کیفیت و بهره وری در صنعت برق ایران
سال:1400 | دوره:10 | شماره:3 (پیاپی 24) |تعداد مقالات:9

ایستگاه های شارژ یکی از مهمترین تجهیزات شارژ برای خودروهای برقی (EV) محسوب می شوند. یکی از مهم ترین چالش های ایستگاه های شارژ جایابی بهینه آن می باشد که عملا بهره برداری از اجزای سیستم را در ناحیه ماکزیمم قرار می دهد. . شبکه های توزیع حلقه نهایی زنجیره تامین انرژی الکتریکی برای مصرف کنندگان می باشد. لذا کارایی اقتصادی و فنی هرچه بیشتر این شبکه ها تضمین کننده یک آینده پایدار و مطمین در صنعت برق می باشد در این راستا بررسی نقش ایستگاهای خودروهای الکتریکی بسیار مهم خواهد بود. در این مقاله جایابی بهینه ایستگاه های شارژ و دشارژ و برنامه ریزی بهره برداری بهینه خودروهای برقی در یک شبکه توزیع مورد بررسی قرار گرفته است. فاکتورهای موثر در انتخاب محل و میزان شارژ و دشارژ بهینه در ایستگاه ها ترکیبی از مسایل فنی و اقتصادی می باشد. در خصوص مسایل فنی، حداقل سازی تلفات، حداقل سازی افت ولتاژ در فیدرها و یکنواخت سازی منحنی بار شبکه مدنظر قرار گرفته است. در زمینه اقتصادی، جایابی ایستگاه ها و میزان شارژ و دشارژ به نحوی صورت پذیرفته است که هزینه های شارژ و دشارژ در ایستگاه ها و هزینه کل پرداخت شده بابت خرید توان به حداقل مقدار ممکن برسد. به منظور مدیریت بار در سمت مصرف کننده و هم چنین یکنواخت سازی منحنی بار، برنامه پاسخ تقاضای قیمت محور درنظر گرفته شده و در شبیه سازی ها پیاده سازی شده است. جهت یافتن نقطه کار بهینه از الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک، ترکیبی ژنتیک-ازدحام ذرات و ترکیبی ژنتیک-رقابت استعماری استفاده شده است. کلیه شبیه سازی ها در نرم افزار MATLAB انجام شده و به منظور ارزیابی روش های ارایه شده، صحت سنجی در هر قسمت بر روی سیستم تست استاندارد IEEE با تعداد شین 69 صورت پذیرفته است.

یکی از مشکلات عملکردی کمپرسورهای گریز از مرکز رخداد پدیده سرج در آن ها است که به علت های مختلف، فشار سیال در داخل کمپرسور معکوس شده و باعث آسیب های جدی به قسمت های مختلف کمپرسور خواهد شد. لذا کنترل سرج یکی از چالش های کنترل کمپرسورها است و باعث گسترش محدوده عملیاتی کارکرد کمپرسور می گردد. در این مقاله مدل دینامیکی کمپرسورهای گریز از مرکز مورد استفاده قرار گرفته و از کنترل کننده تناسبی-انتگرا گیر-مشتق گیر (PID) و کنترل کننده مد لغزشی جهت کنترل پدیده سرج برای فاصله یابی نسبت به خط سرج بهره گرفته شده است. سطح لغزش جدید برای کنترل کننده مد لغزشی تعریف شده و کنترل کمپرسور با استفاده همزمان از شیربازگشتی و دریچه ورودی انجام شده است. برای تضمین پایداری سطح لغزش در نظر گرفته شده از یک تابع لیاپانوف درجه دوم استفاده می شود. با اریه نتایج شبیه سازی رفتار کمپرسور با کنترل کنندهPID و مدلغزشی، نشان داده شده که کنترل کننده مدلغزشی طراحی شده توانایی کنترل کمپرسور را در سرعت های مختلف بهتر از کنترل کننده PID دارد.

یکی از مشکلات اساسی کشور ما در فصول گرم سال، کمبود برق می باشد. با توجه به این مشکل و همچنین افزایش روزافزون مصرف انرژی و اهمیت آن، بهینه سازی سیستم های تولید قدرت و تلاش برای افزایش بازده ی آنها و رفع کمبودها، امری بسیار مهم و ضروری می باشد. پژوهش حاضر با مدل سازی و شبیه سازی مولد گازی G13 آلستوم[1] نیروگاه سیکل ترکیبی یزد در نرم افزار ترموفلو، به بررسی تاثیر کاربرد سیستم جذبی بر عملکرد واحد از جمله توان تولیدی و راندمان، با توجه به خصوصیات منحصر به فرد نیروگاه و همچنین شرایط اقلیمی شهر یزد پرداخته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با استفاده از سیستم جذبی دمای هوای ورودی به کمپرسور به میزان 20 کاهش می یابد که موجب افزایش توان تولیدی به میزان 38/20% نسبت به حالت ساده و بدون انجام خنک کاری می شود. این سیستم همچنین باعث بهبود راندمان واحد مذکور به میزان 88/1% نسبت به حالت ساده می شود. در این تحقیق همچنین شبیه سازی سیستم فاگ که در حال حاضر در مولد مذکور مورد استفاده قرار دارد؛ انجام شده که نتایج حاصل نشان از افزایش بیشتر توان در سیستم جذبی نسبت به سیستم فاگ به میزان 32/5% می باشد. در ادامه جهت اعتبارسنجی و اطمینان از صحت عملکرد مدل شبیه سازی شده، نتایج حاصل با مقادیر واقعی در حالت حداکثر بار[2] و شرایط محیطی مختلف و همچنین مقادیر موجود در اسناد و مدارک مولد G13 نیروگاه یزد مقایسه شده است. یکی از نوآوری های پژوهش حاضر استفاده از حرارت خروجی واحد کرافت می باشد که در حال حاضر محصولات حاصل از احتراق این مولد به محیط اطراف داده می شود. در صورت استفاده از این سیستم شاهد بهبود راندمان واحد کرافت، راندمان کلی نیروگاه و همچنین کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی به محیط خواهیم بود که این امر به تنهایی از هزینه های بسیار زیاد اجتماعی جلوگیری می کند.

با توجه به روند پیشرفت تکنولوژی های استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و حمایت سیاست گذاران حوزه انرژی جهت استفاده بیشتر از این منابع پاک و ارزان، تحقیقات بسیاری درجهت بهره گیری هرچه بیشتر از این گونه انرژی ها در حال انجام است. محدودیت هایی از قبیل ظرفیت پایین، عدم قطعیت توان خروجی و مشکلات پایداری، استفاده از منابع انرژی پراکنده را پرهزینه و دشوار ساخته است. برای رفع این مشکلات، مفهومی جدید با عنوان نیروگاه مجازی پیشنهاد شده است. در این مقاله یک مدل کامل برای برنامه ریزی بهینه یک نیروگاه مجازی ارایه شده به صورتی که عدم قطعیت های منابع تولید پراکنده نظیر انرژی باد و خورشید و همچنین خودرو های الکتریکی در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، از پاسخ گویی بار که مدلسازی آن بر مبنای پاسخ گویی بار مبتنی بر قیمت برای بارهای معمولی و مبتنی بر تشویق برای خودروهای الکتریکی می باشد استفاده شده و در نهایت تابع هدف ارایه شده با روش برنامه ریزی خطی صحیح مختلط بهینه گردیده و یک شبکه 32 شینه مورد مطالعه قرار گرفته که هدف بیشینه سازی سود نیروگاه مجازی بوده که برای این کار از استفاده همزمان از پاسخ گویی بار و خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه استفاده شده است.

فرا سامانه اندازه گیری به عنوان یکی از راهبردهای هوشمند سازی شبکه توزیع برق، جهت ارسال و دریافت میزان مصرف، دیماند، ولتاژ و جریان بین مشترکین و شرکت های توزیع برق بکار گرفته می شود. برای راه اندازی فرا سامانه اندازه گیری، فناوری های بیسیم مخابراتی گوناگونی به عنوان زیرساخت مخابراتی شبکه در کشور های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. این فناوری ها از نظر مشخصات فنی مثل نرخ بیت داده، فرکانس مورد استفاده، تاخیر و منطقه تحت پوشش متفاوتند و انتخاب یک یا چند فناوری از میان آنها، نیاز به بررسی همه جانبه نیازمندی های فنی خاص شبکه، میزان توسعه فناوری و شرایط اقتصادی هر کشور دارد. با این دیدگاه، در این مقاله، ابتدا با تکیه بر روی مشخصات فیزیکی و نحوه دسترسی به محیط بیسیم، مروری بر فناوری های موجود خواهیم داشت. به منظور تفکیک مناسب حوزه عملکرد، فناوری ها را در سه دسته، برد کوتاه، برد متوسط و برد بلند، و در دو گروه با فرکانس آزاد و با فرکانس انحصاری تقسیم بندی می کنیم. همچنین، سازوکار دسترسی هر فناوری به محیط انتقال بی سیم را از نظر مناسب بودن آن از نظر تاخیر ارسال و حجم ارسال اطلاعات بررسی می نماییم، سپس، مجموعه ای از معیارهای کیفی برای انتخاب زیرساخت مناسب فراسامانه اندازه گیری را معرفی می نماییم. پشتیبانی فناوری در ایران، منبع باز یا انحصاری بودن فناوری، هزینه راه اندازی و نگهداری شبکه که از دیدگاه اجرایی از اولویت بالایی برخوردارند، را به عنوان معیار ارزیابی فناوری ها پیشنهاد می دهیم. در انتها، همه فناوری های معرفی شده در مقاله را براساس معیارهای معرفی شده مورد نقد و ارزیابی قرار می دهیم.

ایده اصلی این مطالعه، ارایه مدل جدیدی برای ارزیابی کارایی شرکت های برق منطقه ای ایران از طریق تلفیق مفهوم دوسوتوانی سازمانی و تکنیک تحلیل پوششی داده های شبکه ای است. مدل پیشنهادی بر مفهوم دوسوتوانی استوار است. دوسوتوانی یکی از جدیدترین موضوعات مورد بررسی در حوزه مسایل سازمان و مدیریت است که آن را می توان به توانایی سازمان در تمرکز بر بهره برداری (استفاده از قابلیت های موجود) و اکتشاف (کشف قابلیت های جدید) تعریف کرد. در این مطالعه به کمک مدل های شبکه ای تحلیل پوششی داده ها، فرآیندهای داخلی 16 شرکت برق منطقه ای در قالب دو مرحله «طرح و توسعه» و «بهره برداری» تجزیه و تحلیل شده و دوسوتوانی و کارایی شرکت ها محاسبه شد. یافته ها بیانگر این است میانگین کل صنعت برق در دوسوتوانی تعادلی و ترکیبی از نمره قابل قبولی برخوردار است؛ اما نمره دوسوتوانی تعادلی شرکت ها نشان می دهد میان کارایی بخش های طرح و توسعه و بهره برداری آنها اختلاف معنی داری وجود دارد. به بیان دیگر، یافته ها نشان می دهد بخش طرح و توسعه شرکت های برق منطقه ای ایران نتوانسته به موازات بخش بهره برداری توسعه یابد و ادامه این وضعیت نامتوازن، صنعت برق را در سال های آینده با چالش هایی از جمله شکاف عرضه و تقاضای برق و افزایش خاموشی ها مواجه می نماید.

تلفات برق در شهرستان جیرفت در استان کرمان به عنوان یک دغدغه برای شرکت توزیع نیروی برق جنوب استان کرمان محسوب می شود که منجر به ضرر و زیان مالی و کاهش درآمد شرکت می شود. لذا این شرکت برای تمرکز و رسیدگی بر عوامل اصلی تلفات در این شهرستان نیاز به اولویت بندی این عوامل دارد. در نتیجه هدف این تحقیق اولویت بندی عوامل تلفات برق در شهرستان جیرفت می باشد. در این مقاله با استفاده از تحقیقات گذشته و مصاحبه با خبرگان این حوزه ابتدا معیارهای اصلی دخیل در تصمیم گیری شناسایی شدند و سپس با استفاده از روش تحلیل سلسه مراتبی معیارها وزن گذاری شدند. در ادامه عوامل تلفات با استفاده از مستندات شرکت شناسایی شدند و با استفاده از روش تاپسیس عوامل تاثیرگذار با توجه به معیارهای وزن گذاری شده اولویت بندی شدند. نتایج تحقیق نشان داد در شهرستان جیرفت از بین عوامل تلفات فنی، تلفات کنتور و وسایل اندازه گیری و تلفات ناشی از نامتعادلی بار در فازها و توزیع تکفازه فشار ضعیف به ترتیب در اولویت اول و دوم قرار دارند. همچنین استفاده غیر مجاز از برق به صورت مخفی و پنهان به عنوان مهم ترین عامل تلفات غیر فنی در این تحقیق شناخته شد.

در این مقاله، یک چارچوب سه سطحی جدید برای برنامه ریزی توسعه ریزشبکه های چندگانه در مقابل ریسک های لرزه ای ناشی از زمین لرزه ارایه می شود. در چارچوب سه سطحی پیشنهادی، مسیله سطح پایین با بیشینه سازی سود مشارکت ریزشبکه ها و کمینه سازی حذف بار اقدامات اصلاحی کوتاه مدت شامل بازآرایی و توزیع بهینه منابع تولیدی را تعیین می نماید. در مسیله سطح میانی، ماهیت غیرقابل پیش بینی وقوع زمین لرزه و تاثیرات آن بر روی تجهیزات شبکه توزیع به وسیله یک روش جدید تولید سناریو مبتنی بر مدل دقیق کاهندگی و منحنی های شکنندگی مدل سازی می شود. در مسیله سطح بالایی، طرح های توسعه ریزشبکه ها به عنوان اقدامات پیشگیرانه بلندمدت با هدف کمینه سازی هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری منابع تولیدی و بیشینه سازی سود مشارکت تعیین می گردند. به منظور حل چارچوب برنامه ریزی پیشنهادی که یک مسیله بهینه سازی چندسطحی، غیرمحدب، خطی و آمیخته با اعداد صحیح است، از الگوریتم جستجوی ملودی استفاده می شود. اثربخشی چارچوب پیشنهادی توسط چندین سناریو بر روی یک شبکه توزیع استاندارد 9-باس 33 کیلوولت تست شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر سودمندی چارچوب برنامه ریزی سه سطحی پیشنهادی است.

هدف شبکه های هوشمند در سراسر جهان، تامین برق قابل اطمینان و تاب آور به مشترکین می باشد. در اتفاقات بزرگ ناشی از حوادث طبیعی، منابع تولید پراکنده در تغذیه قابل اطمینان و تاب آور بارهای شبکه نقش کلیدی را بازی می کنند. تاب آوری سیستم های قدرت را می توان به عنوان توانایی سیستم در آماده سازی و برنامه ریزی برای جذب آسیب و تطبیق/ بازیابی به منظور جلوگیری از تاثیرات حوادث مشابه در آینده تعریف کرد. بنابراین، تاب آوری یک سیستم قدرت بطور خلاصه به سه مشخصه پیشگیری [1]، قابلیت تداوم برق رسانی [2] و بازیابی [3] نسبت داده می شود. بهبود در هر یک یا تمام این سه مشخصه، تاب آوری کل سیستم را بهبود می دهد. در این مقاله، یک الگوریتم بازیابی بهبود یافته در سیستم های توزیع، با حضور منابع تولید پراکنده تجدیدپذیر و قابل برنامه ریزی برای افزایش قابلیت تداوم تغذیه بارهای قطع شده ناشی از حوادث شدید همانند حوادث طبیعی ارایه می شود. در مدل ارایه شده، یک استراتژی بهینه برای بازیابی حداکثر بارها با مینیمم عملکردهای کلیدزنی و حداکثر بازیابی بار تحت شرایط خطا پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی، از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک الگوریتم قدرتمند در بهینه سازی استفاده شده و چگونگی پیاده سازی و حل مدل پیشنهادی توسط الگوریتم ژنتیک معرفی می گردد. کارایی روش پیشنهادی بر روی شبکه تست 33 باس IEEE بررسی و نتایج حاصل تحلیل شده است.