الفهرس 
Smart Grid TechnologyOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 140 |  |  |
| | | from | 140 | | |
Abstract
نظراً لازدياد الحاجة للطاقة الكهربائية، وبناءاً على المزايا العديدة التي تقدمها الشبكات الكهربائية الذكية (Smart Grids)، فإنها تعتبر بمثابة مستقبل نظم الطاقة. تعتمد هذه الشبكات على بعض التقنيات الحديثة والتي من أهمها إستخدام تكنولوجيا ما يسمى بالشبكات الدقيقة (Micro-Grids) والتي تعتمد في توليد الطاقة الكهربائية على مصادر الطاقة المتجددة مثل ألواح الطاقة الشمسية وتوربينات الرياح. وعلى الرغم من أن لهذه الشبكات مزايا عديدة مثل مساهمتها في تخفيف الحمل عن الشبكة الرئيسية بالإضافة إلى زيادة ثبات واستقرار الشبكة، إلا أنها لا تزال تواجه الكثير من المشاكل على العديد من المستويات. من ضمن هذه المشكلات هو أن مصادر الطاقة المتجددة والتي يتم الإعتماد عليها في توليد الطاقة الكهربائية تتغير قيمة الطاقة المولدة منها على مدار اليوم باختلاف الطقس لذا نجد لها تأثير سئ على جودة الطاقة في الشبكة. لذا تلجأ الشبكات الدقيقة ذات المستويات المتدنية من الطاقة إلى شراء باقي إحتياجاتها من الشبكة الرئيسية. هذا الأسلوب المتبع له العديد من العيوب حيث أنه يتسبب في فقد جزء كبير من الطاقة المنقولة نظراً للمسافة الكبيرة بين الشبكة الرئيسية والشبكات الدقيقة، بالإضافة إلى ذلك، تتسبب هذه الشبكات في زيادة الحمل على الشبكة الرئيسية في أوقات الذروة. هذه المشكلة يمكن حلها بالعديد من التقنيات مثل استخدام مصادر الطاقة الهجينة، وتركيب وحدات تخزين الطاقة، واستخدام طرق الأمثلية لتحليل الوضع والوصول بالنظام إلى حالة من الاستقرار. في هذا السياق، ونظراً لقدرتها على تحليل المواقف التي تحتوي على عدد من الأشخاص أو المجتمعات التي تهدف إلى اتخاذ قرار، فإن نظرية المباريات تعتبر من أهم الطرق التي يمكن استخدامها في مثل هذه المواقف.في هذه الرسالة، سوف يتم استخدام أحد فروع نظرية المباريات والذي يهتم بدراسة التعاون بين المشاركين في المباراة ومدى تأثيره على الأرباح التي يمكن تحقيقها. ففي هذا العمل سوف يتم تقديم خوارزمية تتميز بالبساطة لتكوين مجموعات بين الشبكات الدقيقة الموجودة. الهدف من تكوين هذه المجموعات يكمن في المساهمة في مشاركة الطاقة بصورة محلية بين الشبكات الدقيقة وتجنب الاعتماد على الشبكة الرئيسية. باستخدام هذه الطريقة يمكننا القول بأنه سوف يحدث توفير في الطاقة المفقودة نظراً لصغر المسافة بين الشبكات الدقيقة وبعضها. كما سوف يتم دراسة مشكلة توصيل الشبكات ذات الفائض من الطاقة بالشبكات ذات العجز داخل كل مجموعة مكونة. مشكلة التوصيل هذه سوف يتم دراستها باستخدام طريقة البرمجة التربيعية (Quadratic Programming). لتوزيع الأرباح المتمثلة في التوفير في فقد الطاقة بين المشاركين في كل مجموعة، سوف يتم استخدام طريقة لتوزيع الأرباح بطريقة عادلة لضمان ثبات واستقرار المجموعات.وقد اشتملت هذه الرسالة على ستة فصول كالتالي:الفصل الأول: يشتمل هذا الفصل على مقدمة مختصرة عن موضوع الرسالة، بالإضافة إلى الدوافع التي حفزتنا لهذا البحث، كما يحوي هذا الفصل الهدف من الرسالة وطريقة البحث ويختتم هذا الفصل بعرض محتويات الرسالة.الفصل الثاني: في هذا الفصل، يتم التركيز على مكونات الشبكات الذكية بالإضافة إلى شرح وافي لتقنية الشبكات الدقيقة. وفي نهاية هذا الفصل يتم تقديم مزايا الشبكات الكهربائية الذكية والتحديات التي تواجهها.الفصل الثالث: يقدم هذا الفصل المفاهيم الأساسية لنظرية المباريات كما يشتمل على تصنيف المباريات اعتماداً على وجود خاصية معينة مع التركيز على الفرق بين المباريات التعاونية والمباريات غير التعاونية. كما يشتمل هذا الفصل على الحلول التي يمكن استخدامها لحل المباريات لإيجاد قيمة المباراة، ويختتم هذا الفصل بعرض التطبيقات المختلفة لنظرية المباريات في الشبكات الكهربائية الذكية.الفصل الرابع: يعرض هذا الفصل أهمية التعاون بين الشبكات الدقيقة في نقل الطاقة محلياً كما يقدم نمذجة للنظام المكافئ لقطاع توزيع الكهرباء وشرح وافي للمشكلة.الفصل الخامس: في هذا الفصل يتم عرض الخوارزمية المستخدمة لتكوين المجموعات التعاونية بالإضافة إلى صياغة لمشكلة توصيل الشبكات الدقيقة داخل كل مجموعة باستخدام البرمجة التربيعية.الفصل السادس: في هذا الفصل، يتم عرض النتائج التي تم الحصول عليها من خلال المحاكاة التي تم إجرائها. يبدأهذا الفصل ببيان قيم مكونات الشبكة وجهاز الحاسب المستخدم في النمذجة، يلي ذلك تقديم مثال توضيحي كامل لتبسيط المفاهيم التي تم استخدامها ولتوضيح مدى قوة الخوارزمية المقدمة في تحسين كفاءة النظام. في نهاية الفصل يتم تقديم نتائج محاكاة تعتمد على إجراء العملية 500 مرة عشوائياً مع ايجاد متوسط التحسين.