مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1398 | دوره:9 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

برنامه های پاسخ گویی بار ازجمله اقداماتی می باشند که هم خرده فروشان جهت مدیریت ریسک سبد قراردادهایشان و هم بهره بردار شبکه جهت مدیریت تراکم باهدف افزایش رفاه اجتماعی انجام می دهند. در این مقاله ساختاری جهت مدیریت تراکم شامل اجرای پاسخ گویی بار بر اساس مکانیزم بازار ارائه می شود که منفعت خرده فروشان نیز در آن لحاظ می گردد. در ساختار پیشنهادی بهره بردار شبکه با استفاده از سیگنال های اقتصادی خرده فروشان را جهت کاهش تقاضایشان در شینه های مشخص، تشویق می کند. خرده فروشان در واکنش به سیگنال های اقتصادی و جهت بیشینه کردن درآمدشان، در معامله پاسخ گویی بار باDRA[1]s شرکت می کنند و تقاضاهای جدیدشان را برای بهره بردار شبکه ارسال می کنند. جهت مدل سازی رفتار شرکت کنندگان در معامله پاسخ گویی بار، از تئوری بازی استکلبرگ استفاده خواهد شد که در آن خرده فروشان به عنوان بازیکن های پیشرو و DRAs به عنوان بازیکن های پیرو هستند. در این مقاله همچنین جهت مشخص کردن تاثیر پاسخ گویی بار هر شینه بر کاهش تراکم شبکه، مفهوم الاستیسیته تراکم تعریف شده و در محاسبه منفعت خرده فروشان استفاده می شود. نتایج مدل سازی ها نشان داد که مدیریت تراکم بر اساس الگوریتم پیشنهادی ضمن کاهش تراکم شبکه سبب افزایش منفعت خرده فروشان نیز می گردد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در سیستم های تولید سنتی، انرژی دریافتی از سوخت صرفا به انرژی الکتریکی تبدیل می شود درحالی که در سیستم های تولید همزمان (CHP)، انرژی سوخت علاوه بر تولید انرژی الکتریکی به تولید انرژی حرارتی نیز می پردازد لذا، بازده این سیستم ها به طور قابل توجهی بیشتر از سیستم های سنتی است و این لزوم استفاده از سیستم هایCHP را توجیه می کند. ظهور سیستم های CHP در کنار نیروگاههای سوخت فسیلی باعث می شود توزیع اقتصادی توان و حرارت بین واحدهای تولیدکننده انرژی به نحوی که کمترین هزینه را داشته باشد، از مسائل مهم بهره برداری از سیستم های قدرت به شمار آید. دراین میان لزوم در نظر گرفتن آلایندگی ناشی از واحدهای تولید کننده انرژی درکنار سایر قیود عملیاتی نیروگاهها باعث پیچیدگی مسئله توزیع اقتصادی بار می شود. حضور توابع هدف متعدد وگاها متضاد مسئله فوق را به یک مسئله بهینه سازی چند هدفه تبدیل می نماید. این مقاله ضمن بررسی مسئله توزیع اقتصادی بار در نیروگاه ها در کنار واحدهای تولید هم زمان برق و حرارت از روش فرا ابتکاری الگوریتم جستجوی هارمونی چندهدفه در حل مسئله پخش اقتصادی توان و حرارت استفاده می کند. برای نشان دادن کارآئی روش پیشنهادی از سیستمی با 4 واحد تولید توان الکتریکی، 2 واحد تولید همزمان و یک واحد تولید توان حرارتی استفاده می شود. کارایی الگوریتم پیشنهادی از طریق مقایسه با سایر روش های پیشرفته بهینه سازی چندهدفه نظیر NSGA-II و MOPSO نشان داده شده است.

با توجه به پیشرفت های اخیر در زمینه الکترونیک قدرت، ریزشبکه های مبتنی بر منابع اینورتری در حال گسترش هستند. یکی از روش های متداول تسهیم توان بین این منابع در یک ریزشبکه جزیره ای، استفاده از کنترل افتی می باشد. اما به دلیل اختلاف امپدانس خطوط، تسهیم توان راکتیو با استفاده از این روش دقیق نبوده و منجر به اضافه بار در برخی از منابع می شود. برای رفع این مشکل، این مقاله روشی را ارائه می دهد که بر پایه استفاده از مشخصه های افتی مرسوم شکل گرفته و از پتانسیل امپدانس مجازی در سیستم کنترل منابع پراکنده استفاده می کند. افت ولتاژ ایجاد شده توسط امپدانس مجازی، منجر به افزایش دقت تسهیم توان راکتیو بین منابع خواهد شد. برای تولید امپدانس مجازی مناسب، کنترل کننده های محلی هر یک از منابع با استفاده از یک لینک مخابراتی با پهنای باند کم، اطلاعات مورد نیاز را با مرکز مدیریت ریزشبکه مبادله می کنند. سپس با استفاده از مشخصه افتی امپدانس مجازی-توان راکتیو پیشنهادی در سیستم کنترل منابع، مقدار امپدانس مجازی هر منبع متناسب با بار ریزشبکه و ظرفیت منبع تعیین می شود. با توجه به تغییرات بار در ریزشبکه، شیب مشخصه پیشنهادی به صورت تطبیقی تنظیم می گردد. برای تایید کارآیی روش پیشنهادی، سناریوهای مختلفی در ریزشبکه تست ولتاژ کم شبیه سازی می شوند.

یکی از کاربردهای مهم شبکه های بی سیم در زمینه پزشکی، شبکه های حسگر بی سیم بدنی (WBAN) می باشد. تعبیه حسگرهای اندازه گیر برروی یا درون بدن انسان ایجاب می کند که میزان مصرف انرژی آن ها باید بسیار کنترل شده و اندک باشد تا خطری برای بیمار ایجاد نکند. وجود تداخل میان گره های فرستنده و گیرنده مختلف در این شبکه ها یکی از مهمترین چالش هایی است که میزان مصرف انرژی در حسگرهای تشکیل دهنده WBAN را افزایش می دهد. در این مقاله از روش کنترل کننده فازی-ژنتیک به منظور کنترل توان انتقال در حسگرهای WBAN استفاده شده است. در این روش با استفاده از الگوریتم ژنتیک تلاش می شود که پایگاه دانش کنترل کننده فازی به گونه ای تنظیم گردد که کنترل کننده فازی بتواند با مدیریت توان انتقال هریک از حسگرهای WBAN، هم مقدار مصرف انرژی را کاهش دهد و هم کمترین میزان تداخل را با دیگر حسگرها در WBANهای همسایه موجود در محیط ایجاد نماید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش کنترل کننده فازی ژنتیک می تواند میزان مصرف توان را تا 34 درصد نسبت به روش متداول حریصانه کاهش دهد.

این مقاله به ارائه یک ساختار اصلاح شده شیشه کاهنده مصرف انرژی با هدف مدیریت مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع و همچنین بهبود کیفیت مخابره باندهای پرکاربرد فرکانسی می پردازد. بهره گیری از شیشه های کاهنده مصرف انرژی اگرچه منجر به کاهش مصرف انرژی می گردد، به صورت همزمان اثر تضعیفی بر سیگنال های باند فرکانسی 8/0 تا 6 گیگاهرتز شامل باندهای مورد نیاز برای مخابره موبایل، GPS و GSM دارد. در ساختار اصلاح شده کاهنده مصرف انرژی پیشنهادی یک حلقه بیضوی از روی پوشش اکسید فلزی برش خورده است که می تواند میزان انتقال باند فرکانسی 8/0 تا 6 گیگاهرتز را به اندازه 22/20 دسی بل بهبود داده و درصد انتقال آن را از 78/68% به ازای شیشه کاهنده مصرف انرژی به 75/87% برساند که به اندازه 97/18% بهبود دارد. شایان ذکر است که با اصلاح انجام شده میزان انتقال انرژی گرمایی از 43% به 49/45% می رسد. بهبود حاصله در باند 8/0 تا 6 گیگاهرتز به ازای تنها 5/2% افزایش در میزان انتقال انرژی گرمایی به دست آمده است که قابل اغماض می باشد. ساختار ارائه شده و بهبودهای ناشی از استفاده از این نوع شیشه در مدیریت مصرف انرژی و بهبود کیفیت کانال های کاربردی مخابراتی در طول مقاله به دقت مورد تحلیل قرار می گیرند.

راندمان یک کوره ی ذوب آلومینیوم احتراق مستقیم که سوخت آن گاز طبیعی می باشد در یک کارخانه ی ذوب و نورد با استفاده از رو ش های انرژی و اگزرژی، به منظور بهبود سیستم مشعل در کوره و شناخت پتانسیل های بهبود ارزیابی می شوند. چنین بهبودهایی نه فقط مصرف سوخت را ، بلکه میزان گازهای سمی دودکشی و اثرات زیست محیطی مثل تغییر آب و هوا را کاهش می دهد. در این مطالعه راندمان انرژی کوره ی ذوب آلومینیوم 10% و راندمان اگزرژی آن 6% به دست آمد. بدین ترتیب آنالیز اگزرژی به طور سودمندی می تواند برای آنالیز و بهبود راندمان کوره مورد استفاده قرار گیرد و راندمان اگزرژی یک اندازه گیری عملی تر در واقعیت است. بینش های به دست آمده از طریق برآورد کوره ی ذوب توضیح داده می شود و پتانسیل های بهبود مشخص شده شرح داده می شود. با بررسی نتایج راهکارهایی شامل اضافه کردن مشعل بازیاب و سیستم بازیاب انرژی، پیش گرم نمودن شمش ها، متراکم کردن گاز طبیعی، بازیابی گرما از آب خنک کننده برای بهینه نمودن مصرف انرژی پیشنهاد شد، که پیش بینی می شود برای طراحان و سیستم ها مفید و مورد علاقه باشد.

تحلیل اگزرژی ابزاری برای تعیین سهم فرآیندهای دخیل در انتقال قابلیت کاردهی ورودی به سیستم و مکانی که در آن افت انرژی مفید در یک سیستم یا فرآیند رخ می دهد است. در این تحقیق تحلیل اگزرژیک عملکرد موتور تربوپراپ در شرایط کاری مختلف مدنظر است. برای این منظور یک موتور توربوپراپ بر اساس روش صفر بعدی با استفاده از نرم افزار گزترب مدل سازی شده و عملکرد آن ابتدا در نقطه طرح و سپس در چندین نقطه خارج از طرح برای شرایط کاری مختلف ارتفاع و ماخ پروازی مشخص می گردد. سپس پایه های مفهومی لازم برای تحلیل اگزرژی سیستم، با تعریف عبارات اگزرژی و ایجاد معادله تعادلی مربوطه بنا نهاده می شود و روابط مربوط به بازده قانون دوم بر اساس تعاریف مربوط به عایدی و مصرفی در هر جزء ارائه می گردد. در مرحله بعد با استفاده از داده های ترمودینامیکی بدست آمده از نرم افزار برای مقاطع مشخصه سیستم به آنالیز اگزرژی اجزای مختلف موتور پرداخته می شود. از نتایج تحلیل اگزرژی مشخص می شود که فرآیند احتراق عامل غالب در بازگشت ناپذیری سیستم است.

برق دار کردن روستا و مناطق دور افتاده، با اتصال به شبکه محدود و یا بدون اتصال به شبکه یکی از مهم ترین چالش ها در کشور های درحال توسعه مانند ایران است. از طرفی در ایران بیشتر نیاز الکتریسیته به واسطه مولدهای دیزل تامین می شود. مولد های دیزل نگرانی های اقتصادی و زیست محیطی زیادی دارند؛ که توسط استفاده از فناوری های انرژی تجدیدپذیر هیبریدی به حداقل رسیده اند. این مقاله به کاربرد انرژی های تجدیدپذیر به منظور تامین نیاز الکتریسیته یک روستا با جمعیت 10 خانواده در شهرستان دامغان پرداخته است. برای گسترش کنترل سیستم بهینه بر اساس استراتژی مدیریت بار از مدل نرم افزاری هومر استفاده شده است. در این مقاله، تحقیقی درباره آنالیز کارایی یک سیستم انرژی هیبریدی باد/ فتوولتاییک/ دیزل/ و باتری می باشد. نتایج حاصل نشان داد که هزینه خالص فعلی سیستم و میزان انتشارات آلاینده ها به ترتیب برابر 75315 دلار و 6470 کیلوگرم در سال می باشد. که منجر به کاهش انتشارات آلاینده ها در مقایسه با نیروگاه های رایج می شود. سیستم انرژی هیبریدی تحلیل شده ممکن است برای سایر مناطق ایران که در وضعیت اقلیمی مشابهی دارند کارآمد باشد.