مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1390 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

با تجدید ساختار در صنعت برق، تولیدات پراکنده جایگاه ویژه ای یافته اند. سیستم های تولید هم زمان به دلیل بازده بالا، بیش از سایرین مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف اصلی این مطالعه تعیین بهینه ظرفیت و برنامه کاری یک سیستم CHP بر پایه موتور گازسوز در طول ساعات شبانه روز برای تامین برق و حرارت یک کارخانه به صورت هم زمان است. همچنین بر اساس نصب این سیستم در کارخانه، ظرفیت و برنامه کاری بویلر های بخار بهینه می شوند. در این مقاله با در دست داشتن بار الکتریکی و حرارتی کارخانه، ظرفیت بهینه سیستم CHP از دید صاحب کارخانه با هدف بیشینه کردن NPV طرح به دست آمده است. سپس مساله بهینه سازی برای یک کارخانه نمونه با توجه با قوانین موجود در ایران حل شده است. در پایان کارایی طرح در سناریوهای مختلفی با توجه به تغییرات قیمت سوخت، تعرفه خرید برق شبکه و قیمت فروش برق به شبکه مورد بررسی قرار گرفته است.

بازآرایی شبکه های توزیع، مکان یابی خازن و مکان یابی منابع تولید پراکنده، سه مورد از روش های کاهش تلفات هستند که در مطالعات زیادی به صورت جداگانه بررسی شده اند. بهینه یابی جداگانه و عدم توجه به اثر سه مورد فوق بر یکدیگر در مطالعات، مانع رسیدن به جواب بهینه سراسری می شود. در این مقاله، روشی برای بهینه سازی هم زمان مکان و اندازه منابع تولید پراکنده، مکان و اندازه خازن ها و آرایش شبکه با هدف رسیدن به کمترین تلفات ارائه شده است. نتایج پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی یک شبکه 30 باسه، ضرورت در نظر گرفتن اثر سه مورد فوق بر یکدیگر را نشان می دهد. در ادامه، با استفاده از نتایج عددی شبیه سازی، بازآرایی شبکه توزیع و مکان یابی خازن در حضور انواع منابع تولید پراکنده بررسی شده و تاثیر هر یک از موارد فوق بر دیگری نشان داده شده است.

امروزه توسعه زیرساخت های مخابراتی تحقق نسل جدیدی از شبکه های توزیع با قابلیت تبادل سریع داده ها بین اجزای شبکه با یکدیگر و با یک مرکز کنترل را امکان پذیر ساخته است. همچنین کمینه سازی تلفات انرژی و انحراف ولتاژ باس ها، از مهم ترین اهداف بهره برداری در شبکه های توزیع به شمار می روند.بنابراین ایده کنترل زمان حقیقی تجهیزات شبکه توزیع برای بهره برداری بهینه از آن ها، تعمیم یافته است. از طرفی، توسعه روزافزون کاربرد منابع تولید پراکنده مانند پیل های سوختی که با اینورتر به شبکه متصل می شوند و در اختیار بودن ادوات کنترل ولتاژ و توان راکتیو مانند رگولاتورهای ولتاژ پله ای، جبران کننده های استاتیک، خازن های شنت و نیز ترانسفورماتورهای کنترل نسبت بار با قابلیت کنترل شوندگی از مرکز، زمینه را برای استقرار این ایده فراهم کرده است. لذا در این مقاله با رویکردی جدید، کنترل زمان حقیقی ولتاژ و توان راکتیو در شبکه های توزیع با هماهنگی تجهیزات مذکور، جهت دست یابی به پروفیل مناسب ولتاژ، کمینه سازی تلفات و هزینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین برای حل مساله از الگوریتم جدیدی با سرعت همگرایی بالا تحت عنوان الگوریتم رقابت استعماری استفاده گردیده است. در نهایت، الگوریتم پیشنهادی بر روی یک شبکه توزیع واقعی اعمال شده و نتایج آن ارائه گردیده است.

یکی از موضوعات مهم که در سال های اخیر در صنعت برق رخ داده است، استفاده از منابع تولید پراکنده در شبکه های قدرت است. از جمله مزایای مهم این سیستم ها، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش تلفات شبکه، بهبود پروفیل ولتاژ است. منابع تولید پراکنده در هنگام بروز خطا در شبکه، با ایجاد نواحی جزیره ای می توانند باعث کاهش میزان قطعی بارها و در نتیجه، کاهش انرژی توزیع نشده شبکه شوند. از جمله ادوات حفاظتی شبکه توزیع که هماهنگی مناسبی با منابع تولید پراکنده دارند، کلیدهای بازبست بوده که قابلیت سنکرون کردن نواحی مجزای شبکه را دارا می باشند. به منظور هماهنگی در عملکرد ادوات حفاظتی ومنابع تولید پراکنده در این مقاله از ترکیب الگوریتم کلونی مورچگان، آنالیز حساسیت و روش تصمیم گیری چند معیاره استفاده شده، به طوری که با جایابی و ظرفیت یابی هم زمان منابع تولید پراکنده و ادوات حفاظتی، شاخص های قابلیت اطمینان، پروفیل ولتاژ و تلفات شبکه بهبود می یابند، و هزینه های سرمایه گذاری شبکه کمینه می گردند. شبیه سازی ها روی شبکه توزیع 34 شینه اصلاح شده IEEE انجام شده است.

توزیع اقتصادی بار، یکی از مسائل مهم در مدیریت تولید و بهره برداری از سیستم های قدرت است. در این مقاله، مسئله توزیع اقتصادی بار با در نظر گرفتن تلفات شبکه انتقال، و نیز ملاحظات و محدودیت های عملی نیروگاه ها از قبیل نرخ افزایشی و کاهشی تولید، نواحی ممنوعه تولید، اثر شیر بخار و سوخت های چندگانه مطرح شده است. برای حل این مساله که دارای توابع هزینه غیرمحدب است، از روش جدیدی مبتنی بر الگوریتم جهش قورباغه بهبودیافته، استفاده شده است. به منظور بررسی کارآیی روش پیشنهادی، نتایج شبیه سازی و مطالعات عددی در مثال های متنوع با دیگر روش ها مقایسه شده است. نتایج مطالعات عددی ضمن سرعت و دقت، برتری روش پیشنهادی را نشان می دهد.

اولین قدم در استفاده از انرژی باد شناسایی مناطقی است که پتانسیل خوبی برای نصب توربین های باد دارند. بهره برداری از انرژی باد جهت تولید برق با استفاده از توربین های بادی، یکی از کاربردهای مورد علاقه در این زمینه است. یکی دیگر از کاربردهای انرژی باد، استفاده از این انرژی جهت پمپاژ آب در نواحی مختلف است. این عمل با استفاده از پمپ توربین های بادی میسر است. در این پژوهش، یک تحلیل آماری روی داده های بادی سانا برای یک دوره یکساله در استان خراسان شمالی انجام شده است. ابتدا نتایج تحلیل آماری هر ایستگاه، تابع توزیع احتمال ویبول و گلباد جهت وزش باد بررسی گردیده است. سپس با تخمین پتانسیل انرژی باد توسط تابع توزیع احتمال ویبول برای دوره مورد بررسی، چگالی توان باد قابل بهره برداری بدست آمده است.

مشکلات مربوط به مصرف سوخت های تجدیدناپذیر، مانند آلودگی محیط زیست و قیمت بالا، تلاش برای جایگزینی آن ها با انرژی های تجدیدپذیر را باعث شده است. کلکتور های خورشیدی بدون پوشش نفوذپذیر، دستاورد صنعتی جدیدی برای پیش گرمایش و گرمایش هوای تهویه و خشک کردن محصول های کشاورزی هستند. انتقال حرارت در این کلکتور ها با عبور جریان هوا از میان روزنه های صفحه جاذب اتفاق می افتد. در این مطالعه عددی، اثر جریان آرام باد موازی با صفحه جاذب بر عملکرد این کلکتور ها بر مبنای تعادل کلی انرژی و با توسعه معادلات حاکم بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش سرعت باد، بسته به مقدار سرعت نزدیک شدن هوا به کلکتور، می تواند موجب کاهش یا افزایش بازده شود. این روند، نتیجه تقابل آثار تلفات حرارتی از صفحه جاذب کلکتور به محیط با اثر انتقال حرارت از این صفحه به هوای ورودی می باشد. همچنین بهازای مقادیر مختلف سرعت نزدیک شدن هوا، افزایش سرعت باد باعث افزایش ضریب تاثیر تبادل حرارتی می شود.