1. 1. قدرت بازار

از لحاظ اقتصادی، قدرت بازار به عنوان توانایی بعضی از شرکت­ کنندگان در بازار به تغییر قیمت به دور از سطوح رقابتی برای سودآوری بیشتر تعریف شده است. ساده­ترین راه حل برای حل مشکل قدرت بازار توان راکتیو، اضافه کردن تجهیزات تولید توان راکتیو، از جمله، خازن ها و جبران­سازهای استاتیک VAR (SVC^[7])، در نقاط راهبردی و نقاط الکتریکی نزدیک به آن­ها است. در مرجع [۲۱] یک بررسی جامع بر روی قدرت بازار با در نظر گرفتن شاخص­ های مختلفی که در تجزیه و تحلیل قدرت بازار استفاده می­ شود، ارائه شده است.

• نوسانات قیمت و قیمت­ گذاری برای مصرف کنندگان

هزینه توان راکتیو شامل هزینه­ های صریح و ضمنی می­باشد. هزینه­ های صریح شامل هزینه­هایی است که باید مستقیماً پرداخت شوند. هزینه سرمایه ­گذاری و هزینه تولید توان راکتیو جزء این هزینه­ها می­باشند. هزینه ضمنی در واقع مرتبط با هزینه فرصت از دست رفته ژنراتورها می­باشد. هنگامی که یک ژنراتور مجبور به کاهش تولید توان حقیقی خود با توجه به افزایش تقاضای توان راکتیو گردد، در اینصورت ژنراتور مقداری از درآمد حاصل از فروش توان اکتیو خود را از دست داده است که این ضرر باید با یک راهکار مالی مناسب جبران گردد. به پولی که از این بابت به ژنراتور داده می­ شود، هزینه فرصت از دست رفته اطلاق می­گردد[۲۲].
در شرایط کار عادی، پشتیبانی توان راکتیو توسط تجهیزات انتقال مانند خازن­های سری-موازی و تجهیزات FACTS^[8] انجام می­ شود. از آنجا که این تجهیزات دارای هزینه عملیاتی بسیار کم و بدون هزینه­ های ضمنی می­باشند، قیمت زمان واقعی گره از توان راکتیو در شرایط کار عادی نزدیک به صفر می­باشد. با این حال، در شرایط ناشی از خرابی تجهیزات و یا یک خطا در شبکه، پشتیبانی توان راکتیو بصورت دینامیکی مورد نیاز است. پشتیبانی توان راکتیو دینامیکی عمدتاً توسط ژنراتورها ارائه می­ شود و از اینرو در چنین شرایطی قیمت زمان واقعی گره توان راکتیو می ­تواند بسیار بالا باشد [۲۳].
نوسانات بالای قیمت و عدم اطمینان چالش بزرگی به سوی بازارهای عملی توان راکتیو می­باشد. اگرچه نوسانات بالای قیمت، هزینه­ های واقعی توان راکتیو در سیستم را نشان می­دهد؛ اما درآمد نامطمئن باعث می­ شود که سرمایه ­گذاری­های خصوصی در زیرساخت­های توان راکتیو خطرناک بنظر آید. روش­های منصفانه و مناسب اصلاح شده از به اشتراک­گذاری توان راکتیو ممکن است شرکت­ کنندگان در بازار را به سرمایه ­گذاری­های مناسب و کارآمد برای پشتیبانی توان راکتیو سوق دهد.

• اقدامات انجام گرفته در این پایان نامه

با توجه به اهمیت توان راکتیو و موارد ذکر شده مرتبط با چالش­هایی که در راستای ایجاد بازارهای توان راکتیو وجود دارد، در ساختار ارائه شده در این پایان نامه اقداماتی در جهت رفع این چالش­ها و بهبود بازارهای توان راکتیو صورت گرفته که به شرح زیر می­باشد:

• اصلاح ساختار قیمت­ گذاری توان راکتیو در راستای عادلانه­تر شدن بازار توان راکتیو

• اجرای همزمان بازارهای توان اکتیو و راکتیو به منظور لحاظ کردن تعاملات بین این دو بازار

• اصلاح نظام پرداخت هزینه فرصت به ژنراتورها درجهت بهبود بازار همزمان توان اکتیو و راکتیو

• اجرای بازارهای مجزا و همزمان انرژی و توان راکتیو ناحیه­ای به منظور در نظر گرفتن خصوصیات محلی توان راکتیو

• ارائه مدل هزینه واحدهای بادی در بازارهای توان اکتیو و راکتیو از دیدگاه بهره­بردار سیستم

• اجرای بازارهای مجزا و همزمان توان اکتیو و راکتیو با مشارکت مزارع بادی

• بررسی تأثیر خطای پیش ­بینی مزارع بادی بر عملکرد بازارهای مجزا و همزمان توان اکتیو و راکتیو و هزینه بهره ­برداری از سیستم

بدین ترتیب ساختار ارائه شده در این پایان نامه بصورت زیر تدوین می­گردد:
فصل دوم شامل مروری بر مقالات در زمینه توان راکتیو و مزارع بادی می­باشد. به علت گستردگی مطالب، این فصل در دو بخش مجزا با نام­های “ارائه بازار برای پشتیبانی از توان راکتیو” و “مزارع بادی و مشارکت آن­ها در بازارهای انرژی و توان راکتیو” ارائه شده است.
در فصل سوم روش تحقیق بیان شده است. در این فصل نحوه پیشنهادات قیمت توان راکتیو اصلاح شده و ساختار جدیدی برای پرداخت هزینه از دست رفته در بازار همزمان ارائه گردیده است. پس از آن ناحیه­بندی شبکه نمونه انجام می­گیرد و مدل بازار توان راکتیو ناحیه­ای بیان می­گردد. در ادامه­ این فصل نیز، مدل بازارهای همزمان و مجزای توان اکتیو و راکتیو با مشارکت مزارع بادی گنجانده شده است.
در فصل چهارم شبیه­سازی مطالب ذکرشده در فصل قبل بر روی شبکه ۲۴ گرهی IEEE RTS با بهره گرفتن از نرم­افزار بهینه­سازی ^[۹]GAMS صورت می­گیرد و تجزیه و تحلیل بر روی این نتایج انجام می­ شود. در نهایت در فصل پنجم نتایج و پیشنهادات پایان نامه آورده شده است.