ph.D of electrical power engineering

 

 

Title

 

Multi-agent energy modeling for sustainable development

using combined policy making and technical approach

 

 

 

 

 

Supervisor:

Mohammad Hassan Moradi (Ph. D)

 

Advisor:

Seyed Mahdi Hosseinian (Ph. D)

 

By:

Saleh Razini

 

 

July 18, 2017

 

 

 

چكيده:

با توجه به محدودیت منابع متداول انرژی در کنار رشد فزاینده مصرف انرژی، این رساله به مسأله توسعه پایدار تولید انرژی الکتریکی پرداخته است. در این راستا، ابتدا مفهوم توسعه پایدار و ابعاد مختلف آن در مبحث تولید برق بررسی شده و بر اهمیت توجه به توسعه متوازن صنعت برق با سایر بخش‌های اقتصاد جامعه تاکید شده و در همین راستا در این رساله یک روش ترکیبی سیاستگذاری-فنی پیشنهاد، مدلسازی و استفاده شده که در آن از ترکیب رویکرد‌های بالا به پایین و پایین به بالا در مدلسازی سیستم انرژی استفاده ‌‌می‌شود.

در رویکرد بالا به پایین در مدل پیشنهادی این رساله، برای مدلسازی سیاستگذاری‌ها در برنامه‌ریزی توسعه تولید برق، از روش پس‌بینی استفاده شده است. در این روش سیاست‌ها و اهداف کلان به صورت شاخص‌های کمی به عنوان نقاط نهایی برنامه تعیین شده و سپس مسیر رسیدن این شاخص‌ها مورد بررسی قرار ‌‌می‌گیرد. در مدل پیشنهادی برای رویکرد پایین به بالا نیز از روش مبتنی بر عامل برای مدلسازی مسائل فنی استفاده شده است. در این روش هریک از فناوری‌های تولید برق به عنوان یک عامل هوشمند تعریف می‌شود که برای برآوردن اهداف مدلسازی، در یک محیط مشترک با سایر عامل‌ها در تعامل بوده و در هر وضعیت مناسب‌ترین اقدام را برای رسیدن به اهداف سیستم انجام می‌دهد.

در مدلسازی ترکیبی پیشنهادی، رویکرد پس‌بینی شاخص‌های مطلوب را به عنوان وضعیت هدف برای سیستم چندعاملی تعریف ‌‌می‌کند و عامل‌ها با تکرار اقدامات تعاملی خود یاد ‌‌می‌گیرند چگونه وضعیت سیستم را به وضعیت هدف برسانند. این مدل در محیط برنامه MATLAB مدلسازی شده و برای تعیین سهم بهینه هر یک از فناوری‌های تولید برق در کشور در افق 30 ساله اجرا شده است. سه سناریو برای این منظور طراحی شده است. سناربو مبنا مبتنی بر فرضیات پایه و ادامه روندهای موجود در سیستم می‌باشد. در سناریو دوم فرض می‌شود که گسترش فناوری‌های نوین در عرصه تولیدات پراکنده، ذخیره سازی انرژی، مدیریت سمت تقاضا و پاسخگویی بار موجب کاهش حداکثر تقاضا و بهبود ضریب بار سیستم شود. سناریو سوم نیز اختصاص به رویکرد حفاظت از محیط زیست و کاهش هزینه‌های زیست محیطی سیستم دارد. نتایج نهایی مدل با نتایج پروژه «تدوین استراتژی توسعه انرژی الکتریکی کشور در افق 30 ساله با در نظر گرفتن کلیه حامل‌های انرژی» که در پژوهشگاه نیرو انجام پذیرفته، مقایسه و تحلیل شده است. نتایج گویای عملکرد مطلوب مدل پیشنهادی برای برآوردن اهداف برنامه ریزی است.

این رساله راهکاری نوین برای مدلسازی سیستم انرژی جهت برنامه‌ریزی‌های بلند مدت توسعه ظرفیت تولید برق ارائه کرده است که به جای یافتن نقطه بهینه در برنامه‌ریزی، اقدام به یافتن مسیر مناسب برای رسیدن به نقاط از پیش تعیین شده توسط سیاستگذاران و تصمیم‌گیران عرصه انرژی الکتریکی می‌نماید. مدل پیشنهادی ارتباط و تعامل مناسبی بین عوامل بالادستی و عوامل پایین دستی سیستم انرژی برقرار کرده و پاسخ هوشمندانه به تغییرات محیط ‌‌می‌دهد.

 

واژه­‌های کلیدی: توسعه پایدار، برنامه‌ریزی توسعه ظرفیت تولید برق ، سیاستگذاری انرژی، مدلسازی مبتنی برعامل.

 

Abstract:

Due to limitation of conventional energy resources and increasing growth of energy consumption, this thesis discuss the issue of sustainable development of power generation. In this regard, the concept of sustainable development in the field of power generation has been investigated and the importance of balanced development of the power industry beside of other economic sectors of the society is attended and a policy-technical hybrid methodology for power generation expansion is suggested according to the combination of top-down and bottom-up modeling approaches

In the proposed model, backcasting methodology is used for modeling energy policies in top-down approach while modeling technical issues in bottom- up approach, agent based modeling is applied. In this model backcasting figures objective indices for multi agent system and at an iterative process agents learn how to act in order to transfer current states of the system to desired state.

The model is simulated in MATLAB and is applied to develop three different scenarios at Iran energy system to determine suitable power mix at different conditions for 30 years horizon. The base scenario is developed based on main assumptions and continuing existing trends in energy system. At the second scenario it is assumed that modern technologies including DG, DSM and DR would improved load profile and the last scenario is based on focus on environmental concerns.

The result are compared and validated by the result of a similar project at Niroo research institute which have used MESSAGE model in bottom-up approach.

This thesis have proposed a novel long-term planning methodology which could draw sustainable development path in the field of power expansion. In this methodology both policy and technical factors are modeled simultaneously in a hybrid top-down and bottom-up model.

 

Key Words: sustainable development, power expansion planning, energy policy, agent-based modeling

 

رزومـه

 

 

v     مشخصات فردی:

صالح رازینی،                                فرزند کمال الدین،                         متولد سال 1366،             

شماره شناسنامه: 18406                کدملی: 0386426171                  ایمیل: Razini66@yahoo.com

 

 

v     سوابق تحصیلی:

-         87-1383: کارشناسی مهندسی برق-قدرت، دانشگاه بوعلی سینا، همدان. معدل: 16/17، فارغ التخصیل رتبه اول

-         90-1387: کارشناسی ارشد مهندسی برق-قدرت-سیستمهای قدرت و فشار قوی، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران. معدل 31/17

-         1390 تاکنون: دانشجوی دکتری مهندسی برق-قدرت،  دانشگاه بوعلی سینا، همدان. معدل 18، رتبه اول (بدون احتساب پایان نامه)

 

v     سوابق علمی- پژوهشی:

-         صالح رازینی، سید مسعود مقدس تفرشی، سید محمد تقی بطحایی«سناریونگاری با هدف آینده پژوهی در صنعت برق ایران» ، نشریه انرژی ایران، دوره 13، شماره 3، پاييز 1389. (مجموعه مقالات هشتمین همایش بین المللی انرژی- تهران).

-         صالح رازینی، سید مسعود مقدس تفرشی، سید محمد تقی بطحایی «تصمیم گیری چندمعیاره مبتنی بر سناریو برای برنامه ریزی تولید برق در ایران»، نشریه انرژی ایران، دوره 14، شماره 1، بهار 1390.

-         صالح رازینی، سید محمد تقی بطحایی، سید مسعود مقدس تفرشی «اولویت بندی منابع انرژی تجدیدپذیر ایران با رویکرد MCDM»، نوزدهمین کنفرانس مهندسی برق ایران (ICEE 2011)، 1390.

-         M. H. Moradi, S. Razini and S. M. Hosseinian, "State of Art of Multi Agent Systems in Power Engineering: A Review," Renewable & Sustainable Energy Reviews, vol. 58, pp. 814-824, 2016

-         S. Razini, M. H. Moradi and S. M. Hosseinian, "Perspective of MAS in Power System via a Fuzzy Framework," Iranian Journal of Electrical and Electronic Engineering, vol. 13, no. 1, 2017.

-         صالح رازینی، هژیر سیدی، محمد حسن مرادی « تولید سبز انرژی در دانشگاه ها؛ ارزیابی زیست محیطی، اقتصادی و فنی» اولین همایش ملی دانشگاه سبز، اسفند 1395

 

 

 

-         عضو پیوسته انجمن علمی شبکه هوشمند انرژی ایران

-         عضو دانشجویی انجمن مهندسی بهره وری صنعت برق ایران

-         ارائه سخنرانی «برنامه ریزی بلند مدت انرژی با استفاده از مدل LEAP»، گروه برنامه ریزی جامع برق و انرژی وزارت نیرو، 1391

-         ارائه سخنرانی «مدلسازی جامع سیستم انرژی با نرم افزارLEAP»، انجمن مهندسی برق و الکترونیک ایران، 1393

-         برگزیده مرحله اول المپیاد دانشجویی مهندسی برق – 1387

-         برگزیده مرحله اول المپیاد دانش آموزی شیمی – 1382

 

 

v     سوابق اجرایی:

-         1393-1391: مدیر گروه برق، دانشگاه علم و فرهنگ واحد همدان (موسسه اموزش عالی جهاد دانشگاهی).

 

 

v     سوابق آموزشی:

-         1391 تا کنون: تدریس دروس مدارهای الکتریکی 1، تولید و نیروگاه، ماشین های الکتریکی1 و مدارهای منطقی، دانشگاه بوعلی سینا.

-         1392 تا کنون: تدریس دروس ماشین های الکتریکی1 و 2، آزمایشگاه ماشینهای الکتریکی1 و کارگاه برق، دانشگاه صنعتی همدان.

-         1391 تا 1395: تدریس دروس بررسی سیستم های قدرت 1، تولید و نیروگاه، ماشین های الکتریکی 3، تجهیزات پست ونیروگاه و مدارهای منطقی،  دانشگاه علم و فرهنگ واحد همدان (جهاد دانشگاهی).

-         1393: تدریس دروس مدارهای الکتریکی، ماشین های AC، الکترونیک عمومی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رزن.

 

 

v     مدرک زبان انگلیسی:

-         آزمون زبان انگليسي در سطح تافل، دانشگاه تربيت مدرس، 1388.

-         آزمون MSRT (MCHE) ، 1391.

 

 

تابستان 1396