پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو

word
88
1 MB
30907
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۱,۴۴۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو

    پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد

    گرایش قدرت

    چکیده

    کنترل تولیدات پراکنده و برنامه­ریزی آنها یکی از مسائل مهم بهره­برداری سیستم­های قدرت است. هدف از این مسأله حداقل کردن هزینه بهره­برداری و آلودگی و تامین بار با رعایت قیود بهره­برداری می­باشد. افزایش تمایل به استفاده از منابع تجدید­پذیر و حرکت به سمت شبکه هوشمند باعث شده است که مسأله کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با رویکردهای جدیدتری مورد بررسی قرار گیرد که مسأله عدم­قطعیت منابع تجدید­پذیر از مهم‌ترین آن‌هاست. در این پایان نامه در ابتدا مسأله کنترل تولیدات پراکنده برای هر دو سناریو زمستان و تابستان بررسی شده است. در ادامه به بررسی عدم قطعیت منابع انرژی خورشیدی، تغییرات بار الکتریکی و قیمت برق در بازار خرده فروشی پرداخته شده و یک مدل بهره­برداری هوشمند و انعطاف­پذیر از منابع، بارها و خودروهای الکتریکی تعریف می‌شود. برای در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود در مساله، از روش مونت کارلو با نمونه­گیری از توزیع­های احتمالی پارامترهای تصادفی استفاده شده و مسأله به ازای هر یک از این سناریوها حل می­شود. پاسخ نهایی مسأله میانگین وزنی نتایج حاصل از این سناریوها می­باشد.در ضمن برای ارزیابی مساله تصادفی از شاخص ریسک استفاده شده است. یک بهینه­سازی پویا قادر خواهد بود تا تولید منابع متغیر با زمان را با حضور منابع تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی در یک شبکه هوشمند پیچیده را اجرا نماید. لذا از الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات نیز در این پروژه استفاده شده و نشان می‌دهیم که خودروهای الکتریکی و برنامه پاسخگویی بار در بهره­برداری از شبکه هوشمند موثر واقع می‌شوند.

    واژه‌های کلیدی:

    تولیدات پراکنده، ریزشبکه هوشمند، خودروهای الکتریکی، عدم قطعیت، الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات  

    1.1          تولیدات پراکنده

    1.1.1   تاریخچه تولید پراکنده

    از سال‌های میانی قرن 20 و پیش از دهه‌ی 1970 میلادی، تقاضا برای انرژی الکتریکی نرخ رشد ثابتی در حدود 7-6% را نشان می‌داد. طرح مباحث زیست محیطی و بحران نفتی ناشی از وقایع سیاسی در خاورمیانه در سال‌های دهه‌ی 1970 مشکلات جدیدی در پیش روی صنعت برق دنیا قرار دارد.این عوامل به همراه تغییرات در اقتصاد جهانی، منجر به کاهش نرخ رشد مصرف انرژی الکتریکی از 7-6% به 3-6/1% در دهه‌ی 1980 میلادی شد. درهمین زمان هزینه‌های انتقال وتوزیع انرژی دچار تورم بی سابقه ای از 25% به حدود 150% از هزینه‌ی تولید شد.

    درواقع این بخش از صنعت برق دوسوم بودجه ‌های لازم برای سرمایه گذاری را به خود اختصاص داد . به دنبال کاهش تقاضا، افزایش بی رویه هزینه‌های یادشده، دغدغه‌های عمومی برای سلامت محیط زیست، دستیابی به تکنولوژی‌های پیشرفته و پذیرش تغییرات درشبکه‌ها، نیروگاه‌های عظیم مرکزی از کانون توجه تولیدکنندگان انرژی خارج شد. به عبارت دیگرالگوی تولید انرژی از « جستن صرفه اقتصادی در ابعاد و اندازه‌ها» به «تولید به صرفه گروهی و غیر متمرکز» تغییر حالت پیدا کرد.]15[

    ازدیدگاه قانونی رویکرد عمومی به تولید پراکنده از سال  1978با تصویب « قانون تعدیل شبکه برق[1]» در ایالات متحده آمریکا آغازشد. این مصوبه به ژنراتورهای کوچک اجازه اتصال به شبکه قدرت را داد و به اینصورت واحدهای کوچک تولیدپراکنده حتی باظرفیت یک کیلووات وارد بازار رقابتی تولید و توزیع انرژی الکتریکی شدند. ]16[

    پیشرفت‌های اخیر در فن آوری‌های کوچک تولید انرژی باعث شده است که شرکت‌های توزیع برق، به منظور افزایش هماهنگی شبکه‌های توزیع با واحدهای DG،  به سمت ایجاد تغییراتی در زیرساخت‌های شبکه حرکت نمایند.همچنین،با بکارگیری DGها امکان فعالیت موثر در بازارهای آزاد[2]ایجاد می‌شود که این امر فواید زیادی را به همراه خواهد داشت. در واقع استفاده از DG‌ها در سیستم‌های توزیع، به ویژه در مناطقی که تولید متمرکز امکان پذیر نبوده و یا نارسایی‌هایی در سیستم انتقال به چشم می خورد،هم برای مصرف کنندگان و هم برای شرکت‌های برق،سودمند می‌باشد.

    2.1.1   تعریف تولید پراکنده

    به طور کلی هر نوع تکنولوژی تولید انرژی الکتریکی که قابلیت ادغام شدن در سیستم توزیع را دارد و یا از سمت مصرف کننده دستگاه‌اندازه گیری به شبکه متصل شده است می‌تواندتحت عنوان تولید پراکنده قرارگیرد. سیستم‌های DG را سیستم‌های مدولار  و با ظرفیت کمتر از 100 مگاولت آمپر و بعضاً کمتر از 10 مگاوات معرفی می‌کنند.

    برخی از کشورها تعاریف خود را بر مبنای سطوح ولتاژ ارائه کرده‌اند و برخی دیگر آن را بر اساس مشخصات دیگر مانند استفاده از انرژی‌های نو،تولید همزمان گرما و برق،نداشتن دیسپاچینگ و... تعریف کرده‌اند.]17[

    مطابق نظرسنجی[3]CIREDتعریف تولید پراکنده در برخی از کشورها به شرح زیر است:

     

    انگلستان: تولیداتی که به شبکه توزیع تا حداکثر 132کیلوولت وصل می‌شوند.

    ایتالیا: تولیداتی که به شبکه‌های توزیع تا سطح ولتاژ حداکثر 150 کیلوولت وصل می‌شوند.

    آلمان: به طور کلی به تولیداتی که با انرژی‌های نو انجام می‌شوند.

    فرانسه : به تولیداتی که به شبکه توزیع یا بار متصل می‌شوند و سطح ولتاژ آنها در رده‌های ولتاژ شبکه‌های توزیع می‌باشد،گفته می‌شود .

    هند: منابع تجدید پذیر انرژی که به شبکه دارای ولتاژ حداکثر 11 کیلوولت وصل می‌شوند.

    پرتغال: تولیدات با حداکثر ظرفیت 10 مگاوات (به جزCHP)که محدودیت ولتاژی هم ندارند.

    بلژیک: تولیداتی که تحت نظارت دیسپاچینگ مرکزی و سراسری نباشد.

     

    در سایر کشورها نیز تعاریف کم و بیش مشابهی با تعاریف کشورهای فوق ارائه شده است.

    EPCOR[4] و IEA[5]تولید پراکنده را به صورت زیر تعریف می‌کنند:

     

    : EPCORتولید پراکنده عموماً به منابع تولید انرژی الکتریکی با ظرفیت کم (بین 1 تا 50 مگاوات) که در مکانی نزدیک مصرف کننده قرار دارد یا به شبکه توزیع متصل می گردد اتلاق می‌شود .

    IEA : تولید پراکنده‌یک واحد تولید انرژی الکتریکی متصل به سطوح ولتاژ پایین که برای تامین بار یک مصرف کننده و یا حمایت از شبکه توزیع به کار می‌رود و شامل تکنولوژی‌های موتورها، توربین‌های کوچک، پیل‌های سوختی و سلول‌های خورشیدی می‌شود .

    همچنین طبق تعریف مرجع ]18[تولید پراکنده عبارت است از: هر تکنولوژی تولید برق که در محلی نزدیک مصرف کننده نصب شده باشد یا تولید مستقل برق که به شبکه توزیع قدرت وصل می‌باشد و شامل تولید برق به روش‌های مختلف،مثلاً سیستم فتوولتاییک بوده و برای بهره‌مندی مصرف کنندگان(مانند یک خانه‌یا اداره) تعبیه شده باشد.همچنین برای تولید در سطح تجاری سیستم توزیع در شبکه مناسب باشد.

    همان طور که می‌بینیم تمام تعاریف فوق دارای موارد مشترکی می‌باشند که تقریبا در تمامی منابع معتبر همین موارد مشترک ذکر شده است.منابع تولید انرژی با ظرفیت کم، نزدیک بودن مصرف کننده به محل تولید، تولید با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر، تولیداتی که به شبکه توزیع با حداکثر ولتاژی معین مثلاً 132 یا 150 یا وصل می‌شوند از جمله عباراتی هستند که در تعریف اکثر منابع معتبر ذکر شده‌اند.    

    بنابراین تفاوت‌های اصلی که می‌توان بین تولید سنتی برق با تولید پراکنده قائل شد طبق همین تعاریف مربوط به مکان نصب سیستم‌های تولید پراکنده، میزان و ظرفیت تولید آن‌ها و نحوه اتصال و تکنولوژی‌های مربوط به اتصال آن‌ها به شبکه می‌باشد که در بخش های بعد مورد بررسی قرار می‌گیرند.

    3.1.1   مزایای تولیدات پراکنده

    اثرات مثبت DG عموماً شامل موارد زیر می‌باشد که در واقع تاثیرات فنی فعالیت DG در شبکه می‌باشد:

    کاهش تلفات خط خطوط انتقال قدرت

    آزاد‌سازی ظرفیت انتقال و توزیع

    کاهش جریان فیدر اصلی

    بهبود رضایت‌مندی و قابلیت اطمینان و بازدهی

    اصلاح قله منحنی بار

    کم کردن هزینه مربوط به تجهیزات قدرت

    امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه

    بهبود پروفیل ولتاژ و ضریب بار

    تاخیر و یا رفع در نیاز به توسعه سیستم

    تحقق خصوصی سازی واقعی با تبدیل سرمایه گذاران بزرگ به سرمایه داران کوچک

    کاهش نامتعادلی ولتاژ با با تزریق مستقیم توان به برخی بارها

    استفاده از سیستم‌های تولید همزمان توان و گرما و در نتیجه بالا بردن راندمان

    هزینه نصب و راه‌اندازی پایین

    کاهش انتشار گازهای آلاینده

    افزایش امنیت برای بارهای حساس و پراهمیت

    هزینه پایین تعمیرات و نگهداری واحدهای DG  ] 15,19[

    برای رسیدن به مزایای اشاره شده،DG باید قابل اطمینان،اقتصادی،دارای مقداری درست و در مکانی درست باشد.

    تکنولوژی تولید پراکنده به دلایل مختلفی با استقبال چشمگیری درسرتاسردنیا مواجه شده است که می‌توان از جمله آنها به عوامل زیر اشاره کرد:

    واحدهایDGدرنزدیکترین نقاط به مصرف کننده احداث و بهره برداری می‌شوندو به همین دلیل هزینه‌های انتقال و توزیع انرژی کاهش می‌یابد که در غیراینصورت این هزینه‌هادرحدود 30 % ازارزش توان تحویل شده به مصرف کننده خواهندبود.

    آخرین دستاوردهای صنعت برق ساخت واحدهای تولیدکننده پر بازده و در رنج وسیعی از 10 کیلووات تا 15 مگاوات را میسرساخته‌اند.

    گاز طبیعی به عنوان سوخت بسیاری از واحدهایDGتقریباًدرهرمنطقه ای توزیع شده است وقیمت آن از ثبات بیشتری برخورداراست.

    معمولاًسیستم‌هایDGزمان نصب کوتاه تری دارند و ریسک سرمایه‌گذاری درآنهاکمتراست.

    واحدهایDG بازدهی خوبی دارند به ویژه در سیکل‌های ترکیبی وزنجیرهای (واحدهای بزرگتر .( DG

    رقابتی شدن بازار برق فرصت‌هایی برای ظهور تولید کننده‌های جدید در شبکه قدرت بوجود آورده است.

    ابعاد فیزیکی کوچک سیستمهای DGنصب آنها در محل مصرف بدون نیاز به جستجو برای یافتن مساحت وسیعی از زمین واخذ تأیید مسئولین ذیربط را میسرمی‌سازد.

    درکنار افزایش هزینه‌های انتقال و توزیع انرژی هزینه‌های تولیدپراکنده کاهش یافته است و به مرور زمان کمتر می‌شود.

    اختیار انتخاب ترکیبهای مختلف هزینه، قابلیت اطمینان و کیفیت توان خروجی برای بهره‌بردار DG، کارآیی و ارزش آن را دوچندان کرده است.

    لازم به ذکر است که‌یکی از کارکردهای عمده DG در محیط بازار آزاد ارائه برخی خدمات جانبی[6] از قبیل ذخیره گردان و غیرگردان، تامین توان راکتیو و کنترل ولتاژ می‌باشد.اما نکته‌ی جالب اینجاست که هدف اصلی از بکارگیری واحدهای تولید پراکنده تولید انرژی(توان اکتیو) می‌باشد.

    موارد ذکر شده‌ی فوق مزایای بکارگیری سیستم‌های تولید پراکنده در شبکه توزیع و انتقال(T&D[7])می‌باشد اما بکارگیری نابجا و نادرست DG ها می‌تواند نتایج منفی و زیان بار به بار آورد.در واقع سیستم‌های توزیع با این فرض اولیه طراحی می‌شوند که توان الکتریکی از سمت سیستم قدرت به سمت بار جاری می‌شود.بنابراین، اگر نواساناتی در توان خروجی ژنراتورها رخ دهد و یا این که تحت شرایطی توان از سمت بار به سمت سیستم قدرت حرکت کند،از لحاظ کیفیت توان، حفاظت و ایمنی،قابلیت اطمینان،پروفیل ولتاژ، تلفات، جریان فیدر، ضریب بار، وغیره ممکن است مشکلاتی در کارکرد سیستم ایجاد گردد و نه تنها مزیتی نخواهد داشت بلکه برای شبکه زیان‌آور خواهد بود.

    4.1.1   انواع تکنولوژی‌های تولید پراکنده

    در واقع منظور از تکنولوژی‌های تولید پراکنده،منابع تامین انرژی به روش تولید پراکنده می‌باشد.در این قسمت از گزارش ابتدا مطالب مختصری راجع به انواع انرژی‌های  بیان می‌شود و سپس توضیحاتی راجع به استفاده از این انرژی‌ها در تکنولوژی‌های پراکنده داده می‌شود .

    انرژی‌های قابل تجدید:آن دسته از انرژی‌ها هستند که تجدیدپذیرند تا کره زمین و خورشید وجود دارند،خواهند بود،مانند انرژی حاصل از خورشید،آب،باد،امواج دریا،جزرومد،گرمای آب اقیانوس‌ها،گرمای درون زمین وغیره.

    انرژی‌های غیرقابل تجدید:آن دسته از انرژی‌ها هستند که تجدیدناپذیرند،مانند نفت،گاز طبیعی،زغال سنگ،اورانیوم وغیره که تجدید آن‌ها میلیون‌ها سال وقت لازم دارد.

    تولید پراکنده نباید باتولید انرژی از منابع تجدیدپذیر همسان فرض شود چرا که می‌تواند از منابع پایان‌پذیر نظیرسوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی استفاده کند و حتی آلودگی محیطی نیز به همراه داشته باشد. در حال حاضر روش معمول تولید انرژی،سوزاندن هیدروکربورهاست،به ذخایری از انرژی‌های فسیلی که استخراج آن‌ها مقرون به صرفه است «ذخایر ممکن»گفته می‌شود .

    به موجب پیش بینی‌های منطقی،تا یک قرن دیگر کلیه «ذخایر ممکن»به مصرف خواهد رسید.بسیاری از متخصصان عقیده دارند که استفاده از منابع تجدیدناپذیر انرژی از لحاظ آلودگی محیط زیست و بوم شناسی(اکولوژی)مردود است.اما مشکل واقعی،گرمای بیش از حد زمین و جو است که از نیروگاه‌های هسته‌ای و سرانجام از مصرف انرژی حاصل از این نیروگاه‌ها به وجود می‌آید.

    به طور کلی مجموع انرژی‌های فسیلی که به کار می بریم،سرانجام سبب آزاد شدن مقداری گرما می‌شود.گرمای آزاد شده می‌تواند در تعادل گرمایی جو زمین اختلال‌هایی ایجاد کند و بنابراین اوضاع جوی را دگرگون سازد. بنابراین لزوم استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر امروزه بیش از پیش خود را نمایان ساخته است.در ادامه توضیحات مختصری راجع به انواع این انرژی‌ها و کاربرد آن‌ها می دهیم.لازم به ذکر است در بین منابع تجدید پذیر انرژی،انرژی باد و خورشید مورد توجه ویژه قرار دارند.

    انرژی خورشیدی

    تقریباً تمام شکل‌های زمینی انرژی (غیر از انرژی اتمی) از خورشید سرچشمه می‌گیرد.خورشید با پرتوافشانی همیشگی خود،زندگی را در کره‌ی زمین امکان پذیر ساخته است.خورشید شی هیدرومکانیکی شگفت‌انگیزی است به قطر حدود 1390000 کیلومتر که از یک توده گاز،عمدتاً هیدروژن تشکیل شده است.هسته خورشید به شدت گرم است،به طوری که همجوشی اتم‌های هیدروژن و تشکیل هلیوم را امکان پذیر می‌سازد.بر اثر این همجوشی،انرژی به صورت تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس زیاد آزاد می‌شود.این انرژی به وسیله‌یک رشته فرآیندهای پی در پی به سطح خورشید منتقل می‌شود.پرتوهای خورشیدی در فضا پراکنده شده و بخشی از آن به زمین می‌رسد.تشعشعات الکترومغناطیسی که به صورت واگرا از خورشید ساطع می‌گردند،با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه در فضا منتشر می‌شوند.زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری خورشید قرار دارد،تنها در حدود 2 میلیاردیم انرژی منتشر شده از خورشید را می‌گیرد.

    مقدار انرژی متوسط خورشیدی که به جو زمین می‌رسد،در حدود 353/1 کیلو وات بر هر متر مربع است.مقدار انرژی ای که به سطح زمین می‌رسد،بسیار کمتر و مقداری که قابل بهره‌برداری است،از آن هم کمتر است.چنان که مجموع انرژی خورشیدی را در زمین‌هایی که نه در تصرف کسی و نه زیر کشت است حساب کنیم،در آن صورت به بهترین وجه ظرفیت بالقوه بهره‌برداری از انرژی خورشیدی به دست می‌آید.طبق برآوردها این رقم در سال  10000 تراوات است.

    میزان تابش نور خورشیدی در کشور ایران در حدود 5 کیلووات ساعت انرژی در روز در مترمربع است.بیش از 90 درصد خاک ایران در سال،300 روز در معرض تابش نور خورشید قرار دارد.انرژی خورشیدی بزرگترین منبع انرژی پاک کره‌ی زمین است و مزیت بزرگ آن در دسترس بودن آن در بیشتر نقاط است.

    انرژی‌های تجدیدپذیر به طور کلی با طبیعت سازگار بوده و مصرف آن‌ها آلودگی محیط زیست را به همراه ندارد و چون تجدیدپذیرند پایانی برای آن‌ها متصور نیست.ظاهرا آسیا و آفریقا بهترین نقاط برای گردآوری انرژی خورشیدی هستند.

     

     

     

     

     

    شکل ‏0‑1: مدل یک نیروگاه خورشیدی- حرارتی

    گرفتن انرژی برق از خورشید به وسیله سلول‌های فتوولتایی انجام می‌شود.یک سیستم فتوولتایی خصوصیات خاص خود را دارد که در روش‌های دیگر تولید برق از انرژی خورشیدی کمتر وجود دارد و آن به این ترتیب است که‌یک سیستم فتوولتایی می‌تواند در اندازه‌های بسیار کوچک تانیروگاه‌های بسیار بزرگ ساخته شود و نیاز مصرف کننده را برطرف نماید.

    سیستم‌های فتوولتایی([8]PV)اولین بار برای کاربردهای فضایی مورد استفاده قرار گرفت و تکمیل شد.سیستم‌های فتوولتایی انرژی خورشیدی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

    مبانی اصلی در اینجا،«اثر فتوالکتریک» است که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین بیان شده است که نور سبب می‌شود الکترون‌ها از ماده رها شوند.سیستم‌های فتوولتایی و سلول‌های خورشیدی، کریستال‌های صافی هستند که از لایه‌های نازک نیمه‌هادی ساخته شده‌اند.آن‌ها خواص الکترونیکی متفاوتی دارند که سبب پیدایش میدان‌های الکتریکی قوی درون آن‌هامی‌شود .زمانی که نور وارد کریستال می‌شود، الکترون‌هایی که به وسیله نور تولید می‌شوند،توسط این میدان‌های الکتریکی بین سطح بالایی و سطح پایینی سلول به وجود می‌آید.هنگامی که مدار الکتریکی بسته می‌شود،این اختلاف پتانسیل،جریان مستقیمی را در مدار به وجود می‌آورد.

    برای حفاظت سلول‌های فتوولتایی آن‌ها را به هم متصل کرده و به صورت مدول در می‌آورند.مدول‌ها روی یک صفحه نصب شده و پانل، صفحه فتوولتایی یا شبکه فتوولتایی را تشکیل می‌دهند.برای جمع‌آوری هرچه بیشتر الکترون ها توسط پانل در فصول مختلف سال،آرایش و جهت مناسبی به پانل داده می‌شود.یک سیستم فتوولتایی معمولاً شامل باتری‌های ذخیره الکترو شیمیایی برای کاربردهای مختلف است.

    هدف اصلی تحقیق و توسعه (R&D[9]) در فناوری‌های تمرکزی،به دست آوردن بازده بیشتر است.با سلول‌های سیلیکونی به حداکثر بازده 37 درصدی رسیده‌اند.با روی هم قرار دادن مواد سیلیکون و گالیم(با پایه گالیم) یا سایر مواد نیمه‌هادی مثل اینیدیوم فسفید[10] به منظور تشکیل سلول‌های چند پیوندی که هر یک از لایه‌های آن‌ها جزء مواد مختلفی از طیف فرکانس خورشید را جمع‌آوری می‌کند، می‌توان به ارقام بالاتری رسید.حد نصابی که تا کنون با این روش به دست آمده،بازده بیش از 37 درصد است.

    کارایی سلول، با افزایش دمای سلول کاهش پیدا می‌کند و متمرکزکننده‌های خیلی قوی به سیستم‌های خنک کننده قوی نیاز دارند.در اینجا به سیستم تعقیب و رد گیری در محوری بسیار دقیق برای تعقیب خورشید نیاز است تا کانون را همواره بر روی سلول‌ها نگاه دارد.]20و 21[

    به طور کلی مراحل تولید الکتریسیته در یک سیستم فتوولتاییک را در 4 مرحله‌ی زیر خلاصه کرد:

    برخورد فوتون به لایه‌های نیمه‌هادی P و N

    حرکت حامل‌های اقلیت

    تراکم بار منفی در N

    در صورت اتصال به بار جریان معکوس از سر P به سمت N به راه می‌افتد.

    شکل 1-2: مدار یک سیستم فتوولتایی]21[

     

    انرژی آبی

    انرژی هیدروالکتریک از ریزش آب به توربین آبی و به گردش در آوردن توربین و آلترناتور متصل به آن به دست می‌آید. مقدار برق به دست آمده، به مقدار آب و ارتفاعی که آب سقوط می‌کند تا به توربین برسد،بستگی دارد.برای این منظور اقدام به ساختن سدهای مخزنی می‌کنند تا از آب ذخیره در پشت آن برای تولید برق و کشاورزی و احیاناً آب شهری استفاده شود.

    سرمایه‌گذاری اولیه زیاد برای طرح های برق آبی بزرگ، مانع عظیمی در راه گسترش آن‌هاست. مسلم است این امر در کشورهای در حال توسعه که مشکلات مالی فراوانی دارند، بیشتر به چشم می خورد.طرح‌های کوچک برق آبی باید با معیارهای اقتصادی مطابقت داشته باشند و این مسئله اغلب توسعه آن‌ها را محدود می‌سازد.

     

    انرژی بادی

    بادهای جهان جمعاً حدود 2700 تراوات انرژی در خود نهفته دارند.هزاران سال است که انسان برای به دست آوردن جزء بسیار کوچکی از این انرژی، از آسیاب‌های بادی استفاده می‌کند.در سال‌های اخیر با بالا رفتن قیمت انرژی‌های فسیلی، دوباره اذهان متوجه نیروی بادی شده است.انرژی بادی به علت رایگان بودن و آلوده نساختن محیط زیست بیشتر مورد توجه قرار دارد.

    استفاده از نیروی بادی برای نیازهای محلی بسیار مناسب است.از 2700 تراوات انرژی موجود در باد حدود 25 درصد آن در 100 متری زمین قرار دارد.با احداث مبدل‌های بادی در سراسر جهان می‌توان حداکثر 40 تراوات انرژی به دست آورد.با این حال حتی 10 درصد این مقدار انرژی یعنی 4 تراوات از ظرفیت کل انرژی آبی بیشتر است.قبل از نصب دستگاه توربین بادی لازم است نقاط بادخیز تعیین شود(اطلس بادها) [11]و مطالعاتی در خصوص شدت و دوام باد در طول سال به عمل آید.دستگاه توربین بادی باید در مکانی نصب شود که باد به‌اندازه کافی در بیشتر فصول سال وجود داشته باشد]22[.

     

    [1]- Public Utility Regulatory Policy Act(PURPA)

    [2]-Deregulated Environments

    [3]-Congre International des Reaux de distribution

    [4]- Edmonton Power Corporation

    [5]- International Energy Agency

    [6]-Ancillary Services

    [7]-Transmission and Distribution

    [8]-Photovoltaic

    [9]-Research and Developement

    [10]-Indium Phosphid

    -[11]در سال های اخیر،وزارت نیرو ،«اطلس بادهای ایران» را تهیه کرده است که در این کتاب درج گردیده و درباره آن مفصلا بحث شده است

     

  • فهرست و منابع پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو

    فهرست:

    فهرست عناوین

    صفحه

    1   فصل اول آشنایی با تولیدات پراکنده و ریزشبکه هوشمند.. 1

    1‌.1‌   تولیدات پراکنده 2

    1.1.1‌  تاریخچه تولید پراکنده 2

    2.1.1‌  تعریف تولید پراکنده 3

    3.1.1  مزایای تولیدات پراکنده 5

    4.1.1‌  انواع تکنولوژی‌های تولید پراکنده 6

    1‌.2‌   ساختار ریز شبکه. 13

    1‌.3‌   معرفی ساختارهای سخت افزاری ریزشبکه. 14

    1‌.4‌   آشنایی با مفاهیم اولیه بازار برق.. 16

    1‌.4‌.1‌   تعاریف واژه‌های کلیدی.. 16

    1‌.4‌.2‌   انواع مدل‌های بازار برق.. 18

    2   ‌ فصل دوم  مقدمه بر موضوع پایان نامه. 20

    2‌.1‌   مقدمه  21

    2‌.2‌   شرح موضوع پایان نامه. 23

    2‌.3‌   مروری بر ادبیات موضوع. 23

    2‌.3‌.1‌   روش یکایک شماری جامع: 24

    2.3.2  روش لیست حق تقدم. 24

    3.3.2  برنامه‌ریزی پویا 25

    4.3.2‌  رهاسازی لاگرانژ. 25

    5.3.2‌  روش سلسله مراتبی.. 26

    2‌.3‌.6‌   روش از مدار خارج کردن.. 27

    2‌.3‌.7‌   روش استفاده از الگوریتم ژنتیک در مسئله کنترل تولیدات پراکنده 27

    2‌.3‌.8‌   روش شبیه‌سازی آنلینگ... 28

    2‌.3‌.9‌   روش جستجوی تابو. 28

    2‌.3‌.10‌ روش‌های توزیع اقتصادی بار 29

    2‌.4‌   مرور کارهای پیشین.. 29

    2‌.5‌   ساختار پایان نامه. 30

    3   فصل سوم مدلسازی و فرمول‌بندی مسئله. 32

    3‌.1‌   مقدمه  33

    3‌.2‌   برنامه ریزی مشارکت واحدها 33

    3‌.2‌.1‌   روابط ریاضی مشارکت واحدها 34

    3‌.2‌.2‌   قیود واحدهای حرارتی.. 35

    3‌.2‌.3‌   افق برنامه ریزی مشارکت واحدها 39

    3‌.2‌.4‌   بررسی توابع هدف مساله. 40

    3‌.3‌   درنظرگیری عدم قطعیت‌های موجود در مساله کنترل تولیدات پراکنده.....................................................42

    3‌.3‌.1‌   مدل عدم قطعیت توان تولیدی توربین بادی.. 42

    3‌.3‌.2‌   مدل عدم قطعیت توان تولیدی سلول خورشیدی.. 44

    3‌.3‌.3‌   مدل عدم قطعیت بار 45

    3‌.3‌.4‌   نمونه گیری بر مبنای روش مونت کارلو. 46

    3‌.3‌.5‌   کاهش سناریو. 47

    3‌.4‌   الگوریتم اجتماع ذرات(PSO) 49

    3.4.1‌  استراتژی حل مسئله با الگوریتم PSO.. 49

    3‌.4‌.2‌   جمعیت اوّلیه. 50

    3‌.4‌.3‌   سرعت اولیه. 50

    3‌.4‌.4‌   ارزیابی شایستگی.. 51

    3‌.4‌.5‌   بروز رسانی سرعت و موقعیت... 51

    3‌.5‌   جمع بندی.. 52

    4   فصل چهارم شبیه‌سازی و بررسی نتایج.. 54

    4‌.1‌   مقدمه  55

    4‌.2‌   نتایج برنامه ریزی قطعی روزانه. 61

    4.2.1‌  سناریوی زمستان.. 62

    4.2.2  سناریوی تابستان.. 66

    3.4   نتایج برنامه ریزی تصادفی روزانه. 68

    4‌.4‌   جمع بندی.. 69

    5   فصل پنجم نتیجه‌گیری و ارایه پیشنهادات... 72

    5‌.1‌   نتیجه‌گیری.. 73

    5‌.2‌   پیشنهادها 74

    منابع و مراجع.. 76

     

    فهرست اشکال                                                                                                                صفحه

     

    شکل ‏1‑1: مدل یک نیروگاه خورشیدی- حرارتی.. 9

    شکل ‏1‑2: مدار یک سیستم فتوولتایی.. 11

    شکل 1‑3: تولید برق از انرژی باد. 12

    شکل3‑1: تابع توزیع احتمال سرعت باد. 1

    شکل3‑‏2: تابع توزیع احتمال تابش خورشید. 44

    شکل3‑3: منحنی توزیع نرمال هفت‌گانه بار 45

    شکل3‑4: نحوه ی کاهش سناریوها 47

    شکل3‑5: فلوچارت کاهش سناریو. 48

    شکل3‑6: به روز شدن سرعت و موقعیت یک ذره 52

    شکل ‏4‑1: ریز شبکه‌ی مورد مطالعه. 55

    شکل ‏4‑2: منحنی پیش‌بینی‌شده توان تولیدی PV برای سناریوی روز هفته-زمستان.. 58

    شکل ‏4‑3: منحنی پیش‌بینی‌شده قیمت بازار PJM برای سناریوی روزهفته-زمستان.. 59

    شکل ‏4‑4: منحنی پیش‌بینی‌شده بار الکتریکی مصرفی ریزشبکه برای سناریوی روزهفته-زمستان.. 59

    شکل ‏4‑5: منحنی پیش‌بینی‌شده توان تولیدی PV برای سناریوی روزهفته-تابستان.. 60

    شکل ‏4‑6: منحنی پیش‌بینی‌شده قیمت بازار PJM برای سناریوی روزهفته-تابستان.. 60

    شکل ‏4‑7: منحنی پیش‌بینی‌شده بار الکتریکی مصرفی ریزشبکه برای سناریوی روزهفته-تابستان.. 61

    شکل ‏4‑8: توان خروجی تولیدات پراکنده در طول 24 ساعت... 62

    شکل ‏4‑9: توان مبادله شده در طول 24 ساعت... 64

    شکل ‏4‑10: هزینه نهایی با توجه به ظرفیت PHEV و روز مورد استفاده 64

    شکل ‏4‑11: توان خروجی تولیدات پراکنده در طول 24 ساعت... 66

    شکل ‏4‑12: توان مبادله شده در طول 24 ساعت... 67

    شکل ‏4‑13: هزینه نهایی با توجه به ظرفیت PHEV و روز مورد استفاده در تابستان.. 67

    شکل ‏4‑14: میزان شاخص ریسک برای روزهای مختلف... 69

     

    فهرست جداول

    صفحه

    جدول ‏1‑1. مشخصات میکروتوربین.. 13

    جدول‏4‑1. هزینه های مختلف تولیدات پراکنده 56

    جدول ‏4‑2. ضرایب اقتصادی واحدهای تولیدی.. 57

    جدول ‏4‑3. ضرایب تولید آلایندگی منابع.. 57

    جدول‏4‑4. میزان هزینه و سود شرکت در برنامه پاسخگویی بار 65

     

     

     

    فصل اوّل
    آشنایی با تولیدات پراکنده و ریزشبکه هوشمند

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    1.1          تولیدات پراکنده

    1.1.1   تاریخچه تولید پراکنده

    از سال‌های میانی قرن 20 و پیش از دهه‌ی 1970 میلادی، تقاضا برای انرژی الکتریکی نرخ رشد ثابتی در حدود 7-6% را نشان می‌داد. طرح مباحث زیست محیطی و بحران نفتی ناشی از وقایع سیاسی در خاورمیانه در سال‌های دهه‌ی 1970 مشکلات جدیدی در پیش روی صنعت برق دنیا قرار دارد.این عوامل به همراه تغییرات در اقتصاد جهانی، منجر به کاهش نرخ رشد مصرف انرژی الکتریکی از 7-6% به 3-6/1% در دهه‌ی 1980 میلادی شد. درهمین زمان هزینه‌های انتقال وتوزیع انرژی دچار تورم بی سابقه ای از 25% به حدود 150% از هزینه‌ی تولید شد.

    درواقع این بخش از صنعت برق دوسوم بودجه ‌های لازم برای سرمایه گذاری را به خود اختصاص داد . به دنبال کاهش تقاضا، افزایش بی رویه هزینه‌های یادشده، دغدغه‌های عمومی برای سلامت محیط زیست، دستیابی به تکنولوژی‌های پیشرفته و پذیرش تغییرات درشبکه‌ها، نیروگاه‌های عظیم مرکزی از کانون توجه تولیدکنندگان انرژی خارج شد. به عبارت دیگرالگوی تولید انرژی از « جستن صرفه اقتصادی در ابعاد و اندازه‌ها» به «تولید به صرفه گروهی و غیر متمرکز» تغییر حالت پیدا کرد.]15[

    ازدیدگاه قانونی رویکرد عمومی به تولید پراکنده از سال  1978با تصویب « قانون تعدیل شبکه برق[1]» در ایالات متحده آمریکا آغازشد. این مصوبه به ژنراتورهای کوچک اجازه اتصال به شبکه قدرت را داد و به اینصورت واحدهای کوچک تولیدپراکنده حتی باظرفیت یک کیلووات وارد بازار رقابتی تولید و توزیع انرژی الکتریکی شدند. ]16[

    پیشرفت‌های اخیر در فن آوری‌های کوچک تولید انرژی باعث شده است که شرکت‌های توزیع برق، به منظور افزایش هماهنگی شبکه‌های توزیع با واحدهای DG،  به سمت ایجاد تغییراتی در زیرساخت‌های شبکه حرکت نمایند.همچنین،با بکارگیری DGها امکان فعالیت موثر در بازارهای آزاد[2]ایجاد می‌شود که این امر فواید زیادی را به همراه خواهد داشت. در واقع استفاده از DG‌ها در سیستم‌های توزیع، به ویژه در مناطقی که تولید متمرکز امکان پذیر نبوده و یا نارسایی‌هایی در سیستم انتقال به چشم می خورد،هم برای مصرف کنندگان و هم برای شرکت‌های برق،سودمند می‌باشد.

    2.1.1   تعریف تولید پراکنده

    به طور کلی هر نوع تکنولوژی تولید انرژی الکتریکی که قابلیت ادغام شدن در سیستم توزیع را دارد و یا از سمت مصرف کننده دستگاه‌اندازه گیری به شبکه متصل شده است می‌تواندتحت عنوان تولید پراکنده قرارگیرد. سیستم‌های DG را سیستم‌های مدولار  و با ظرفیت کمتر از 100 مگاولت آمپر و بعضاً کمتر از 10 مگاوات معرفی می‌کنند.

    برخی از کشورها تعاریف خود را بر مبنای سطوح ولتاژ ارائه کرده‌اند و برخی دیگر آن را بر اساس مشخصات دیگر مانند استفاده از انرژی‌های نو،تولید همزمان گرما و برق،نداشتن دیسپاچینگ و... تعریف کرده‌اند.]17[

    مطابق نظرسنجی[3]CIREDتعریف تولید پراکنده در برخی از کشورها به شرح زیر است:

     

    انگلستان: تولیداتی که به شبکه توزیع تا حداکثر 132کیلوولت وصل می‌شوند.

    ایتالیا: تولیداتی که به شبکه‌های توزیع تا سطح ولتاژ حداکثر 150 کیلوولت وصل می‌شوند.

    آلمان: به طور کلی به تولیداتی که با انرژی‌های نو انجام می‌شوند.

    فرانسه : به تولیداتی که به شبکه توزیع یا بار متصل می‌شوند و سطح ولتاژ آنها در رده‌های ولتاژ شبکه‌های توزیع می‌باشد،گفته می‌شود .

    هند: منابع تجدید پذیر انرژی که به شبکه دارای ولتاژ حداکثر 11 کیلوولت وصل می‌شوند.

    پرتغال: تولیدات با حداکثر ظرفیت 10 مگاوات (به جزCHP)که محدودیت ولتاژی هم ندارند.

    بلژیک: تولیداتی که تحت نظارت دیسپاچینگ مرکزی و سراسری نباشد.

     

    در سایر کشورها نیز تعاریف کم و بیش مشابهی با تعاریف کشورهای فوق ارائه شده است.

    EPCOR[4] و IEA[5]تولید پراکنده را به صورت زیر تعریف می‌کنند:

     

    : EPCORتولید پراکنده عموماً به منابع تولید انرژی الکتریکی با ظرفیت کم (بین 1 تا 50 مگاوات) که در مکانی نزدیک مصرف کننده قرار دارد یا به شبکه توزیع متصل می گردد اتلاق می‌شود .

    IEA : تولید پراکنده‌یک واحد تولید انرژی الکتریکی متصل به سطوح ولتاژ پایین که برای تامین بار یک مصرف کننده و یا حمایت از شبکه توزیع به کار می‌رود و شامل تکنولوژی‌های موتورها، توربین‌های کوچک، پیل‌های سوختی و سلول‌های خورشیدی می‌شود .

    همچنین طبق تعریف مرجع ]18[تولید پراکنده عبارت است از: هر تکنولوژی تولید برق که در محلی نزدیک مصرف کننده نصب شده باشد یا تولید مستقل برق که به شبکه توزیع قدرت وصل می‌باشد و شامل تولید برق به روش‌های مختلف،مثلاً سیستم فتوولتاییک بوده و برای بهره‌مندی مصرف کنندگان(مانند یک خانه‌یا اداره) تعبیه شده باشد.همچنین برای تولید در سطح تجاری سیستم توزیع در شبکه مناسب باشد.

    همان طور که می‌بینیم تمام تعاریف فوق دارای موارد مشترکی می‌باشند که تقریبا در تمامی منابع معتبر همین موارد مشترک ذکر شده است.منابع تولید انرژی با ظرفیت کم، نزدیک بودن مصرف کننده به محل تولید، تولید با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر، تولیداتی که به شبکه توزیع با حداکثر ولتاژی معین مثلاً 132 یا 150 یا وصل می‌شوند از جمله عباراتی هستند که در تعریف اکثر منابع معتبر ذکر شده‌اند.    

    بنابراین تفاوت‌های اصلی که می‌توان بین تولید سنتی برق با تولید پراکنده قائل شد طبق همین تعاریف مربوط به مکان نصب سیستم‌های تولید پراکنده، میزان و ظرفیت تولید آن‌ها و نحوه اتصال و تکنولوژی‌های مربوط به اتصال آن‌ها به شبکه می‌باشد که در بخش های بعد مورد بررسی قرار می‌گیرند.

    3.1.1   مزایای تولیدات پراکنده

    اثرات مثبت DG عموماً شامل موارد زیر می‌باشد که در واقع تاثیرات فنی فعالیت DG در شبکه می‌باشد:

    کاهش تلفات خط خطوط انتقال قدرت

    آزاد‌سازی ظرفیت انتقال و توزیع

    کاهش جریان فیدر اصلی

    بهبود رضایت‌مندی و قابلیت اطمینان و بازدهی

    اصلاح قله منحنی بار

    کم کردن هزینه مربوط به تجهیزات قدرت

    امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه

    بهبود پروفیل ولتاژ و ضریب بار

    تاخیر و یا رفع در نیاز به توسعه سیستم

    تحقق خصوصی سازی واقعی با تبدیل سرمایه گذاران بزرگ به سرمایه داران کوچک

    کاهش نامتعادلی ولتاژ با با تزریق مستقیم توان به برخی بارها

    استفاده از سیستم‌های تولید همزمان توان و گرما و در نتیجه بالا بردن راندمان

    هزینه نصب و راه‌اندازی پایین

    کاهش انتشار گازهای آلاینده

    افزایش امنیت برای بارهای حساس و پراهمیت

    هزینه پایین تعمیرات و نگهداری واحدهای DG  ] 15,19[

    برای رسیدن به مزایای اشاره شده،DG باید قابل اطمینان،اقتصادی،دارای مقداری درست و در مکانی درست باشد.

    تکنولوژی تولید پراکنده به دلایل مختلفی با استقبال چشمگیری درسرتاسردنیا مواجه شده است که می‌توان از جمله آنها به عوامل زیر اشاره کرد:

    واحدهایDGدرنزدیکترین نقاط به مصرف کننده احداث و بهره برداری می‌شوندو به همین دلیل هزینه‌های انتقال و توزیع انرژی کاهش می‌یابد که در غیراینصورت این هزینه‌هادرحدود 30 % ازارزش توان تحویل شده به مصرف کننده خواهندبود.

    آخرین دستاوردهای صنعت برق ساخت واحدهای تولیدکننده پر بازده و در رنج وسیعی از 10 کیلووات تا 15 مگاوات را میسرساخته‌اند.

    گاز طبیعی به عنوان سوخت بسیاری از واحدهایDGتقریباًدرهرمنطقه ای توزیع شده است وقیمت آن از ثبات بیشتری برخورداراست.

    معمولاًسیستم‌هایDGزمان نصب کوتاه تری دارند و ریسک سرمایه‌گذاری درآنهاکمتراست.

    واحدهایDG بازدهی خوبی دارند به ویژه در سیکل‌های ترکیبی وزنجیرهای (واحدهای بزرگتر .( DG

    رقابتی شدن بازار برق فرصت‌هایی برای ظهور تولید کننده‌های جدید در شبکه قدرت بوجود آورده است.

    ابعاد فیزیکی کوچک سیستمهای DGنصب آنها در محل مصرف بدون نیاز به جستجو برای یافتن مساحت وسیعی از زمین واخذ تأیید مسئولین ذیربط را میسرمی‌سازد.

    درکنار افزایش هزینه‌های انتقال و توزیع انرژی هزینه‌های تولیدپراکنده کاهش یافته است و به مرور زمان کمتر می‌شود.

    اختیار انتخاب ترکیبهای مختلف هزینه، قابلیت اطمینان و کیفیت توان خروجی برای بهره‌بردار DG، کارآیی و ارزش آن را دوچندان کرده است.

    لازم به ذکر است که‌یکی از کارکردهای عمده DG در محیط بازار آزاد ارائه برخی خدمات جانبی[6] از قبیل ذخیره گردان و غیرگردان، تامین توان راکتیو و کنترل ولتاژ می‌باشد.اما نکته‌ی جالب اینجاست که هدف اصلی از بکارگیری واحدهای تولید پراکنده تولید انرژی(توان اکتیو) می‌باشد.

    موارد ذکر شده‌ی فوق مزایای بکارگیری سیستم‌های تولید پراکنده در شبکه توزیع و انتقال(T&D[7])می‌باشد اما بکارگیری نابجا و نادرست DG ها می‌تواند نتایج منفی و زیان بار به بار آورد.در واقع سیستم‌های توزیع با این فرض اولیه طراحی می‌شوند که توان الکتریکی از سمت سیستم قدرت به سمت بار جاری می‌شود.بنابراین، اگر نواساناتی در توان خروجی ژنراتورها رخ دهد و یا این که تحت شرایطی توان از سمت بار به سمت سیستم قدرت حرکت کند،از لحاظ کیفیت توان، حفاظت و ایمنی،قابلیت اطمینان،پروفیل ولتاژ، تلفات، جریان فیدر، ضریب بار، وغیره ممکن است مشکلاتی در کارکرد سیستم ایجاد گردد و نه تنها مزیتی نخواهد داشت بلکه برای شبکه زیان‌آور خواهد بود.

    4.1.1   انواع تکنولوژی‌های تولید پراکنده

    در واقع منظور از تکنولوژی‌های تولید پراکنده،منابع تامین انرژی به روش تولید پراکنده می‌باشد.در این قسمت از گزارش ابتدا مطالب مختصری راجع به انواع انرژی‌های  بیان می‌شود و سپس توضیحاتی راجع به استفاده از این انرژی‌ها در تکنولوژی‌های پراکنده داده می‌شود .

    انرژی‌های قابل تجدید:آن دسته از انرژی‌ها هستند که تجدیدپذیرند تا کره زمین و خورشید وجود دارند،خواهند بود،مانند انرژی حاصل از خورشید،آب،باد،امواج دریا،جزرومد،گرمای آب اقیانوس‌ها،گرمای درون زمین وغیره.

    انرژی‌های غیرقابل تجدید:آن دسته از انرژی‌ها هستند که تجدیدناپذیرند،مانند نفت،گاز طبیعی،زغال سنگ،اورانیوم وغیره که تجدید آن‌ها میلیون‌ها سال وقت لازم دارد.

    تولید پراکنده نباید باتولید انرژی از منابع تجدیدپذیر همسان فرض شود چرا که می‌تواند از منابع پایان‌پذیر نظیرسوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی استفاده کند و حتی آلودگی محیطی نیز به همراه داشته باشد. در حال حاضر روش معمول تولید انرژی،سوزاندن هیدروکربورهاست،به ذخایری از انرژی‌های فسیلی که استخراج آن‌ها مقرون به صرفه است «ذخایر ممکن»گفته می‌شود .

    به موجب پیش بینی‌های منطقی،تا یک قرن دیگر کلیه «ذخایر ممکن»به مصرف خواهد رسید.بسیاری از متخصصان عقیده دارند که استفاده از منابع تجدیدناپذیر انرژی از لحاظ آلودگی محیط زیست و بوم شناسی(اکولوژی)مردود است.اما مشکل واقعی،گرمای بیش از حد زمین و جو است که از نیروگاه‌های هسته‌ای و سرانجام از مصرف انرژی حاصل از این نیروگاه‌ها به وجود می‌آید.

    به طور کلی مجموع انرژی‌های فسیلی که به کار می بریم،سرانجام سبب آزاد شدن مقداری گرما می‌شود.گرمای آزاد شده می‌تواند در تعادل گرمایی جو زمین اختلال‌هایی ایجاد کند و بنابراین اوضاع جوی را دگرگون سازد. بنابراین لزوم استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر امروزه بیش از پیش خود را نمایان ساخته است.در ادامه توضیحات مختصری راجع به انواع این انرژی‌ها و کاربرد آن‌ها می دهیم.لازم به ذکر است در بین منابع تجدید پذیر انرژی،انرژی باد و خورشید مورد توجه ویژه قرار دارند.

    انرژی خورشیدی

    تقریباً تمام شکل‌های زمینی انرژی (غیر از انرژی اتمی) از خورشید سرچشمه می‌گیرد.خورشید با پرتوافشانی همیشگی خود،زندگی را در کره‌ی زمین امکان پذیر ساخته است.خورشید شی هیدرومکانیکی شگفت‌انگیزی است به قطر حدود 1390000 کیلومتر که از یک توده گاز،عمدتاً هیدروژن تشکیل شده است.هسته خورشید به شدت گرم است،به طوری که همجوشی اتم‌های هیدروژن و تشکیل هلیوم را امکان پذیر می‌سازد.بر اثر این همجوشی،انرژی به صورت تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس زیاد آزاد می‌شود.این انرژی به وسیله‌یک رشته فرآیندهای پی در پی به سطح خورشید منتقل می‌شود.پرتوهای خورشیدی در فضا پراکنده شده و بخشی از آن به زمین می‌رسد.تشعشعات الکترومغناطیسی که به صورت واگرا از خورشید ساطع می‌گردند،با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه در فضا منتشر می‌شوند.زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری خورشید قرار دارد،تنها در حدود 2 میلیاردیم انرژی منتشر شده از خورشید را می‌گیرد.

    مقدار انرژی متوسط خورشیدی که به جو زمین می‌رسد،در حدود 353/1 کیلو وات بر هر متر مربع است.مقدار انرژی ای که به سطح زمین می‌رسد،بسیار کمتر و مقداری که قابل بهره‌برداری است،از آن هم کمتر است.چنان که مجموع انرژی خورشیدی را در زمین‌هایی که نه در تصرف کسی و نه زیر کشت است حساب کنیم،در آن صورت به بهترین وجه ظرفیت بالقوه بهره‌برداری از انرژی خورشیدی به دست می‌آید.طبق برآوردها این رقم در سال  10000 تراوات است.

    میزان تابش نور خورشیدی در کشور ایران در حدود 5 کیلووات ساعت انرژی در روز در مترمربع است.بیش از 90 درصد خاک ایران در سال،300 روز در معرض تابش نور خورشید قرار دارد.انرژی خورشیدی بزرگترین منبع انرژی پاک کره‌ی زمین است و مزیت بزرگ آن در دسترس بودن آن در بیشتر نقاط است.

    انرژی‌های تجدیدپذیر به طور کلی با طبیعت سازگار بوده و مصرف آن‌ها آلودگی محیط زیست را به همراه ندارد و چون تجدیدپذیرند پایانی برای آن‌ها متصور نیست.ظاهرا آسیا و آفریقا بهترین نقاط برای گردآوری انرژی خورشیدی هستند.

     

     

     

     

     

    شکل ‏0‑1: مدل یک نیروگاه خورشیدی- حرارتی

    گرفتن انرژی برق از خورشید به وسیله سلول‌های فتوولتایی انجام می‌شود.یک سیستم فتوولتایی خصوصیات خاص خود را دارد که در روش‌های دیگر تولید برق از انرژی خورشیدی کمتر وجود دارد و آن به این ترتیب است که‌یک سیستم فتوولتایی می‌تواند در اندازه‌های بسیار کوچک تانیروگاه‌های بسیار بزرگ ساخته شود و نیاز مصرف کننده را برطرف نماید.

    سیستم‌های فتوولتایی([8]PV)اولین بار برای کاربردهای فضایی مورد استفاده قرار گرفت و تکمیل شد.سیستم‌های فتوولتایی انرژی خورشیدی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

    مبانی اصلی در اینجا،«اثر فتوالکتریک» است که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین بیان شده است که نور سبب می‌شود الکترون‌ها از ماده رها شوند.سیستم‌های فتوولتایی و سلول‌های خورشیدی، کریستال‌های صافی هستند که از لایه‌های نازک نیمه‌هادی ساخته شده‌اند.آن‌ها خواص الکترونیکی متفاوتی دارند که سبب پیدایش میدان‌های الکتریکی قوی درون آن‌هامی‌شود .زمانی که نور وارد کریستال می‌شود، الکترون‌هایی که به وسیله نور تولید می‌شوند،توسط این میدان‌های الکتریکی بین سطح بالایی و سطح پایینی سلول به وجود می‌آید.هنگامی که مدار الکتریکی بسته می‌شود،این اختلاف پتانسیل،جریان مستقیمی را در مدار به وجود می‌آورد.

     

    [1]- Public Utility Regulatory Policy Act(PURPA)

    [2]-Deregulated Environments

    [3]-Congre International des Reaux de distribution

    [4]- Edmonton Power Corporation

    [5]- International Energy Agency

    [6]-Ancillary Services

    [7]-Transmission and Distribution

    [8]-Photovoltaic

    منبع:

    منابع و مراجع

    [1] J. Wood and B. F. Wollenberg, “Power Generation, Operation and Control”. New York: John Wily & Sons, 2nded, 1996.

    [2] Ahmed Yousuf Saber, and Ganesh Kumar Venayagamoorthy.: ‘Resource Scheduling Under Uncertainty in a Smart Grid with Renewables and Plug-in Vehicles’IEEE SYSTEMS JOURNAL-1932-8184/$26.00-2011 IEEE.

    ]3[ امیر عبداللهی، “برنامه­ریزی تولید بهینه نیروگاه­ها با در نظر گرفتن قیود امنیتی با استفاده از روش کلاسیک و ترکیبی” پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشکده برق دانشگاه شریف، مرداد 88.

    [4] Fred N. Lee, "Short-term Thennal Unit Commitment-A New Method," IEEE Transactions on Power Systems, Vol.3,No.,pp.421,May 1998.

    [5] A. Borghetti, A. Frangioni, F. Lacalandra, A. Lodi, S. Martello, C. A. Nucci, and A. Trebbi, "Lagrangian Relaxation and Tabu Search Approaches for the Unit Commitment Problem," IEEE Porto Power Tech Conference, Porto, Portugal, September, ' 2001 '.

    [6] Ahmed Yousuf Saber, Ganesh Kumar Venayagamoorthy’Intelligent unit commitment with vehicle-to-grid —A cost-emission optimization’Elsevier Journal of Power Sources 195 (2010) 898–911.

    ]7[ مصطفی اسماعیلی شاهرخت،"برنامه­ریزی میان مدت واحدهای حرارتی در حضور نیروگاه بادی"، پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشکده برق دانشگاه علم و صنعت ایران، مهرماه 90.

    [8] Marnay, C., Venkataramanan, G., Stadler, M., Siddiqui, A.S., Firestone, R., Chandran, B.: ‘Thermal Units Commitment Considering Voltage Constraint Based on Controllable Loads Reactive Control in Smart Grid’, IEEE Trans. Power Syst., 2011.

    [9] J.C. Inostroza V.H. Hinojosa ‘Short-term scheduling solved with a particle swarm optimiser’IET Gener. Transm. Distrib. , 2011, Vol. 5, Iss. 11, pp. 1091 – 1104.

    [10]  Pablo A. Ruiz ,. C. Russ Philbrick. Eugene Zak,. Kwok W. Cheung. Peter W. Sauer , ‘Uncertainty Management in the Unit Commitment Problem’, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 24, NO. 2, MAY 2009.

     [11] Aidan Tuohy, Peter Meibom, Eleanor Denny , Mark O’Malley."Unit Commitment for Systems With Significant Wind Penetration" IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 24, NO. 2, MAY 2009.

    [12] Shengrong Bu, F. Richard Yu, and Peter X. Liu;" Stochastic Unit Commitment in Smart Grid Communications", IEEE Conference on 2011-page 307-312.

    [13] Tsikalakis, A.G.; Hatziargyriou, N.D., "Centralized Control for Optimizing Microgrids Operation," Energy Conversion, IEEE Trans., vol.23, no.1, pp.241, 248, March 2008.

     

    [14] Xiaohong Guan; Zhanbo Xu; Qing-Shan Jia, "Energy-Efficient Buildings Facilitated by Microgrid," Smart Grid, IEEE Trans. , vol.1, no.3, pp.243,252, Dec. 2010

     

    [15] CIGRE. “Impact of increasing contribution ofdispersed generation on the power system” WorkingGroup 37.23, 1999.

     

    [16] D. Gautam, and N. Mithulananthan, 2007, “OptimalDG placement in deregulatedelectricity market,”Electric Power Systems Research, vol. 77, 1627-1636.

     

    [17] Thomas Ackermann, Goran Anderson, Lennart Soder. Distributedgeneration: a definition. Electric Power Syst Res 2001;57:195–204.

     

    [18] G. Celli, E. Ghiani, S. Mocci, and F. Pilo, "A multi-objective approachto maximize the penetration of distributed generation in distributionnetworks," in Proc. 2006 9th Int. Conf. on Probabilistic Methods Appliedto Power Systems (PMAPS), pp. 1-6.

     

    [19] M. Ahmadi, A. Yousefi, A. Soroudi, and M. Ehsan, "Multi objectivedistributed generation planning using NSGA-II," in Proc. 2008 13th Int.Power Electronics and Motion Control Conference (EPE-PEMC), pp.1847-1851.

     

    [20] Ramakumar, R.; Chiradeja, P., ” Distributed generation and renewable energy systems”, Energy Conversion Engineering Conference, 2002. IECEC '02. 2002 37th Intersociety 29-31 July 2004 Page(s):716 – 724

     

    ]21[محسن پارسامقدم، شقایق یوسفی، رضادشتی " مکان یابی سیستمهای فتوولتائیک در شبکه‌های توزیع به منظورکاهش تلفات"  بیستمین کنفرانس PSC.

     

    [22] Mahadanaarachchi, V. P. and Ramakuma, R., 'Impact of distributed generation on distance protection performance: A review', Power and Energy Society General Meeting Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008 IEEE, vol., no., pp. 1–7, 20–24 July 2008.

     

    [23] J.Kennedy and R.Eberhart, "Particle Swarm Optimization" Proceeding of IEEE International Conference on neural networks vol 4,  27 Nov.-1 Dec. 1995 .

    [24] Katiraei, F., Iravani, R., Hatziargyriou, N., Dimeas, “Microgrids management”, IEEE Power Energy Mag., 6, (3), pp. 54–65, 2008.

    [25]

    NREL. (2004). [Online].Available: http://www.nrel.gov.

     

     

    [26] A. Anvari Moghaddam; A. R.Seifi; T. Niknam, M. R. Alizadeh Pahlavani, “Multi-objective Operation Management ofa Renewable Micro Grid with Back-up Micro Turbine/Fuel Cell/Battery Hybrid Power Source”, Energy, 2011, 36(11): 6490-6507.

    [27] PJM ISO. (2004). [Online].Available: http://www.pjm.com/markets-and-operations/energy/day-ahead/lmpda.aspx.

    [28] NREL.(2004).[Online ].Available: https://pfs.nrel.gov/main.html

    [29] DOE. (2004). [Online].Available: http://data.gov.uk/dataset/education-real-time-energy-consumption.

     



تحقیق در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, مقاله در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, پروپوزال در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, تز دکترا در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, پروژه درباره پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, گزارش سمینار در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو, رساله دکترا در مورد پایان نامه کنترل تولیدات پراکنده در بازار خرده فروشی با روش مونت کارلو

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس