۳- مدل های تجاری
۴- آنالیز سیاست عمومی
۵- سیستم های زیستی
۶- محاسبات توزیع
۷- شبکه های مخابراتی
۸- فروش برق و انرژی و…
۳-۲-۵- نحوه اجرا تئوری بازی ها در شبکه هوشمند
در این طرح از بازی رقابتی استفاده شده است.
دلیل انتخاب این بازی به عنوان طرح و نحوه عملکرد بازی گران این بازی بر میگردد یعنی کاهش هزینه مصرف کننده .
در بازی رقابتی باید یک طرف بازی برنده باشد و طرف دیگر بازنده ، تنها در این صورت است که تعادل نش حاصل میشود .اگر تعادل نش طوری حاصل شود که به نحوه اجرای بازی به سود طرفین بازی باشد این بازی ، بازی تعاونی است . در این طرح بازی بین دو بازی گر محبوب یعنی شرکت تولید کننده انرژی و مصرف کنندگان انرژی ( مصرف کنندگان خانگی ) اجرا می شود .
بازی رقابتی یک بازی دوطرفه بوده و هر کدام از بازی گران اطلاعات خود را در اختیار دیگری قرار می دهند . و هر بازی گر به دنبال بهترین بازی است تا بتواند بازی را به سود خود تمام کند .
در این جا شرکت تولید کننده انرژی اطلاعات خود را در اختیار مصرف کننده به شرح زیر قرار میدهد :
هزینه برق مصرفی به صورت ساعت به ساعت می باشد .
هزینه برق مصرفی در ساعات اوج مصرف بیشتر از زمان های دیگر است .
هر مصرف کننده باید میزان انرژی خود را تخمین زده و میزان انرژی لازم خود را خریداری کند .
از طرفی هر دو بازی گر میدانند عدم استفاده از برق در ساعات اوج مصرف اجتناب ناپذیر می باشد زیرا وسایلی وجود دارند که در تمام ساعات نیازمند برق می باشند .
با این شرایط مصرف کنندگان می بایست طوری بازی کنند که در ساعات اوج مصرف کمترین استفاده را داشته باشند زیرا که استفاده زیاد در این زمان منجر به پرداخت هزینه بیشتر نسبت به سایر زمانها می باشد . که از این رو استفاده در این زمان به سود تولید کننده بود و هزینه ای چند برابری دریافت میکند .
بنابر این مصرف کنندگان برای پیروزی در این بازی به دنبال استفاده از رهکار ها مدیریتی هستد که با بهره گرفتن از آنها بتواند نحوه مصرف خود را مدیریت کرده و از پرداخت هزینه اضافی جلوگیری کنند .

مدل ریاضی بازی رقابتی به صورت زیر بیان می شود :
می باشد یعنی خود کار بر مد نظر قرار نمیگیرد و اطلاعات سایر کاربران اندازه گیری می شود در حالات مختلف شارژ و دشارژ . این روند برای تمام کاربران با بهره گرفتن از برنامه CONVEX در مدل بازی رقابتی انجام می شود تا بهترین نتیجه ( تعادل نش )که کمترین هزینه برای مصرف کننده می باشد حاصل گردد .
۳-۳- بررسی شبکه های هوشمند^۱
۳-۳-۱- تعریف شبکه هوشمند
شبکه های هوشمند توزیع نیرو، شبکه های به هم پیوسته دو سویه ای می باشند که در آن اطلاعات نقش بنیادی در فرایند توزیع انرژی ایفا می نماید.
اﻣﺮوزه ﺷﺮﮐﺖﻫﺎی ﺑﺮق در ﺳﺮاﺳﺮ ﺟﻬﺎن ﺑﺎ ﻣﺸﮑﻼت زﯾﺎدی روﺑﺮو ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل، در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﺗﻨﻬﺎ ﯾﮏ ﺳﻮم از اﻧﺮژی ﺳﻮﺧﺖ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻪ اﻧﺮژی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﺷﻮد و ﮔﺮﻣﺎی ﺗﻠﻒ ﺷﺪه ﻧﯿﺰ ﺑﺎزﯾﺎﺑﯽ ﻧﻤﯽﮔﺮدد. %۸ از ﺧﺮوﺟﯽ ﺗﻮان ﻧﯿﺮوﮔﺎهﻫﺎ در ﺣﯿﻦ اﻧﺘﻘﺎل ﺑﻪ ﺑﺎرﻫﺎ ﺗﻠﻒ ﻣﯽﺷﻮد. %۲۰ . از ﻇﺮﻓﯿﺖ ﻧﯿﺮوﮔﺎﻫﯽ ﻓﻘﻂ ﺑﺮای ﺳﺎﻋﺎت اوج ﺑﺎر ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ . ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﮐﻤﺒﻮدﻫﺎی اﻧﺮژی و آﻻﯾﻨﺪهﻫﺎی زﯾﺴﺖ ﻣﺤﯿﻄﯽ از ﺟﻤﻠﻪی اﯾﻦ ﻣﺸﮑﻼت ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺷﺒﮑﻪ ﺑﺮق ﻓﻌﻠﯽ ذاﺗا دارای ارﺗﺒﺎط ﯾﮏ ﻃﺮﻓﻪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.
۱-Smart Grid ( SG )
ﺑﻌﻼوه ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺳﻠﺴﻠﻪ ﻣﺮاﺗﺒﯽ، ﺷﺒﮑﻪ ﺑﺮق ﻣﻮﺟﻮد از اﯾﻦﮔﻮﻧﻪ ﻣﺸﮑﻼت ﺑﺎ وﺟﻮد ﺷﺒﮑﻪ ﺑﺮق ﻓﻌﻠﯽ ﻗﺎﺑﻞ ﺣﻞ ﻧﺨﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد.
ﺷﺒﮑﻪ ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ، ﺑﺎ ﻫﺪف رﻓﻊ ﻣﺸﮑﻼت ﺷﺒﮑﻪﻫﺎی ﺑﺮق ﻓﻌﻠﯽ و ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﺑﻬﺘﺮ و ﮐﺎرآﻣﺪﺗﺮ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت ﻣﻄﺮح ﺷﺪه است. اﯾﻦ ﺷﺒﮑﻪﻫﺎ اﻣﮑﺎن ﭘﺎﯾﺶ ﮐﺎﻣﻞ و ﮐﻨﺘﺮل ﻟﺤﻈﻪ ﺑﻪ ﻟﺤﻈﻪ ﺗﺠﻬﯿﺰات را ﺑﺮای ﺷﺮﮐﺖﻫﺎی ﺑﺮق
ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽﮐﻨﺪ. اﻧﺘﻈﺎر ﻣﯽرود ﮐﻪ اﯾﺠﺎد اﯾﻦ ﺷﺒﮑﻪﻫﺎ ﮐﻨﺘﺮل و ﺑﻬﺮهﺑﺮداری ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت را ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺒﺨﺸﺪ و ﺷﺒﮑﻪ ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ ﺑﺎﯾﺪ ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺗﺮﻣﯿﻢ ﺧﻮد و اﻣﮑﺎن اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺴﺘﺮده از ﺗﻮﻟﯿﺪات ﭘﺮاﮐﻨﺪه را ﻓﺮاﻫﻢ ﮐﻨﻨﺪ.
ﺑﺎزﮔﺸﺖ ﺳﺮﯾﻊ ﺑﻪ ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﻄﻠﻮب، ﺑﺎ وﺟﻮد ﺧﻄﺎﻫﺎی ﮔﺮداﻧﻨﺪﮔﺎن ﺧﻮد را در ﺟﻬﺖ ﯾﺎﻓﺘﻦ راهﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﺒﺎدﻻت اﻗﺘﺼﺎدی اﻧﺮژی در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت، ﯾﺎری ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﮐﺮد .
توزیع هوشمند نیرو سامانه های مبتنی بر ترکیب فناوری اطلاعات و ارتباطات با توانمندی های پردازشی رایانه ها و سیستم های الکتریکی می باشد. ارتقا سخت افزاری سیستم های کنونی غیر هوشمند به شبکه های دو سویه توزیع شده کارآمد و اقتصادی که در آن بهره وری سرمایه گذاری های انجام شده در صنعت برق به طرز چشمگیری بالا می رود، از اهداف اصلی هوشمند سازی شبکه می باشد. بالا رفتن ضریب اطمینان
و پایداری شبکه از اهداف دیگر بکارگیری این فناوری می باشد. بطور خلاصه نیازمندی های زیر لزوم تغییرات بنیادی را باعث گردیده است:
۱- شبکه توزیع خود بازیاب^۱
شبکه ای با ضریب اطمینان بالا و داشتن امنیت ذاتی در کلیه سطوح
۲- شبکه توزیع نیروی برق کم هزینه^۲
استفاده بهینه از دارایی های با ارزش با بکارری مفهوم پاسخ به درخواست^۳ ، توزیع غیر سلسله مراتبی تولید نیروی برق و بهره وری از تولید پراکنده نوعاً توسط مصرف کنندگان اتوماسیون گسترده و کاهش دخالت عامل انسانی.
۳- شبکه توزیع نیروی برق دوستدار محیط زیست
تجمیع و متنوع نمودن منابع انرژی مدیریت آلاینده ها و دی اکسید کربن
در سامانه توزیع هوشمند نیروی برق “Smart Grid” نه تنها داده ها به صورت دوسویه از شبکه به
۱- Self Healing Grids
۲- Economical Grids
۳- Demand Response
۴- Electricity Retailer
مشترک و بالعکس منتقل می گردد، بلکه جریان انرژی نیز دو سویه می گردد و شبکه می تواند بالقوه متشکل از هزاران تولید کننده و فروشنده خرد برق^۴ باشد.
این فروشندگان از طریق منابع تجدیدپذیر انرژی^۱ مانند سلول های خورشیدی، گرمای زمین و یا از طریق ذخیره انرژی در ساعات و یا ایام کم بار (و البته ارزان) و فروش آن در ساعات پربار (و صد البته گران) وارد
بازار خرده فروشی برق شوند. لذا در SG با دو شبکه جدید آشنا می شویم:
۱- ریز شبکه توزیع برق^۲
۲- شرکت توزیع برق مجازی^۳ و یا بازار مجازی برق^۴ بازار مجازی برق در واقع مفهومی مشابه مدل اینترنتی است که در آن انرژی از هر منبعی صرف نظر از شیوه تولید، خواه ژنراتورهای سنتی یا منابع تجدیدپذیر انرژی باشند، عرضه و در هر نقطه دلخواهی در شبکه به مصرف می رسد. بدیهی است تحقق چنین آرمانی بدون بهره ری از فناوری های پیشرفته اطلاعات و ارتباطات میسر نمی گردد.
نصب و راه اندازی سنسورهای هوشمند بر روی تمام عناصر کلیدی شبکه توزیع و برقراری شبکه ارتباط دو سویه، ادغام و هماهنگسازی سامانه اندازه گیری با سایر نرم افزارهای کاربردی مرکز ، درگاه ^۷ خدمات رسانی مشترکین و سامانه ها و خدمات صوتی به مشترکین، نصب سیستم های نرم افزاری تشخیص خرابی بلادرنگ، تنظیم بار، قطع و وصل جریان برق بصورت انبوه در عین حال انتخابی، همسویی
ادغام با شبکه های کنترل بلادرنگ توزیع و فوق توزیع مانند) SCADA¹ سیستم نظارت بر کنترل و اکتساب داده ها ) و تبادل اطلاعات در راستای تعامل کامل در شبکه از جمله فعالیت های اصلی جهت برپایی شبکه کامل توزیع هوشمند نیروی برق می باشد. بکارری و خرید انرژی از تولیدکنندگان خرد نوعاً مبتنی بر انرژی های تجدید پذیر و منابع ذخیره فرار ( مانند انرژی ذخیره شده در خودروهای الکتریکی در ساعات اوج مصرف) و نیروگاه های ترکیبی نیرو و گرما^۲ و برقراری ارتباط دو سویه داده ای و انرژی با این تولید کنندگان از مصادیق دیگر شبکه هوشمند خواهد بود.