مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1395 | دوره:6 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

منابع تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی، نسبت به سایر منابع تولید انرژی هستند. با حل مساله پخش اقتصادی بارهای الکتریکی و حرارتی، میان منابع تولید با در نظر گرفتن قیود سیستم، یک برنامه بهینه برای بهره برداری از منابع تولید انرژی به دست می آید. در ریز شبکه ها، وابستگی متقابل بین تولید حرارت و توان الکتریکی در منابع تولید همزمان، موضوع پخش بار اقتصادی را به یک مساله بهینه سازی غیرخطی و پیچیده تبدیل می کند. در این مقاله، یک الگوریتم بهینه سازی مرکب از الگوریتم جست وجوی باکتریایی و الگوریتم مهاجرت پرندگان جهت حل این مساله به کار برده شده است. در مدل سازی واحدهای حرارتی اثر باز شدن دریچه های بخار و نواحی ممنوعه تولید، در نظر گرفته شده اند که منجر به ناهمواری در تابع هدف و قیود مساله می شود. تاثیر روش پیشنهادی روی سیستم های در مقیاس کوچک و مقیاس بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی های حاصل از روش پیشنهادی در مقایسه با نتایج کارهایی که اخیرا در این زمینه انجام گرفته، نشان می دهد که روش پیشنهادی منجر به بهبود پاسخ ها شده و می توان از آن به عنوان یک روش مطمئن برای حل مساله پخش اقتصادی بارهای الکتریکی و حرارتی استفاده کرد.

مدل سازی اجزای وابسته به فرکانس در سیستم های قدرت به منظور تحلیل حالات گذرای الکترومغناطیسی، معمولا توسط یک ماتریس ادمیتانس وابسته به فرکانس صورت می پذیرد. اما اغلب، یکی از چالش های استخراج مدل فضای حالت در این موارد، بزرگ شدن خطای حاصل از مدل سازی در لحظه انتقال به حوزه زمان است. این افزایش غیرطبیعی خطا گاهی ناشی از کوچک بودن مقادیر ویژه ماتریس ادمیتانس یا به دلیل پایدار کردن قطب های ناپایدار، با انتقال اجباری آن ها به سمت چپ محور موهومی رخ می دهد. درباره مسائل چندترمیناله، پاسخ خروجی گاهی اوقات به شدت وابسته به توزیع ورودی اعمال شده به ترمینال هاست. چنین رفتاری اغلب در محدوده فرکانسی پایین، به دلیل تفاوت های چشمگیر در مشخصه های مدار باز و اتصال کوتاه در حالت مودال، به وقوع می پیوندد. اعمال مستقیم تکنیک های مدل سازی شبکه ها در چنین مواردی، مدلی با ویژگی های غیردقیق به دست می دهد. لذا این مقاله، رویکرد جدیدی را به منظور مدل سازی شبکه های چندترمیناله در سیستم قدرت با استفاده از روش برازش برداری ارائه می کند. در روش پیشنهادی خطای مدل سازی بسیار کوچک است و نتایج دقیق شبیه سازی، خروجی این روش را به طور کاملا مناسبی روی داده ها اصلی منطبق می کند.

با تغییر ساختار در شرکت های توزیع برق، مدیریت تلفات انرژی یکی از اقدامات مهم افزایش کارایی شبکه است. بر این اساس، پایش تلفات فنی و برنامه ریزی استراتژیک برای کاهش تلفات، از اهداف اصلی مدیر دارایی خواهد بود. از طرفی برای پایش تلفات، استفاده از روش های متداول سنجش و تخمین تلفات شبکه، نیازمند به داده های فراوان بوده یا عمدتا در شبکه های عملی قابل استفاده نیستند. در این مقاله، یک روش عملی برای پایش تلفات از منظر چرخه ورود تجهیزات به شبکه توزیع ارائه می شود. بدین منظور به کمک گروه تمرکز برای هر فرایند ورود تجهیز، شاخص هایی استخراج شده و تابع توزیع احتمالی آن ها تهیه می شوند. سپس با تعیین مقدار مجاز هر شاخص به کمک روش دلفی، تابع توزیع احتمالی جدید و انحراف هر فرایند به صورت فاصله احتمالی محاسبه می شود. در انتها روش پیشنهادی در یک شبکه نمونه با داده های واقعی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاکی از انحراف زیاد عملکرد فرایند طراحی از نگاه تلفات است.

در این مقاله، روشی نوین برای کنترل و مدیریت بهینه منابع توان در یک خودروی برقی دارای دو منبع تامین انرژی شامل باتری و ابرخازن ارائه می شود. برای این منظور یک کنترل کننده غیرخطی بهینه بر مبنای سیستم فازی طراحی می شود. مهم ترین مرحله در طراحی سیستم فازی، انتخاب درست قوانین فازی و توابع عضویت است که در این مقاله، قوانین فازی و توابع عضویت متغیرهای ورودی و خروجی کنترل کننده فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک ترکیبی با اعداد صحیح تعیین می شوند. روش پیشنهادی همراه با دو روش فازی معمولی و کنترل گسسته دو وضعیتی on/off بهینه روی سیکل استاندارد رانندگی شهری (EPA-UDDS) و با مدل خودروی برقی در محیط نرم افزار Advisor شبیه سازی می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که میزان انرژی مصرفی خودروی برقی در سیکل رانندگی مورد نظر، با استفاده از کنترل کننده فازی بهینه، کاهش چشمگیری نسبت به کنترل کننده فازی معمولی و همچنین کنترل کننده گسسته on/off بهینه یافته است.

با توجه به اهمیت خشک کردن مواد غذایی، حساسیت دمایی آن ها و هزینه های این فرایند، نیاز به یافتن روش هایی نو است که بتواند پارامترهای گوناگون در این فرایند را مورد ارزیابی قرار داده و رویه ای بهینه را بر خشک کردن نمونه ها به دست آورد. در این تحقیق توانایی خشک کردن گیاه کلم سر در یک بستر سیالی در ترکیب با هوای جابه جایی و امواج مایکروویو با استفاده از طرح آماری رویه پاسخ مورد ارزیابی قرار می گیرد. سه پارامتر توان مایکروویو، دمای هوای ورودی و دبی هوای ورودی در مقادیر مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. بهینه سه پارامتر مذکور به ترتیب برابر با توان مایکروویو 900 وات، دمای هوای ورودی 60oC و دبی هوای ورودی1800 SCFH به دست آمده که در این شرایط بهترین مدت زمان خشک شدن گیاه کلم سر برابر با 7.62 دقیقه است. ضریب همبستگی مدل محاسباتی یا R2(adj) برای مدت زمان خشک شدن 0.9995 به دست آمده که نشان دهنده تطابق بسیار عالی نتایج آزمایشگاهی با مدل به دست آمده است.

به منظور افزایش قیمت انرژی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر چون ذرات ریز زیست توده در واحدهای کوچک تولید همزمان برق و گرما در موتور استرلینگ توسعه یافته است. در این واحدها سوخت زیست توده در یک محفظه احتراق خارجی سوخته و حرارت آن به سیال عامل سیکل استرلینگ داده می شود. ازاین رو فرایند احتراق ذرات نقش بسزایی در عملکرد سیکل استرلینگ داشته و شبیه سازی این گونه محفظه های احتراق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی می تواند در بهینه سازی محفظه احتراق مفید بوده و اولین گام در طراحی این موتورها باشد. در این تحقیق، محفظه احتراق یک موتور استرلینگ مربوط به یک واحد تولید همزمان برق و حرارت با توان تولید برق 55 کیلووات شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که تطابق خوبی بین نتایج و مشاهدات تجربی وجود دارد و با افزایش مقدار هوای ثانویه به میزان مشخصی می توان دمای گازهای خروجی را برای افزایش بازده موتور استرلینگ به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد. کاهش قطر ذرات احتراقی باعث افزایش تبخیر ذرات و نرخ احتراق شده، دما در خروجی را افزایش می دهد. افزایش میزان سرعت به هنگام تزریق ذره در ورودی میزان سوزش ذره احتراقی را کاهش داده چون مقداری از آن بدون سوزش کامل محفظه را ترک می کنند.