۲-۶- مدل برنامه‌های پاسخگویی بار:
پاسخگویی بار به دو دسته پاسخگویی بار بر مبنای قیمت و پاسخگویی بار بر مبنای پرداخت‌های تشویقی تقسیم می‌شود. برای ارزیابی مشارکت مصرف‌کنندگان در برنامه‌های پاسخگویی بار، توسعه مدلی که مشخصات پروفیل بار و سود و زیان مصرف‌کنندگان را با توجه به قیمت‌های برق، پرداخت‌های تشویقی و جرایم، تعیین نماید امری ضروری به نظر می‌رسد. برای نشان دادن حساسیت بار نسبت به تغییرات قیمت، می‌توان از موضوعی به نام کشسانی استفاده کرد که به صورت زیر مطرح می‌شود ]۲۴[:

(۲- ۱)
که در آنبیانگر قیمت برق و بار مصرفی را نشان می‌دهد و اندیس صفر در هر کدام از این نمادها بیانگر مقدار اولیه آنان می‌باشد.
براساس معادله (۲- ۱)، کشسانی قیمت در دوره (ساعت) ام نسبت به دوره‌ ام (حساسیت بار در دوره‌ی ام نسبت به قیمت دوره‌ی ام) به صورت زیر قابل بیان است:
(۲- ۲)
اگر قیمت‌های برق در دوره‌های مختلف تغییر کند، بار می‌تواند به دو صورت به این تغییر قیمت‌ها پاسخ دهد:
تعدادی از بارها قادر به انتقال به ساعات دیگر نیستند (مانند وسایل روشنایی) و فقط می‌توانند خاموش و روشن شوند. بنابراین چنین بارهایی فقط دارای حساسیت تک دوره‌‌ای بوده و کشسانی آن‌ها خودی^[۵۶] نامیده می‌شوند که همواره دارای مقداری منفی است.
تعدادی از بارها برخلاف گروه اول می‌توانند از دوره‌های پرباری به دوره‌های کم‌باری منتقل می‌شوند. چنین رفتاری را حساسیت چند دوره‌ای می‌نامند و کشسانی آن‌ها متقابل^[۵۷] نامیده می‌شود که هموواره دارای مقداری مثبت می‌باشد.
بنابراین برای ۲۴ ساعت یک شبانه‌روز (دوره مورد مطالعه)، کشسانی‌های خودی و متقابل می‌تواند به صورت یک ماتریس ۲۴× ۲۴ نمایش داده شود:
(۲- ۳)
عناصر قطری ماتریس E بیانگر کشسانی خودی و عناصر غیر قطری آن کشسانی متقابل را نشان می‌دهند. همچنین ستون ام این ماتریس بیانگر این مطلب است که چگونه تغییر قیمت در ساعت ام روی بار مصرفی در تمام ساعات تأثیرگار ست. اگر درایه‌های بالای قطر اصلی غیر صفر باشند، بدین معنی است که مصرف‌کنندگان با افزاش مصرف پیش از ساعات گرانی برق، می‌خواهند از روبرویی با قیمت‌های بیشتر جلوگیری کنند و اگر درایه‌های زیر قطر اصلی این ستون صفر نباشند به این معنی است که مصرف‌کنندگان با به تأخیر انداختن مصرف، منتظر پایین آمدن قیمت‌ها می‌شوند و مصرف برق خود را به تأخیر می‌اندازند]۲۴[.
۲- ۷- مروری بر تحقیقات انجام شده:
در سال ۱۳۸۸ در چهاردهمین کنفرانس شبکه توزیع، آقای ابراهیم شایسته و همکارانش به بررسی اختصاص میزان تشویق بهینه در برنامه پاسخگویی بار با بهره گرفتن از ارزیابی اقتصادی در ایران پرداخته­اند و در مورد بخش صنعتی و میزان تشویق بهینه­ و سودی که در این صنایع در پاسخگویی بار بر مبنای پرداخت تشویقی باید دریافت نمایید مطالعات خود را انجام داده اند]۲۵[.
در سال ۱۳۸۸ در بیست و چهارمین کنفرانس بین المللی برق، آقای حبیب الله اعلمی و همکارانش به بررسی ارزیابی اجرای برنامه TOU کشور و پیشنهاد برنامه بهینه با بهره گرفتن از مدل DR پرداخته اند و در مورد مسائل ارزیابی اقتصادی بر مبنای زمان در تمام بخش های مصرف و بررسی سود و ضرر مطالعات خود را انجام داده اند]۹[.
در سال ۱۳۹۰ در بیست و ششمین کنفرانس بین المللی برق، آقای مهدی رحمانی اندلیبی و همکارانش به بررسی اجرای هوشمندانه برنامه TOU توسط یک شرکت تولید کننده به منظور کمینه سازی هزینه مشارکت واحدهای نیروگاهی پرداخته­اند و در مورد ارزیابی اقتصادی بر مبنای زمان و سود و نقش تولید کننده در این بررسی ها مطالعات خود را انجام داده اند]۲۶[.
در سال ۱۳۹۱ در مجله پژوهشی کیفیت و بهره­وری انرژی در صنعت ایران، آقای محمد صادق قاضی زاده به بررسی مدلسازی دینامیکی سرمایه گذاری در توسعه تولید با در نظر گرفتن پاسخگویی بار پرداخته اند و مسئله سرمایه گذاری در توسعه تولید با منابع انرژی نو در سیستم با بارهای پاسخگو با بهره گرفتن از برنامه­ ریزی پویای تصادفی مدلسازی شده است]۲۷[.
در سال ۱۳۹۲ در نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر، آقای مهدی صمدی و همکارانش به بررسی تاثیر پاسخگویی بار بر توسعه تولید در محیط تجدید ساختار یافته پرداخته­اند و در مورد مدل سازی اثرات پاسخگویی بار بر برنامه ریزی توسعه تولید و تاثیرات از دو دیدگاه مشتریان و شرکت های تولیدی مطالعات خود را انجام داده اند]۲۸[.
در سال ۱۳۹۲ در نشریه انرژی ایران، آقای محسن کیا و همکارانش به بررسی اجرای برنامه همزمان مشارکت واحدها با قید امنیت و پاسخگویی اضطراری (EDRP) بهینه با بهره گرفتن از مدل سازی اقتصادی پرداخته و به اجرای همزمان دو برنامه مشارکت واحدها با قید امنیت و برنامه EDRPپرداخته و نسبت به پارامترهای موثر تحلیل حساسیت ارائه شده است]۲۹[.
در سال ۱۳۹۲ در بیست و هشتمین کنفرانس بین المللی برق، آقای محسن کیا و همکارانش به بررسی اجرای همزمان برنامه پاسخگویی بار زمان استفاده(TOU) و مشارکت واحدها با در نظر گرفتن شبکه انتقال به روش MILP پرداخته و کاهش هزینه مشارکت واحدها با در نظر گرفتن محدودیت خطوط نیز مورد بررسی قرار گرفته است]۳۰[.
در سال ۲۰۱۳ در بیست و هشتمین کنفرانس بین المللی، برق خانم شبنم ضیایی و همکارانش به بررسی ارائه مدلی جهت اجرای همزمان برنامه مشارکت واحدها و برنامه های پاسخگویی بار با بهره گرفتن از منحنی کشش قیمت تقاضا پرداخته اند و مشارکت واحدها با در نظر گرفتن ذخیره ژنراتورها و ذخیره تامین شده از سوی بار در برنامه های مبتنی بر زمان با محدودیت های امنیتی شبکه مورد مطالعه قرار گرفته است]۳۱[.
فصل سوم
(روش اجرای تحقیق)
۳-۱- مقدمه:
مصرف‌کنندگان با پاسخگویی در زمان گران بودن قیمت، به طور نا خواسته قابلیت اطمینان شبکه را نیز بهبود می‌بخشند و کمبود تولید را در ساعات اوج بار (ساعات گران قیمت) جبران می‌کنند و موجب کاهش میزان خاموشی و در نتیجه تداوم برق رسانی می‌شوند. به طور کلی می‌توان این مزایا را به دو بخش کلی تقسیم کرد. بخش اول حفظ امنیت خود سیستم و جلوگیری از قطع بار اجباری بخش دوم اجتماعی است، به این معنی که شرکت‌کننده از این که با پاسخگویی به موقع و کاهش مصرف خود توانسته است از وقوع پیشامدهای اتفاقی جلوگیری کند، احساس خشنودی می‌کند. که این امر انگیزه­ خوبی برای برخی از مصرف‌کنندگان برای مشارکت در برنامه‌های پاسخگویی بار بوجود می ­آورد.
در این فصل برای بدست آوردن قابلیت اطمینان شبکه توزیع پس از اجرای برنامه­ی پاسخگویی بار، از مدلها و روش های پیشنهادی زیر مطالعات ر ا مورد بررسی قرار می­دهیم.
۳- ۲- نمودار قیمت بر حسب بار (منحنی کشش قیمتی تقاضا):
از شکل زیر مشخص می باشد که بار تابعی از قیمت میباشد.
(۳- ۱)
شکل۳- ۱: تغییرات قیمت نسبت به بار
پس در نتیجه مشخص میباشد با افزایش قیمت، مقدار بار شبکه کاهش پیدا میکند و در نتیجه نرخ خرابی نیز کاهش پیدا میکند.
۳- ۳- نمودار نرخ خرابی بر حسب بار:
نرخ خرابی نیز حاصل جمع نرخ خرابی تعمیرات و نرخ خرابی بار میباشد.
(۳- ۲)
شکل ۳ – ۲: تغییرات نرخ خرابی نسبت به بار
پس در نتیجه نرخ خرابی بار، تابعی از بار میباشد و نیز مشخص میباشد با افزایش بار، مقدار خرابی بار افزایش پیدا می­ کند.
۳-۴- نرخ خرابی :
(۳- ۳) و
که در این فرمول ها:
λ نشان دهنده نرخ خاموشی یا میزان خرابی بر حسب (سال/تعداد)
r نشان دهنده مدت زمان خاموشی یا زمان تعمیر بر حسب (ساعت)
u نشان دهنده تعداد ساعات خرابی بر حسب (سال/ساعت)
۳-۵- پرفیل­های بار شبکه:
در ابتدا باید به تعداد مصرف کنندگانی که در نظر میگیریم، پروفیل های بار را برای ۲۴ ساعت شبانه روز رسم نماییم.
در اینجا ما فرضا یک شبکه توزیع با شش مصرف کننده در نظر میگیریم.