کیفیت و بهره وری در صنعت برق ایران
سال:1398 | دوره:8 | شماره:3 (پیاپی 17) |تعداد مقالات:8

مطالعات صورت گرفته نشان گر آن است که در کنار استفاده از روش های مختلف مدیریت مصرف در بخش خانگی، می توان از سیستم های موسوم به هاب انرژی نیز برای بهبود در عملکرد و مدیریت در مصرف برق و انرژی منازل استفاده کرد. در هر سیستم انرژی الکتریکی، هدف مشتریان به حداقل رساندن هزینه انرژی شان است. در این مقاله مشخص می شود که می توان در هر خانه از هاب انرژی مسکونی پیشنهادی شامل وسایل مصرفی مختلف، سیستم های ذخیره سازی انرژی (باتری، خودرو برقی)، سیستم های تولید انرژی (فتوولتاییک خورشیدی، بادی و یا انرژی تولیدی از یک نیروگاه گازی خورشیدی ترکیبی) و لینک های ارتباطی دو طرفه بین این اجزا استفاده کرد. لازم به ذکر است که در این مقاله سیستم هاب شامل CHP (ترکیب حرارت و برق), PHEV (خودروی برقی), HLM (مدیریت بار خانه) و DR (برنامه پاسخ به تقاضا خانگی) و TS (ذخیره ساز حرارتی) می باشد که باید بار الکتریکی و حرارتی را با کمترین هزینه تغذیه کند. نهایتا، اثرات برنامه پاسخگویی بار و سیستم ذخیره سازی در بخش مطالعات عددی بررسی شده و نتایج آن باهم مقایسه شده است که نشان دهنده کارایی مدل پیشنهادی است.

یکی از بخشهای مهم شبکه هوشمند برق، زیرساخت اندازه گیری هوشمند می باشد. زیرساخت اندازه گیری هوشمند به منظور اندازه گیری، جمع آوری و آنالیز داده های مربوط به مصرف برق، مورد استفاده قرار می گیرد. داده های کنتورهای هوشمند در تجمیع کننده های میانی، تجمیع شده و از آنجا به مرکز مدیریت داده ها ارسال می شوند. تجمیع کننده ها نقش بسیار حیاتی در زیرساخت اندازه گیری هوشمند دارند. داده های تجمیع کننده ها باید از مسیرهای با کمترین تاخیر ارسال شوند. زمانی که یک تجمیع کننده با خطا مواجه شود، تمام ترافیکهای ارسالی توسط آن، از بین خواهند رفت و این امر باعث افزایش هزینه تولید برق در شبکه هوشمند برق خواهد شد. از اینرو طراحی ساختار ارتباطی قابل اطمینان برای زیرساخت اندازه گیری هوشمند بسیار مهم و ضروری می باشد. در این مقاله با استفاده از شبکه نرم افزار محور، ساختار جدیدی برای زیرساخت اندازه گیری هوشمند پیشنهاد شده است که باعث افزایش قابلیت اطمینان شده و بصورت بهینه، کنتورهای هوشمند را به تجمیع کننده های موجود در شبکه، اختصاص می دهد. در ساختار پیشنهادی در هر کنترل کننده یک تجمیع کننده مجازی وجود دارد که به عنوان یک کاربرد در کنترل کننده شبکه نرم افزار محور قرار می گیرد. این تجمیع کننده مجازی، کنتورهای هوشمند را بر اساس نیازمندیهای درخواستی به تجمیع کننده های موجود متصل می کند. علاوه بر این، روش مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس جدیدی، متناسب با نیازمندیهای این شبکه پیشنهاد شده است. در روش مسیریابی، کوتاهترین مسیر برای اتصال تجمیع کننده ها محاسبه شده و به منظور تضمین پارامترهای کیفیت سرویس، منایع مورد نیاز برای هر مسیر در شبکه، رزرو می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی تاثیر بسزایی در کاهش تاخیر و افزایش قابلیت اطمینان در زیرساخت اندازه گیری هوشمند دارد.

نفوذ منابع تولید پراکنده و واحد های ذخیره انرژی در شبکه های توزیع در حال افزایش است. از همین رو، بررسی اثر انها بر روی قابلیت اطمینان شبکه بسیار ضروری می باشد. در این مطالعه به منظور ارائه استراتژی بهینه مدیریت انرژی در شبکه توزیع هوشمند، مساله بهینه سازی چند هدفه تجدید ارایش پویا فیدرهای توزیع در حضور منابع تولید پراکنده و واحد های ذخیره انرژی بهینه سازی شده است، توابع هدف در این مطالعه شامل تلفات انرژی، انرژی توزیع نشده و هزینه بهره برداری می باشد. به منظور بهینه سازی همزمان شاخص قابلیت اطمینان و توابع هدف دیگر، طرح بهینه ای برای شارژ و دشارژ سیستم های ذخیره انرژی و همچنین توپولوژی بهینه برای فیدرهای شبکه توزیع ارائه شده است، همچنین به منظور حل مساله بهینه سازی چند هدفه در این مطالعه از ترکیب الگوریتم های اجتماع ذرات و جهش قورباغه استفاده شده است. استراتژی پیشنهادی در یک شبکه 95 باسه به منظور نشان دادن توانایی روش مورد نظر در ارائه طرح بهینه مدیریت انرژی تست شده است.

بویلر یکی از مهم ترین و در ضمن آسیب پذیرترین قسمت های یک نیروگاه می باشدکه وظیفه آن تولید بخار برای به حرکت در آوردن توربین ها می باشد. جهت افزایش راندمان حرارتی در نیروگاه بایستی از هدرروی حرارت در محفظه احتراق بویلرها جلوگیری کرد و به صورت همزمان پارامترهای آلاینده محیط زیست مانند NOX و CO کنترل گردد. عدم کنترل پارامترهای آلاینده محیط زیستی باعث افزایش مصرف سوخت، پارگی واتروالها وسوپرهیترها و درنتیجه از مدار خارج شدن یک واحد نیروگاه می شود که خسارتهای اقتصادی زیادی به نیروگاه ها و محیط زیست وارد می کند. لذا در این تحقیق سعی شده است که همزمان با مدل سازی مشعل بویلر نیروگاه رامین اهواز پارامترهای محیط زیستی خروجی محفظه احتراق بررسی شود و تأثیر آن در شکل شعله و راندمان حرارتی بویلر و همچنین میزان آلاینده های COوNox را در اثر تغییر در شرایط بهره برداری (اعمال هوای اضافی به کوره – تغییر در دبی هوای ورودی – تغییر در دبی هوای خروجی ) مورد اندازه گیری و پایش قرار گرفته است. نتایج کار بدین شکل است که با کنترل سطح اکسیژن، تنظیم نمودن مسیرهای سوخت به مشعل، میزان جریان در مسیرهای سوخت، اندازه گیری و کنترل جریان هوای اولیه و هوای دمنده ها، کنترل دقیق نسبت هوا به سوخت کنترل، نوسان مکانیکی مشعلها و دمپرها، کیفیت سوخت مصرفی، میزان تولید آلاینده را تخمین زده و برنامه ریزی موثری برای کاهش تولید آلاینده های NOX و CO داشته باشد.

تسهیم توان میان واحد های تولید پراکنده در ریزشبکه ها معمولاً با استفاده از مشخصه های افتی توان حقیقی-فرکانس و توان راکتیو-ولتاژ انجام می شود. با وجود برتری هایی از جمله سهولت اجرا و عدم نیاز به ساختارهای مخابراتی، عدم توانایی در تسهیم مناسب توان راکتیو از نقاط ضعف این نوع کنترل کننده است. در این مقاله ی یک روش اصلاح برمبنای تغییر عرض از مبدأ مشخصه افتی ولتاژ بررسی می شود. در این روش، کنترل اولیه ی منابع پراکنده اینورتری با استفاده از مشخصه های افتی مرسوم صورت می پذیرد. در ادامه با ایجاد یک نوسان کوچک در توان حقیقی و ایجاد تزویج موقت بین توان های حقیقی و راکتیو، خطای تسهیم توان راکتیو برای هر واحد مشخص می شود. بر این اساس، فرم اصلاح شده ی کنترل کننده با ایجاد تغییر مناسب دامنه ولتاژ خروجی، توان راکتیو تولیدی هر واحد را اصلاح می کند. به علت نیاز به اجرای همزمان این فرآیند در تمام واحد های تولید پراکنده و مشکلات استفاده از کنترل کننده ی مرکزی و ارتباط مخابراتی، یک روش فعال ساز محلی در این مقاله پیشنهاد شده-است. طرح پیشنهادی براساس تغییرات قابل ملاحظه ی توان راکتیو عمل کرده و اجرای کامل مراحل روش اصلاح مشخصه افتی و فعال سازی مجدد آن را برای پاسخگویی به تغییرات توان ریزشبکه را تضمین می نماید. نتایج مطالعات در ریزشبکه تست فشار ضعیف مؤید کارآیی فعال ساز پیشنهادی است.

هاب انرژی مفهومی بوده که حامل های انرژی مختلف را به یکدیگر مرتبط می کند و طی سال های اخیر توسعه یافته است. بهر ه برداری از هاب انرژی همواره با عدم قطعیت های فراوانی همراه است. لذا این مقاله یک مدل خطی مقاوم جدید براساس روش تئوری تصمیم گیری بر مبنای شکاف اطلاعاتی (IGDT) را برای حل مسأله بهره برداری از هاب انرژی ارئه می دهد. این روش قابلیت در نظر گرفتن تعداد زیادی از عدم قطعیت ها را به صورت همزمان دارا است. هاب تحت مطالعه در برگیرنده واحد تولید همزمان (CHP)، بویلر و توربین بادی بوده و با بازارهای روز پیش رو، زمان حقیقی و شبکه گاز تبادل انرژی دارد. این مسأله تحث تاثیر عدم قطعیت های فراوانی بوده که در این مقاله عدم قطعیت های مربوط به قیمت انرژی الکتریکی در بازار پیش رو، قیمت گاز، قیمت بازار زمان حقیقی و تولید توربین های بادی لحاظ می شوند. از آن جایی که ماهیت روش IGDT یک بهینه سازی دو سطحی است، با استفاده از شرایط کاروش-کوهن تاکر (KKT) و تئوری دوگان قوی این مسأله ابتدا خطی شده و سپس حل می شود. شبیه سازی ها در سیستم تحت مطالعه مذکور انجام شده و تحلیل نتایج بدست آمده، تأیید کننده سودمند بودن مدل خطی پیشنهادی است.

ریز شبکه های چند حاملی (شامل برق، گاز و حرارت) در سال های اخیر رشد فزاینده ای پیدا کرده است؛ که منجر به ارایه مدل های پاسخ گویی بار در کنار ذخیره سازهای چند حاملی و منابع تجدید پذیر شده است. مدیریت مناسب پاسخ گویی بار به همراه ذخیره ساز ها می تواند منجر به بهبود انعطاف پذیری شود. در این مقاله، یک مدل خطی احتمالاتی برای بررسی تاثیر انعطاف پذیری و پاسخ گویی بار ارایه شده است. ویژگی منحصر به فرد مدل ارایه شده، لحاظ نمودن پاسخ گویی بار الکتریکی و حرارتی، ذخیره-ساز های چند حاملی و نیز مشارکت در بازار رزرو می باشد. ماحصل مدل ارایه شده، تضمین آسایش گرمایی مصرف کنندگان در حین افزایش انعطاف پذیری حاصل از پاسخ گویی بار و تامین رزرو است. اعمال مدل بر روی یک شبکه توزیع در انگلستان، نشان-دهنده این است که پاسخ گویی بار، نقش مهمی در افزایش انعطاف پذیری ریز شبکه دارد و هزینه ها در مقایسه با حالت بدون پاسخ گویی بار کاهش می یابد.

کاهش تلفات سرقت برق، بخش قابل توجهی از مزایای بالقوه ناشی از پیاده سازی مفهوم شبکه هوشمند است. این مقاله روش مبتنی بر داده ها را برای شناسایی مکان های با مصرف غیرعادی برق پیشنهاد می کند. روش تشخیصی جدید مبتنی بر فاصله، نمونه های داده جدید را به عنوان مشترکین متخلف طبقه بندی می کند، اگر فاصله آنها تا نمونه های اولیه مصرفی قابل توجه باشد. الگوریتم پیشنهادی بر اساس تعداد خوشه اولیه و شاخص مشخصی تعداد خوشه نهایی را تعیین می کند. این روش بر اساس الگوریتم ابتکاری خوشه بندی فازی دینامیکی انجام شده است. چارچوب تشخیصی روش جدید نقص مشترکین به اشتباه متخلف درنظر گرفته شده را رفع می کند. در این مقاله، دو بخش منطقه ای و مشترکین شهرستان ارومیه بین سال های 89 الی 96 بررسی شده و به عنوان یک روش توسعه داده شده کارآمد بدون نظارت معرفی می شود.