دانلود پایان نامه ارشد:برنامه ریزی شبکه های توزیع فعال با در نظر گرفتن چندین حالت بهره برداری از منابع تولید پراکنده | ... | |
اشکالات و مسائلی که احتمال دارد در سیستم توزیع به وجود آید، امری ضروری می نماید. از نتایج مثبت استفاده از واحد های تولید، کاهش تلفات توان حقیقی و راکتیو، وهمچنین بهبود پایداری پراکنده می توان به بهبود منحنی ولتاژ و شاخص قابلیت اطمینان در سیستم قدرت اشاره نمود. یکی از چشمگیرترین نتایج استفاده از DG بهبود بارپذیری سیستم توزیع است. در این تحقیق مسئله اصلی بررسی تأثیر رفتار تصادفی بارهای سیستم توزیع بر بهبود بارپذیری سیستم توسط DG است. این تحقیق نشان میدهد که افزایش و کاهش بارها چگونه و تا چه حد برپروفیل ولتاژ و بارپذیری بهبود یافته سیستم تأثیر میگذارد. برای انجام این بررسی ها. این پایاننامه بر روی سیستم توزیع 16 باسه شبکهی توزیع انگلستان پیاده سازی شده است توجه به اینکه امروزه استقبال گستردهای از به کارگیری واحدهای تولید پراکنده در سیستمهای توزیع برای بهبود پارامترهای سیستم توزیع به وقوع پیوسته است، بررسی اشکالات و مسائلی که احتمال دارد در سیستم توزیع به وجود آید، امری ضروری می کند. از نتایج مثبت استفاده از واحدهای تولید پراکنده میتوان به بهبود منحنی ولتاژ ، کاهش تلفات توان حقیقی و راکتیو، وهمچنین بهبود پایداری و شاخص قابلیت اطمینان در سیستم قدرت اشاره نمود. هدف از این پایاننامه تعیین یک سطح نفوذ بهینه از تولیدات پراکنده در شبکه ی توزیع با در نظر گرفتن اثرات متقابل واحدها بر هم در محیط برنامه ریزی فعال شبکهی توزیع میباشد. كلید واژه: مدیریت فعال شبکهی توزیع، نرخ نفوذ تولیدات پراکنده، پروفیل ولتاژ شبکه توزیع، اثرات متقابل واحدهای تولید پراکنده، ظرفیت بهینهی نصب تولیدات پراکنده.
فهرست مطالب فهرست جدولها ح فهرست شكلها ط فصل 1- مقدمه. 1 1-1- پیشگفتار . 1 1-2- تاریخچه 2 1-3- نقد و بررسی شیوههای نوین.. 5 1-4- هدف از انجام پژوهش…. 7 1-5- اهمیت موضوع پژوهش و كاربردهای آن.. 8 1-6- طرح موضوع تحقیق.. 10 1-6-1- سؤالات تحقیق 10 1-6-2- پیشفرضها 11 1-7- ساختار گزارش…. 11 فصل 2- بررسی انواع تولیدات پراکنده 13 2-1- مقدمه 13 2-2- معرفی سیستم توزیع.. 14 2-2-1- ساختار سیستم توزیع.. 14 2-2-2- سیستم توزیع شعاعی.. 14 2-2-3- فیدر های فشار متوسط… 15 2-2-4- پستهای توزیع و شبکه های فشار ضعیف… 15 2-3- تولیدات پراكنده . 2-3-1- تولید غیر متمركز(Decentralized Gen.) 21 2-4- تعریف تولید پراكنده 22 2-4-1- موسسه مهندسان برق و الكترونیك (IEEE) 22 2-4-2- موسسه تحقیقات برق (EPRI) 23 2-4-3- ائتلاف تولیدات پراكنده امریكا (DPCA) 23 2-4-4- آژانس بین المللی انرژی (IEA) 23 2-4-5- دپارتمان انرژی ایالات متحده آمریكا DOE) US) 24 2-4-6- تعریف پیشنهادی برای DG.. 24 2-5- دسته بندی تولید پراكنده (DG) 25 2-5-1- تقسیم بندی بر اساس ظرفیت… 25 2-5-2- تقسیم بندی بر اساس نوع و مدت زمان تغذیه. 25 2-5-3- تقسیم بندی بر اساس نوع برق تولیدی.. 26 2-5-4- تقسیم بندی بر اساس نوع سوخت مصرفی.. 26 2-5-5- اهمیت تنوع بخشیدن به منابع انرژی، بهبود امنیت سیستم.. 27 2-5-6- کاهش وابستگی به شبکه سراسری برق.. 27 2-5-7- استفاده از منابع محلی و منطقهای و بهرهمندی از پتانسیل عظیم انرژی تجدیدپذیر کشور 28 2-5-8- استفاده از تولیدات پراكنده تجدیدپذیر و عدم تولید گازهای گلخانهای.. 29 2-5-9- افزایش فرصت ایجاد شغل های جدید و كاهش بیكاری.. 29 2-5-10- ارتقای سطح ایران درزمینه حفظ محیط زیست در جوامع بین المللی.. 30 2-5-11- توسعه مناطق دور افتاده 30 2-6- گزارش آمار جهانی انرژی های تجدید پذیر درسال 2013.. 31 2-6-1- زیست توده 31 2-6-2- انرژی خورشیدی 32 2-7- كاربرد منابع تولید پراكنده 32 2-7-1- تولید پراكنده آماده به كار 33 2-7-2- اصطلاح اوج بار 33 2-7-3- تولید همزمان برق و گرما (CHP) 33 2-7-4- بارپایه. 34 2-7-5- كاربرد در مكانهای دور دست و روستایی.. 34 2-7-6- برق رسانی مجزا از شبكه. 34 2-7-7- پشتیبانی از شبكه. 34 2-8- مزایای استفاده از منابع تولیدی پراكنده 35 2-8-1- مزایای تولید پراكنده برای مصرف كنندگان.. 35 2-8-2- مزایای منابع تولید پراكنده برای تولید كنندگان برق.. 35 2-8-3- مزایای ملی منابع تولید پراكنده 36 2-8-4- مزایای فنی و اقتصادی استفاده از منابع تولید پراكنده 36 2-9- معایب تولیدات پراكنده 37 2-10- بررسی انواع تکنولوژی های تولید پراکنده و انرژیهای نو. 38 2-10-1- مقدمه 38 2-10-2- تجهیزات تولید توان منابع تولید پراکنده 38 2-10-2-1- ناحیه تحویل توان تولید پراکنده 38 2-10-2-2- محدوده توان واحدهای تولید پراکنده 39 2-10-2-3- تکنولوژیهای تولید پراکنده 39 2-10-2-4- بررسی انواع تکنولوژیهای تولید پراکنده 41 2-10-2-5- ژنراتورهای مرسوم (موتورهای سوختی) 43 فصل 3- اثر مکان و ظرفیت DG بر روی تلفات و پروفیل ولتاژ 44 3-1- مشخصه عملکردی تکنولوژیهای تولید پراکنده 44 3-2- مزایای استفاده از مولدهای تولید پراکنده 45 3-2-1- مزایای اقتصادی 47 3-2-2- مزایای تولید مطمئن و ایمن.. 48 3-2-3- مزایای اجتماعی 50 3-2-4- مزایای محیطی 50 3-2-5- طبقه بندی مزایا 50 3-3- بهرهبرداری تولید پراکنده 52 3-3-1- تولید پراکنده آماده به کار 52 3-3-2- اصلاح اوج بار 52 3-3-3- استفاده محلی و کاربرد در مناطق دوردست… 53 3-3-4- تولید همزمان برق وگرما (CHP) 53 3-3-5- بار پایه. 53 3-3-6- پشتیبانی شبکه 53 3-4- محدودیتهای تولید پراكنده 54 3-5- آثار منابع تولید پراکنده بر روی شبکههای الکتریکی.. 54 3-6- اهداف و کاربردها 56 3-6-1- مکان نصب 57 3-6-2- ظرفیت… 57 3-6-3- ناحیه سرویسدهی.. 58 3-6-4- توان تولیدی 58 3-6-5- نحوه بهرهبرداری 58 3-6-6- مالکیت… 59 3-7- عوامل رشد استفاده از تولید پراکنده 60 3-8- اثرات تولید پراکنده روی عملکرد سیستم.. 62 3-9- بهرهبرداری از شبکه توزیع در حضور واحدهای تولید پراکنده 66 3-9-1- شاخصهای تأثیر تولید پراکنده بر شبکههای توزیع.. 67 3-9-1-1- شاخص تلفات توان اکتیو و راکتیو. 67 3-9-1-2- شاخص پروفیل ولتاژ در بار ماکزیمم. 68 3-9-1-3- شاخص تنظیم ولتاژ 69 3-9-1-4- شاخص ظرفیت جریان هادی.. 69 3-9-1-5- شاخص بار گذاری ترانس 70 3-9-1-6- شاخص اتصال کوتاه تک فاز و سه فاز به زمین.. 70 3-9-1-7- شاخص هارمونیک 71 3-9-2- مسائل مرتبط با ورود تولیدات پراکنده به شبکه. 72 3-9-2-1- عدم قطعیت در تولید. 72 3-9-2-2- کنترل و تنظیم ولتاژ 72 3-9-2-3- تلفات 74 3-9-2-4- فلیکر ولتاژ 75 3-9-2-5- هارمونیک 76 3-9-2-6- نامتعادلی در شبکههای توزیع. 78 3-9-2-7- پایداری 78 3-9-2-8- پروفیل ولتاژ 79 3-9-2-9- کیفیت توان 81 3-10- ملاحظات محیطی و مکانیزمهای پشتیبانی.. 82 3-11- راهكارهای بررسی آثار تولیداتپراكنده بر روی شبكههای الكتریكی 83 3-12- قواعد و استانداردهای تدوین یافتهبرای اتصال منابع تولید پراكنده به شبكه. 84 3-13- خلاصه و نتیجه گیری.. 86 فصل 4- الگوریتم پیشنهادی شبکههای توزیع فعال.. 88 4-1- مقدمه 88 4-2- مدیریت اکتیو شبکه. 91 4-2-1- تحلیل فنی مدیریت اکتیو. 93 4-3- مدلهای برنامهریزی DG در شبکه توزیع.. 99 4-4- مطالعات صورت گرفته در زمینهی مدیریت اکتیو شبکه توزیع فعال.. 101 4-5- شبکهی تست مورد مطالعه. 108 4-5-1- اطلاعات شبکهی تست… 108 4-5-2- پروفایلهای تقاضای بار و تولید باد. 111 4-6- شبیه سازی برنامهریزی شبکههای توزیع فعال.. 113 4-6-1- مقدمه. 113 4-7- تداخلات تولیدات پراکنده با یکدیگر و لزوم بررسی چند پیکر بندی.. 114 4-7-1- افزایش سطح ولتاژ و ظرفیت تولید پراکنده 115 4-7-2- ماکزیمم ظرفیت تولید پراکنده-برای نصب در یک مکان خاص…. 115 4-7-3- مدیریت شبکه غیر فعال-ترکیببندی های مختلف تولیدات پراکنده 116 4-7-4- مدیریت اکتیو شبکه – پیکربندی مختلف منابع تولید پراکنده 116 4-8- الگوریتم پیشنهادی با چند پیکربندی و برای چندین دورهی زمانی بر اساس روشOPF (MMOPF) 118 4-8-1- پیکر بندیها مختلف- وضعیت عملیاتی واحدهای تولید پراکنده 118 4-8-2- تابع هدف و محدودیتهای شبکه. 120 4-8-3- تابع هدف در مسئله برنامهریزی.. 120 4-8-4- ظرفیت بهینه تولید پراکنده، برای تمام پیکربندیهای موجود منابع تولید پراکنده 122 4-8-5- الگوریتم MMOPF 124 4-8-6- کاربرد تکنیک پیشنهادی MMOPF برای برنامه ریزی ظرفیت تولید پراکنده تحت نظر مدیریت شبکه فعال 125 4-8-6-1- سناریو شماره یک 130 4-8-6-2- سناریو شماره دو 132 4-8-6-3- سناریو شماره سه 133 4-8-6-4- سناریو شماره چهار 134 4-9- نتیجه گیری.. 135 فصل 5- نتیجهگیری و پیشنهادها 137 5-1- نتیجهگیری 137 5-2- پیشنهادها 138 فهرست مراجع 139
فهرست جدولها عنوان صفحه جدول 2-1 تعریفات تولید پراکنده در مراجع مختلف… 22 جدول2-2 تقسیم بندی تولید پراكنده بر اساس ظرفیت تولید. 25 جدول 2-3 مقایسه انواع تكنولوژیهای تولید پراكنده از لحاظ مدت زمان تغذیه. 26 جدول 2-4- تقسیمبندی تولید پراکنده بر اساس ظرفیت تولید. 39 جدول 2-5 برخی از تکنولوژیهای تولید پراکنده و ظرفیت قابل دسترس]10 [ 41 جدول 4‑1- اطلاعات الكتریكی شبكه نمونه. 110 جدول 4-2 اطلاعات بار باسها 111 جدول4-3 پروفیل تولید بار بر حسب باد. 112
فهرست شكلها عنوان صفحه شکل2-1 نوعی طبقه بندی مولدهای تولید پراکنده 42 شکل 3-1 یک فیدر شعاعی ساده. 74 شکل 3-2 یک شبکه شعاعی 10 شینه نمونه. 80 شکل 3-3 تأثیر تولیدات پراکنده بر پروفیل ولتاژ در دورههای کم باری و بار زیاد. 80 شكل 4-1 شماتیک سادهای از AM در شبکههای توزیع.. 94 شکل 4‑2- دیاگرام خطی شبکهی تست 16-باسه اصلاح شده 109 شکل 4-3 دیاگرام پروفیل تولید بار بر حسب باد. 112 شکل 4-4 شبکه ساده نمونه. 115 شکل 4-5 الگوریتم پیشنهادی پایان نامه. 124
فصل 1- مقدمه امروزه، تولید پراکنده به یک راهحل اقتصادی برای تولید انرژی الکتریکی در شبکه توزیع تبدیل شده است. به کارگیری واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع مزایای بالقوه فراوانی برای شرکتهای توزیع خواهند داشت. شاید مهمترین مزیت استفاده از واحدهای تولید پراکنده، نزدیکی به مصرفکننده و درنتیجه کاهش و یا حذف هزینههای مربوط به سیستم انتقال و توزیع باشد. در کنار آن میتوان به حذف محدودیت مکانی و جغرافیایی تولیدات پراکنده کوچک نسبت به نیروگاههای بزرگ، ریسک کمتر سرمایهگذاری، زمان نصب کمتر، شرایط محیط زیست بهتر، کیفیت و قابلیت اطمینان بیشتر، کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ، تأخیر در سرمایهگذاری، تکنولوژی در زمینه ساخت ژنراتورهای کوچک با توان تولیدی بالا و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر مانند باد و خورشید اشاره کرد [[ii]]. تشویق توسعهدهندگان و بهرهبرداران شبکه توزیع[3] به اتصال تولیدات پراکنده جهت استفاده از مزایای فوق از اهداف شرکتهای توزیع میباشد. در سالهای گذشته، تحقیق پیرامون تأثیرات فنی که تولیدات پراکنده ایجاد مینمایند، از اولویتهای صنعت برق بوده است. ایجاد الگوهای اقتصادی بر مبنای تشویق و ایجاد یک محیط مطمئن از لحاظ سرمایه گذاری و اطمینان سرمایه گذار از بابت استفاده از ظرفیت نصب شدهی منابع تولید پراکنده از اولویتهای کنونی صنعت برق جهت توسعه تولیدات پراکنده میباشد [[iii]]. در کنار تشویق برای توسعه باید برنامه ریزی برای احداث واحدهای تولید پراکنده نیز صورت گیرد تا احداث این منابع باعث بوجود آمدن مشکلات اتی در شبکه نگردد. 1-2- تاریخچه امروزه، با توجه به روند روبه رشد نفوذ تولیدهای پراکنده در شبکهی انتقال و شبکههای توزیع در بسیاری از کشورها دامنهی برنامهریزیها برای افزایش نفوذ تولید پراکنده اولویت اپراتورهای سیستمهای توزیع و انتقال (DSOوTSO) میباشد. با این حال، افزایش ولتاژ حالت پایدار یکی از محدودیتهای اصلی شبکه است که میزان ظرفیت تولید پراکنده را محدود میکند که میتواند رفع شود. در [[ix]]، مشکل ولتاژ مرتبط با نصب و راه اندازی تصادفی منابع تولید پراکنده با مالکیت مشترکین، از نظر محل، نوع و اندازه، در یک شبکه توزیع ثانویه مورد بررسی قرار میگیرد. در [[x]]، روش ارائه شده شامل تهیه کردن محدودیت گام ولتاژ ایجاد شده به دلیل تأثیر در ارتباط با قطع و یا اتصال ناگهانی تولید پراکنده میباشد نتایج تحقیق کاهش قابل توجه در مقدار ظرفیت تولید پراکنده نصب شده هنگامی که محدودیت برای گام تغییرات ولتاژ به شبکه اعمال میشود را نشان میدهد و محدودیت تغییرات گستردهتر ولتاژ میتواند باعث افزایش ضریب نفوذ ظرفیت تولید پراکنده در شبکه شود. برخی از مطالعات مدیریت شبکه فعال، پتانسیل طرحهای مدیریت شبکه فعال را تجزیه و تحلیل کردند تا نفوذ تولید پراکنده به حداکثر برسد [[xi]]، ویا انرژی بهره برداری به حداکثر برسد [[xii]] و یا تلفات انرژی به حداقل برسد [[xiii]]. در مطالعات قبلی تأثیر تقاضای متغیر و پروفایلهای تولید نیز با پخش بار بهینهی چند دورهای مبتنی بر (OPF)- بر اساس روش (MOPF) مورد بررسی قرار گرفتهاند. این مطالعات تحت مکانهای ثابت نصب تولید پراکنده و تنها با یک پیکربندی تولید پراکنده (که همه منابع در مدار باشند) مورد آزمایش قرار گرفتهاند و مشخص شد که پتانسیل مدیریت شبکه فعال هنگامی که (OLTC) ها برای افزایش ولتاژ محدودیت دارند، کاهش مییابد. ارتباط بین به حداکثر رساندن ظرفیت تولید پراکنده و نقص ولتاژ حالت پایدار را با بهره گرفتن از ضریب حساسیت ولتاژ در [[xiv]] و [[xv]] را مورد بررسی قرار دادند. در [15]، یک روش مؤثر پیشنهاد شده است که تولیدهای پراکنده را بر اساس تجزیه و تحلیلهای مختلف برای محدودیتهای مختلف مرتبط با هر باس اختصاص داده است تا اطمینان یابد که هیچ نقصانی در شبکه رخ نخواهد داد. نقصان در تزریق توان در شبکه هنگامی که واحد های تولید پراکنده به صورت جداگانه و نه به صورت یک گروه در شبکه جایابی میشوند اتفاق میافتد که میتواند به محدودیتهایی در شبکه منجر شود و ظرفیت کل منابع تولید پراکنده متصل شده را به حداقل میرساند و بهرهوری از داراییهای موجود نصب شده در شبکه را کاهش میدهد. در مرجع [[xvi]] روش دیگری پیشنهاد شده است که باس های ضعیف و قوی را شناسایی کند پس از آن، تولیدهای پراکنده را در باسهایی با حاشیهی پایداری ولتاژ قوی قرار دهند. در مرجع [[xvii]]، اثر انتخاب میزان نفوذهای مختلف تولید پراکنده بر نتیجهی جایابی منابع تولید پراکنده بررسی شده است. با افزایش میزان نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه، نتایج افزایش یا کاهش قابل توجه در ظرفیت تولید منابع تولید پراکنده را در مکانهای خاص را نشان میدهد. از این رو، ارزیابی میزان نفوذ منابع تولید پراکنده، بر اساس اینکه تمام نقاط از لحاظ تولید بهینهباشند، برای برنامه ریزی بلند مدت انتخاب شده است. مطالعات صورت گرفته در مراجع [14]- [17] نشان داد که میزان نفوذ کم منابع تولید پراکنده در نقاط خاصِ می تواند مشکلات شدید ولتاژ را ایجاد کند، و از این رو بر کل میزان نفوذ تولید پراکنده اثر بگذارد. با این حال، این مطالعات نیز اثر تنظیمات چند پیکربندی مختلف تولید پراکنده را در نظر نگرفته بودند که میتواند به طور قابل توجهی بر مکان نصب و مقدار ظرفیت منابع تولید پراکنده متصل شده تاثیر بگذارد. 1-3- نقد و بررسی شیوههای نوین بعضی برنامه ریزیهای مطالعه شده مربوط به ماکزیمم کردن سود بهرهبردارهای واحدهای تولید پراکنده غیر مشارکتی میباشد، با توجه به خروجی غیر پیوسته منابع
[جمعه 1398-07-12] [ 03:51:00 ق.ظ ]
لینک ثابت |