برنامه ریزی ورود و خروج واحدها به شبکه با در نظر گرفتن نیروگاه های CAES و تولیدات بادی – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:سمینار
تعداد صفحات:105
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

برنامه ریزی ورود و خروج واحدها به شبکه با در نظر گرفتن نیروگاه های CAES و تولیدات بادی – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چکیده
١ مقدمه
۴ فصل اول : تاریخچه و هماهنگی برنامه ریزی در مدار قرار گرفتن واحدها
۵ ۱-۱- برنامه ریزی در سیستم های قدرت
۶ ۱- ۲- مقدمه ای بر مسئله در مدار قرار گرفتن واحدها
٨ ۱- ۳- مسئله ورود و خروج اقتصادی واحدها
٩ ۱- ۴ برنامه ریزی و هماهنگی در مدار قرار گرفتن واحدها
١۵ ۱- ۵- معرفی روش های حل مسئله در مدار قرار گرفتن واحدها
١۵ ۱- ۵- ۱- روشهای کلاسیک
١۵  ۱- ۵- ۱-۱- روش یکایک شماری
١۵  ۱- ۵- ۱-۲- روش برنامه ریزی دینامیکی
١٧  ۱- ۵- ۱-۳- روش برنامه ریزی اعداد صحیح و ترکیب اعداد صحیح و پیوسته
١٨  ۱- ۵- ۱-۴- روش شاخه و کران
١٩  ۱- ۵- ۱-۵- روش آزاد سازی لاگرانژ
٢٠ ۱- ۵- ۲- روش های تجربی
٢١  ۱- ۵- ۲-۱- روش لیست حق تفدم
٢١  ۱- ۵- ۲-۲- روش سیستم های خبره
٢٢ ۱- ۵-۳- روش های هوشمند
٢٢  ۱- ۵- ۳-۱- روش شبکه های عصبی
٢٣  ۱- ۵- ۳-۲- روش الگوریتم ژنتیک
٢۶  ۱- ۵- ۳-۳- روش شبیه سازی سرد شدن تدریجی فلزات
 ۱- ۵- ۳-۲- روش جستجوی ممنوع ٢٨
 ۱- ۵- ۳-۳- روش فازی ٣٠
۱- ۶- مقایسه بین روش های حل مسئله در مدار قرار گرفتن واحدها  ٣٢
۴۳ فصل دوم : معرفی نیروگاه های ذخیره کننده هوای فشرده
۴۴  ۲- ۱- شرح مختصری از نیروگاه های ذخیره کننده هوای فشرده
۴۵  ۲- ۲- شرایط مورد نیاز سیستم های ذخیره کننده هوای فشرده
 ۲- ۳- استفاده از CAES همراه با نیروگاه های گازی ۴٧
۲-۴- نمونه نیروگاه های ذخیره کننده هوای فشرده ۴٨
۵۴ فصل سوم : نیروگاه های بادی
۵۵  ۳- ۱- شرح مختصری از انرژی باد
۳-۲- بررسی اقتصادی استفاده از انرژی باد ۵۵
۳- ۳- روند تحولات تکنولوژی انرژی باد در سالهای اخیر در جهان و ایران ۵۶
۳-۴- بررسی مسئله UC با حضور نیروگاه های بادی ۵٨
۳- ۵- حضور همزمان واحدهای بادی و ذخیره کننده هوای فشرده ۶٠
فصل چهارم : نتیجه گیری ٧٩
منابع و ماخذ ٨٢
٨٢ فهرست منابع فارسی
٨٣ فهرست منابع لاتین

چکیده
امروزه به دلیل تغییرات آب و هوایی و افزایش گازهـای گلخانـهای، کـشورهای جهـان رو بـه تولیـدانرژی الکتریکی از منابع انرژی پاک و تجدید پذیر آورده اند که در میان این منـابع انـرژی تجدیـد پـذیر، انرژی باد رشدی سریعتر از سایر انرژیها داشته است. استفاده از انرژی باد در شبکه علاوه بر مزایـای آن،چالشهایی را از نظر بهره برداری ، کنترل و برنامه ریزی کوتاه مدت و بلنـد مـدت در سیـستم قـدرت بـههمراه دارد . با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع غیرقابل پیش بینی است، بنابراین نمی توان میزان انـرژیتولیدی آن را همانند نیروگاههای حرارتی مشخص نمود. امروزه استفاده از تکنولوژیهـای ذخیـره کننـده انرژی در ترکیب با انرژیهای تجدیدپذیر به عنوان یکی از راهحلهای کاهش اثرات منفی اسـتفاده از ایـنمنابع در سیستم قدرت ارائـه شـده اسـت. در ایـن سـمینار هـدف مطالعـه تـاثیر نیروگـاه هـای بـادی و سیستم های ذخیره کننده هوای فشرده در برنامه ریزی ورود و خروج واحـدهای حرارتـی بـه شـبکه وتاثیر آن بر عملکرد سیستم و آلودگی محیط زیست می باشد که در ادامه به صورت مشخص و کامل موردبررسی قرار می گیرد.

مقدمه:
مسائل مربوط به تولید ، بهره برداری و کنترل در یک شبکه قدرت ، که امروز به عنوان یکی از بزرگترین سیستم های موجود دنیا مطرح است ، بدون شک بسیار گسترده ، پیچیده و در عین حال جالب است.
یکی از مسائل حائز اهمیت در بهره برداری اقتصادی از شبکه های قدرت ، مسئله در مدار قرار گرفتن واحدهای تولیدی است. هماهنگی و تطابق بین بار مصرفی و تولید ، یکی از خصوصیات مهم شبکه های قدرت پیشرفته است. برای اقتصادی بودن عملکرد سیستم و کنترل موثر بر آن ، لازم است که در یک طیف زمانی ، میزان تولید با میزان مصرف هماهنگی داشته باشد.
در صنعت برق طراحی و بهره برداری بهینه و موثر اقتصادی همواره مورد نظر بوده است . تا سال ۱۹۷۳ میلادی و قبل از تحریم نفتی که منجر به افزایش سرسام آور قیمت نفت گردید ، شرکت های تولید برق در ایالات متحده امریکا حدود ۲۰ درصد از کل درآمد خود را صرف هزینه سوخت می کردند . تا سال ۱۹۸۰ میلادی این رقم به حدود ۴۰ درصد رسید . در دوره پنج ساله متعاقب ۱۹۷۳ میلادی هزینه سوخت ، نرخ رشد سالیانه ای معادل ۲۵ درصد داشته است . ارقام فوق نمایشگر اهمیت استفاده مؤثر از مواد سوختی است که غالبا به صورت غیر قابل تجدید مورد استفاده قرار می گیرند . افزایش پیوسته قیمت مواد سوختی و نیز تورم سالانه باعث شده است که همواره بهره برداری اقتصادی از سیستم های تولید انرژی الکتریکی مورد توجه و مطالعه قرار گرفته باشد.
معمولا مصرف کل یک سیستم قدرت در حال کار از ظرفیت نصب شده و قابل بهره برداری آن کمتر است. این تفاوت حتی در سیستم های قدرتی که با کمبود تولید برق در ساعات اوج مصرف مواجه اند ، در قسمت عمده ای از ساعات شبانه روز به چشم می خورد. لذا امکان انتخاب بهینه واحدهای تولید کننده برای تامین مصرف برق در هر فاصله زمانی چند دقیقه ای که میزان مصرف تقریبا ثابت می ماند ، به عنوان یک مساله توزیع بهینه بار مطرح می شود.
در مطالعه و بررسی مسائل مربوط به بهره برداری از سیستم های قدرت ، پارامترهای زیادی مورد توجه قرار دارند. در بهره برداری اقتصادی یکی از مهم ترین این پارامترها مجموعه مشخصات ورودی و خروجی واحدهای تولید انرژی است. به عنوان مثال هر واحد حرارتی شامل یک دیگ بخار ، توربین و ژنراتور می باشد. خروجی الکتریکی این مجموعه در عین اتصال به سیستم قدرت ، شبکه برق محلی نیروگاه را نیز تغذیه می نماید. در تعریف مشخصات یک واحد ، از واژه ورودی ناخالص در مقابل خروجی خالص صحبت می کنیم. ورودی ناخالص ، ورودی کلی به واحد ، بر حسب دلار بر ساعت ، مقدار سوخت بر ساعت یا هر مشخصه دیگر است و خروجی خالص واحد ، شامل انرژی الکتریکی حاصله از ژنراتور می باشد.
در توزیع بهینه بار می توان به ملاک های مختلفی توجه نمود. معمولا کمینه شدن هزینه سوخت به عنوان عمده ترین هزینه قابل کنترل تولید ، یکی از اهداف اصلی موردنظر است. همچنین تامین انرژی الکتریکی مورد تقاضا با قابلیت اعتماد بالا و مطمئن که با شاخص های گوناگونی مانند ظرفیت ذخیره گردان و غیره سنجیده می شود ، می تواند به صورت یک تابع هدف دیگر و یا به شکل قیود دیگری به مسئله اضافه گردد. بنابراین به طور اختصار مساله توزیع بهینه بار را می توان به صورت یک مساله کمینه سازی هزینه تولید که تحت شرایط برقراری قیود مختلف ، در نظر گرفت. در این نوع مسئله فرض بر این است که بار مصرفی کل سیستم معلوم است و هدف تعیین سهم بهینه تولید واحدهای روشن برای تامین این بار می باشد. با توجه به اینکه واحدهای حرارتی بسته به نوع سوخت و ساختمان فیزیکی آنها زمان قابل توجهی برای راه اندازی و اتصال به شبکه نیاز دارند و این زمان برای بعضی از نیروگاهها به یک ساعت و یا بیشتر می رسد ، لازم است از یک تا چند شبانه روز قبل برنامه ریزی و پیش بینی لازم برای روشن بودن واحدهای مناسب و راه اندازی آنها قبل از زمان تولید موردنظر صورت پذیرد. به این برنامه ریزی کوتاه مدت اصطلاحا تعیین واحد می گوییم.
با توسعه نگرشهای زیست محیطی و راهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژی های تجدید- ناپذیر استفاده از انرژی نو و تجدید پذیر ازجمله انرژی باد در مقایسه با آنها بسیار کارآمد بوده بطوریکه در بسیاری از کشورهای جهان روبه فزونی گذاشته است. با توجه به اینکه سیستم های ذخیره کننده انرژی معمولا به صورت محلی بوده و به بار نزدیک اند از این رو سیستم های ذخیره کننده انرژی می توانند به منظور مدیریت بار و پرشدگی خطوط مورد استفاده قرار گیرند. سیستم های ذخیره کننده انرژی، در واقع به عنوان مکمل و واسطی بین انرژی باد و سایر انرژی های تجدید پذیر در سیستم قدرت می باشند. با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع غیر قابل کنترل و وابسته به وضعیت باد در منطقه است و چون سیستم های ذخیره کننده انرژی، منابعی قابل کنترل اند، با استفاده از این منابع در کنار انرژی باد می توان باد را به یک منبع قابل کنترل تبدیل نمود و با توجه به هزینه تولید پایین انرژی های تجدید پذیر(انرژی باد) و سیستم های ذخیره کننده انرژی، قیمت تولید انرژی و هزینه تولید را کاهش داد.
قرار گرفتن سیستم های ذخیره کننده انرژی در کنار انرژی باد می تواند، پایداری و قابلیت کنترل این انرژی را افزایش داده و توانایی تامین بار سیستم را بهبود بخشد وهمچنین چالش های مربوط به دینامیک سیستم قدرت با حضور نیروگاه های بادی را کاهش دهد. در این تحقیق سعی شده تا به بررسی هماهنگی سیستم های ذخیره کننده انرژی و نیروگاه های بادی با واحد های حرارتی پرداخته وضعیت را از نظر حداقل نمودن هزینه تولید و کاهش آلودگی محیط زیست با توجه به محدودیت های شبکه و تامین بار بررسی نمود.
البته استفاده از انرژی باد در شبکه بدون مشکل نیز نخواهد بود زیرا با توجه عدم قابلیت پیش بینی دقیق انرژی باد ، منجر به کاهش قابلیت اطمینان شبکه می گردد.
سرمایه گذاری در زمینه CAES می تواند باعث کاهش سرمایه گذاری در زمینه سایر انرژی های معمول گردد. در واقع اگر امکان سرمایه گذاری در زمینه CAES باشد می توان بخشی از سرمایه گذاری در زمینه واحدهای گازی و سیکل ترکیبی را به واحدهای CAES اختصاص داد.
از نظر میزان آلودگی محیط زیست (۲Co) با توجه با تامین بخشی از بار توسط واحدهای بادی و با حضور واحدهای CAES میزان تولید واحدهای حرارتی شبکه خصوصا در زمان پیک بار کاهش یافته و این منجر با کاهش آلودگی محیط زیست می گردد.
از نظر قیمت برق وقتی بخشی از بار توسط واحدهای بادی تامین میگردد ، به نظر می رسد که سرمایه گذاری در زمینه CAES تاثیر زیادی بر روی قیمت ها دارد که این منجر به یکسان سازی قیمت ها در زمان پیک بار می گردد و همچنین استفاده از تولیدات بادی در شبکه نیز خود منجر به کاهش هزینه ها می گردد

نتیجه گیری
با توجه به نتایج بدست آمده از مقالات مختلف می توان اینگونه استنتاج کـرد کـه برخـی روش هـایکلاسیک مانند برنامه ریزی دینامیکی روش های مناسبی برای حل مسئلهUC می باشـند ولـی چـون بـاافزایش ابعاد مسئله وتعداد واحدها این روش ها کند می باشند نمی توان در عمل که تعداد واحـدها زیـاداست از آنها استفاده نمود.همانطوز که مـشاهده شـد از نظـر سـرعت عمـل و جـواب مناسـب روش هـایهوشمند برتری نسبی نسبت به روش های کلاسیک و تجربی دارند ولی باز هم با افزایش ابعاد مسئله گاهادچار مشکل می شوند، بنابراین به فکر ترکیب روش های هوشمند با یکدیگر و یا ترکیب آنها با روش هایکلاسیک و تجربی افتادند که با توجا به نتایج بدست آمـده ایـن روش هـای ترکیبـی شـاید وقتـی تعـدادواحدها کم هستند تفاوت چندانی با رو شهای هوشمند و کلاسیک نداشته باشد ولـی وقتـی تعدادواحـدهازیاد می شود به وضوح می توان تفاوت در سرعت و دقت روش های ترکیبی را مشاهده نمود که همین امرمنجر به برتری این روش ها شده است.
با توسعه نگرشهای زیست محیطی و راهبردهای صرفه جویانه در بهره بـرداری از منـابع انـرژی هـایتجدید- ناپذیر استفاده از انرژی نو و تجدید پذیر ازجمله انرژی باد در مقایسه با آنها بـسیار کارآمـد بـودهبطوریکه در بسیاری از کشورهای جهان روبه فزونی گذاشته است، ولی با توجه بـه اینکـه بـاد یـک منبـعانرژی با قابلیت کنترل خروجی پایین است بنـابراین نمـی تـوان بـه آن کـاملا اطمینـان نمـود و قابلیـتاطمینان شبکه را به خطر انداخت.هرچند امروزه با پیشرفت روش های پیش بینی انرژی باد توانـسته انـدمیزان خطا در پیش بینی انرژی باد را کاهش دهند ولی نتوانسته اند به صفر برسانند.
با افزایش استفاده از انرژی باد در شبکه قابلیت اطمینان شبکه کاهش می یابد لذا به فکر راهکارهـاییافتادند تا با تبدیل باد به یک منبع قابل کنترل علاوه بر حفظ قابلیـت اطمینـان شـبکه بتواننـد بـه بهـرهبرداری مناسب از باد هزینه تولید و هزینه پرداختی مشترکین را کاهش دهند.از جمله ایـن روش هـا مـیتوان به افزایش رزرو واحدها حرارتی و یا استفاده از سیستم های ذخیره کننده انرژی در کنـار بـاد اشـارهنمود.
با توجه به اینکه سیستم های ذخیره کننده انرژی معمولا به صورت محلی بوده و به بار نزدیک اند ازاین رو سیستم های ذخیره کننده انرژی می توانند به منظور مدیریت بار و پرشدگی خطوط مورد استفادهقرار گیرند . سیستم ها ی ذخیره کننده انرژی، در واقع به عنوان مکمل و واسـطی بـین انـرژی بـاد و سـایرانرژی های تجدید پذیر در سیستم قدرت می باشند. با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع غیر قابل کنترلو وابسته به وضعیت باد در منطقه است و چون سیستم های ذخیره کننده انرژی، منابعی قابل کنترل انـد،با استفاده از این منابع در کنار انرژی باد می توان باد را به یک منبع قابل کنترل تبدیل نمود و با توجه بههزینه تولید پایین انرژی های تجدید پذیر(انرژی باد ) و سیستم های ذخیره کننـده انـرژی، قیمـت تولیـدانرژی و هزینه تولید را کاهش داد.
قرار گرفتن سیستم های ذخیره کننده انرژی در کنار انرژی باد می تواند، پایـداری و قابلیـت کنتـرلاین انرژی را افزایش داده و توانایی تامین بار سیستم را بهبود بخشد وهمچنـین چـالش هـای مربـوط بـهدینامیک سیستم قدرت با حضور نیروگاه های بادی را کاهش دهد.
از نظر میزان آلودگی محیط زیست (۲Co) با توجه با تامین بخشی از بار توسط واحدهای بادی و با حضور واحدهای CAES میزان تولید واحدهای حرارتی شبکه خصوصا در زمان پیک بار کاهش یافته و این منجر با کاهش آلودگی محیط زیست می گردد.
با توجه به اینکه باد یک منبع تصادفی است لذا امروزه بیشتر از روش های احتمالاتی برای حل مسئله UC با حضور واحدهای بادی استفاده می شود. ولی چون استفاده از منابع ذخیره کننده انرژی در کنار واحدهای بادی توصیه می شود وآنها را به یک منبع انرژی قابل کنترل تبدیل می کنند می توان با استفاده از ترکیب روش های هوشمند بخصوص منطق فازی و روش های کلاسیک برای حل بهینه برنامه ریزی در مدار قرار گرفتن واحدها با حضور واحدهای واحدی و ذخیره کننده انرژی استفاده نمود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط