اشتراک گذاری دقیق توان بار و تنظیم ولتاژ دو هدف کنترلی حیاتی برای اطمینان از کیفیت توان و عملکرد قابل اعتماد ریزشبکه های جزیره ای هستند. اگر چه تنظیم ولتاژ را می توان با استفاده از یک حلقۀ کنترل ثانویه به دست آورد، اما عدم دقت اشتراک توان راکتیو به دلیل متفاوت بودن امپدانس خطوط متصل به منابع تولید پراکنده، موضوعی برجسته است. یکی از تکنیک ها برای اشتراک دقیق توان راکتیو اصلاح ولتاژ مرجع تولیدی روش کنترل افتی می باشد. در این مقاله، یک استراتژی کنترلی برای بهبود دقت اشتراک توان راکتیو میان واحدهای تولید پراکنده ریزشبکه های جزیره ای پیشنهاد شده است. روش کنترل پیشنهادی مبتنی بر تزریق جریان راکتیو گذرا برای اصلاح ولتاژ مرجع تولیدی روش کنترل افتی می باشد. خطای اشتراک توان راکتیو با تغییر ولتاژ مرجع کاهش می یابد. علاوه بر این، کنترل کننده پیشنهادی به لینک ارتباطی بین منابع تولید پراکنده برای پیاده سازی نیاز ندارد. تأثیر کنترل کننده پیشنهادی بر پایداری سیستم با استفاده از مدل سیگنال کوچک مرتبه کاهش یافته نشان داده شده است. برای ارزیابی عملکرد و اثربخشی استراتژی کنترل پیشنهادی، آن را بر روی یک ریزشبکه جزیره ای متشکل از سه واحد تولید پراکنده پیاده سازی می کنیم. نتایج شبیه سازی عملکرد و کارایی مناسب روش پیشنهادی را نشان می دهد.

سرعت افزایش سطح نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه قدرت و ماهیت تصادفی این منابع، نحوه بهره برداری و طراحی این شبکه ها را دستخوش تغییر کرده که مدیریت توان راکتیو در شبکه های توزیع از این دسته هستند. استفاده از این منابع در شبکه های توزیع بدون چالش نیست و عدم مدیریت بهینه توان راکتیو ممکن است که بهره وری های اقتصادی برای شبکه به همراه نداشته باشد. سیستم های ذخیره ساز انرژی، پتانسیل حل این مشکل را دارند؛ لذا در این مقاله، مدیریت توان راکتیو در یک ریزشبکه متصل به شبکه اصلی با درنظرگرفتن منابع تولید پراکنده (DG)، سیستم های ذخیره انرژی الکتریکی (BESS) و تجهیزات جبران کننده توان راکتیو گسسته شامل بانک های خازنی با درنظرگرفتن عدم قطعیت در بار شبکه و تولید توان نیروگاه بادی و خورشیدی انجام شده است. نهایتاً کارایی روش بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی شبکه های توزیع 33 و 69شینه IEEE و در محیط نرم افزار بهینه سازی GAMS پیاده سازی گردیده است.

در این مقاله ابتدا یک ساختار بازار رقابتی برای خرید و فروش توان راکتیو پیشنهاد می شود. در ادامه روش به گونه ای توسعه داده می شود که در آن قید امنیت پایداری ولتاژ شبکه نیز در نظر گرفته شود. در مدل ارایه شده، صاحبان قراردادهای انرژی الکتریسیته می توانند با ارایه پیشنهادات خود در تثبیت انرژی بر حسب ($/MW) به بهره بردار مستقل شبکه، در بازار توان راکتیو شرکت کنند. بهره بردار مستقل شبکه نقطه تعادل بازار توان راکتیو را با توجه به اهداف مختلفی همچون حفظ حداکثر قراردادهای انرژی، کاهش هزینه های استفاده از توان راکتیو و نیز تاثیر میزان قرارداد انرژی بر روی امنیت ولتاژ شبکه، تعیین می کند. در ساختار پیشنهادی، قید پایداری ولتاژ به صورت یک محدودیت تساوی در معادلات پخش بار مدل سازی می شود. مدل بازار توان راکتیو به دست آمده، یک مساله بهینه سازی غیر خطی است که با استفاده از قضیه Karush-Kuhn-Tucker میزان نهایی توان راکتیو خریداری شده از تولید کنندگان و نیز مقدار قراردادهای انرژی پذیرفته شده، مشخص می شوند. به منظور ارزیابی جهات مختلف ساختار بازار ارایه شده، مطالعات مختلفی بر روی شبکه 14 شینه IEEE انجام شده است که برای حل مساله از نرم افزار GAMS ساختار بهینه سازی MINOS استفاده شده است. نتایج این مطالعات نشان می دهد که ساختار پیشنهادی می تواند انگیزه لازم را برای شرکت ژنراتورهای توان اکتیو و نیز مصرف کنندگان در تولید توان راکتیو مورد نیاز شبکه ایجاد کند تا به این ترتیب مانع از قطع قراردادهای انرژی گردد.

در سال های اخیر صنعت برق در برخی از کشورهای دنیا به روشهای مختلفی به یک بازار رقابتی انرژی تبدیل شده است که در اصطلاح به آن صنعت برق تجدید ساختار شده اطلاق می شود. در صنعت برق تجدید ساختار شده، سیستم انتقال، تنها وسیله دسترسی فروشندگان و خریداران برق در سیستم می باشد که منحصر به فرد است و در اختیار دولت باقی می ماند و بهره برداری از آن بر عهده اپراتور مستقل سیستم نهاده می شود. در چنین سیستمهایی که تولید، انتقال و توزیع و فروش برق توسط ارگان ها و شرکتهای مختلفی صورت می گیرد، قیمت گذاری دقیق توان یا انرژی از ویژگی و پیچیدگی خاصی برخوردار است. برای انتقال توان با یک قابلیت اطمینان مناسب و ایمن از یک نقطه از سیستم (فروشنده) از مهمترین این سرویسها، سرویس تامین توان راکتیو در سیستم است که بدون وجود آن، امکان انتقال مطلوب توان حقیقی در سیستم قدرت وجود ندارد. به دلایل مختلف از جمله نو بودن و پیچیدگی مطلب، به مقوله قیمت گذاری سرویس توان راکتیو در صنعت برق تجدید ساختار شده کمتر پرداخته شده است. در این مقاله روشی نوین در این خصوص ارائه شده است: ابتدا با روشی مبتنی بر الگوریتم ژنتیکی به طراحی توان راکتیو در یک محیط تجدید ساختار شده صنعت برق پرداخته شده است که در آن هدف، دسترسی به اقتصادی ترین حالتی است که انجام قراردادهای انرژی در سیستم، به علت ضعف تامین توان راکتیو محدود نگردد. سپس به قیمت گذاری تامین توان راکتیو در خصوص هر قرارداد انرژی منعقد شده، در سیستم پرداخته شده است. برای این کار از مفهوم ارزیابی منصفانه منابع در تخصیص عادلانه میزان مصرف هر مصرف کننده، در قبال هر قرارداد، استفاده شده است. هزینه سرویس توان راکتیو به دو بخش تفکیک شده است: یک قسمت در خصوص هزینه سرمایه گذاری و نصب منابع تامین توان راکتیو و بخش دیگر در خصوص هزینه های سرمایه گذاری به صورت واحد پول بر مگاوار ساعت و در خصوص بخش دوم، با بازنویسی و حل یک پخش بار بهینه که مطابق با ماهیت یک صنعت برق تجدید ساختار شده با امکان دسترسی باز باشد، هزینه سرویس توان راکتیو در قبال هر قرارداد تعیین می گردد. همچنین نتایج به دست آمده در قالب یک مثال ارائه شده است.