امروزه با به وجود آمدن شرایط رقابتی در تولید انرژی الکتریکی و حضور تولید پراکنده در سیستم های توزیع، این شبکه ها وارد مرحله جدیدی شده اند. شبکه های توزیع در طی چند ده سال جهت مصرف طراحی شده اند و امروزه باید شاهد تولید با ظرفیت محدود باشند. تولیدات پراکنده منابع توان الکتریکی هستند که به طور مستقیم به شبکه توزیع یا مکان مصرف کننده متصل می شوند. تولیدات پراکنده از تکنولوژی های مختلفی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می کنند. به طور کلی تکنولوژی های تولید پراکنده را می توان به دو دسته منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم کرد. در صورت مکان یابی مناسب و کنترل صحیح تولیدات پراکنده، این سیستم ها می توانند برای شبکه، بسیار مفید باشند. اما عدم رعایت موارد فوق منجر به تاثیراتی منفی روی شبکه می شوند. روش های مختلفی برای جایابی DG در مراجع مختلف، ارائه شده است و با این روش ها تابع هدفی که معمولا تابع هزینه یا تلفات است، باید با روش های بهینه سازی، حداقل شود. الگوریتم مورچگان یکی از روش های نوین بهینه سازی است که بر پایه رفتار مورچه های واقعی در یافتن کوتاه ترین مسیر تا محل غذا بنا شده است. این الگوریتم برای حداقل کردن یک تابع هدف مطلوب، به کار می رود. در این پروژه هدف از به کارگیری این روش بهینه سازی، حداقل کردن تابع هدف شامل هزینه تلفات و تولید انرژی جهت جایابی بهینه تولیدات پراکنده در سیستم توزیع می باشد. خروجی این بهینه سازی شامل مکان، ظرفیت و تعداد بهینه تولیدات پراکنده در شبکه مورد مطالعه است. جایابی تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع در مورد سیستم توزیع شعاعی الهام گرفته شده از شبکه 34 IEEE شینه مورد مطالعه قرار می گیرد و تاثیر تولید توان در ضریب توان های مختلف روی جایابی تولیدات پراکنده بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اگر تولیدات پراکنده قادر به تولید توان راکتیو باشند، با کاهش بیشتر تلفات شبکه، تاثیر مثبت استفاده از آنها افزایش می یابد.
مقدمه
تولیدات پراکنده، مولدهای کوچک توان الکتریکی هستند که به سیستم های توزیع یا در نزدیکی محل مصرف انرژی الکتریکی جهت تامین بخشی یا تمام توان مورد نیاز مصرف کنندگان نصب می گردند. بدین ترتیب شبکه توزیع از حالت غیرفعال به حالت فعال تبدیل می شود. در حالی که این شبکه ها از ابتدا برای مصرف طراحی شده اند و هیچ تمهیدی برای تولید در آنها در نظر گرفته نشده است. تحقیقات انجام شده توسط موسسه EPRI نشان می دهد که تا سال 2010، تولیدات پراکنده نزدیک به 25% از تولیدات را به خود اختصاص خواهد داد. همچنین تحقیقات مؤسسه NGF نشان دهنده سهمی بیش از 30% برای تولیدات پراکنده است. با رشد نفوذ تولیدات پراکنده به شبکه های توزیع، بررسی رفتار و تاثیرات آنها بر سیستم قدرت جهت دستیابی به مزایا و اجتناب از معایب آن ضروری است. اما اولین گام برای دستیابی به مزایای هر عضو سیستم توزیع جایابی درست و بهینه است. در واقع قبل از هر مطالعه ای باید با جایابی بهینه، مکان و ظرفیت مولدهای تولید پراکنده تعیین گردد تا بررسی های بعدی به حصول بهترین منافع از نصب این مولدها منجر گردد. در این پژوهش جایابی بهینه تولید پراکنده جهت تعیین مکان، ظرفیت و تعداد آنها به روش الگوریتم مورچگان انجام گرفته است. در این راه تغییرات بار در ساعات روز و ماه های سال و رشد سالیانه بار و قیمت انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده است و با استفاده از یک تابع هزینه، حداقل سازی با الگوریتم مورچگان صورت گرفته است.
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه:
در ابتدای تولید الکتریسیته و آغاز مصرف انرژی الکتریکی، منابع کوچک و پراکنده ای نظیر رودخانه ها و توربین های کوچک آبی برای تولید انرژی الکتریکی به کار گرفته می شدند. در واقع ایده تولید پراکنده، ایده ای قدیمی و مربوط به اواخر قرن 19 میلادی است.
با پیشرفت صنعت برق و ساخت ژنراتورها و موتورهای عظیم الجثه، مولدهای کوچک و محلی انرژی به نیروگاه های چند صد مگاواتی که شمار زیادی از مصرف کنندگان دور و نزدیک را تحت پوشش قرار می دادند، تبدیل شدند.
اکنون پس از گذشت بیش از یک قرن از بهره برداری انسان از انرژی الکتریکی برای تامین رفاه و آسایش، بیشتر طراحان و برنامه ریزان صنعت برق در سراسر دنیا به ایده تولید پراکنده روی آورده، در جهت کوچک سازی حجم مراکز تولید و سطح تحت پوشش آنها تلاش می کنند.
در این فصل وضعیت تولید انرژی در سال های اخیر مورد بررسی واقع می شود و زمینه های تاریخی بازگشت به تولید پراکنده در تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان ارائه می شود و در نهایت به جایابی DG در شبکه های توزیع به عنوان اولین گام در جهت استفاده از مزایای آن است، پرداخته می شود و روند کلی مطالعات انجام شده در این مجموعه توضیح داده می شود.
2-1- تولید انرژی:
اولین نیروگاه های احداث شده در دنیا را از لحاظ نوع منبع می توان به سه گروه عمده زیر تقسیم کرد:
– منابع آبی: از انرژی آب جاری رودخانه ها یا آب ذخیره شده در مخزن سدها استفاده می کنند.
– منابع حرارتی: از انرژی سوخت ها نظیر نفت، زغال سنگ یا گاز بهره می برند.
– منابع هسته ای: از انرژی اتمی استفاده می شود.
سایر منابع تولید انرژی الکتریکی تا پایان قرن بیستم فرعی و غیر متداول محسوب می شدند. جدول (1-1) سهم هریک از تکنولوژی های فوق را در تولید انرژی در سراسر دنیا تا پایان قرن بیستم نشان می دهد.
نیروگاه های عظیم با توان بالا و از هریک از انواع فوق نیاز به اختصاص مکان مناسبی برای ساخت دارند که یافتن این مکان هم مشکلاتی به همراه دارد از قبیل اینکه نیروگاه های آبی باید در محدوده جغرافیایی مشخصی بر سر راه رودخانه ای با دبی آب بالا ساخته شوند و یا اینکه نیروگاه های اتمی در محلی حفاظت شده و دور از مراکز تجمع با امنیت بالا احداث شوند. رساندن سوخت به نیروگاه های حرارتی نیز هزینه هایی را بر روند کلی تولید برق تحمیل می کند که نزدیکی آنها به محل تامین سوخت، این هزینه ها را کاهش می دهد. از طرف دیگر برای رساندن انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان، طرحی و احداث شبکه های عظیم انتقال و توزیع برق ضروری است که در مناطقی با جمیعت پراکنده و غیرمتمرکز، سرمایه گذاری قابل توجهی را می طلبد و برق تامین شده در محل مصرف را به برقی پرهزینه و گران تبدیل می کند. در بسیاری از کشورها صنعت برق نیز همچون سایر صنایع از سرمایه بخش خصوصی بهره می گیرد و در ایران هم سمت و سوی برنامه ریزی ها در جهت خصوصی سازی و کاهش حجم دولت است. با توجه به این واقعیت، ضرورت توجه به تکنولوژی های دیگر تولید برق که به سرمایه گذاری کمتری احتیاج داشته و بازگشت سرمایه کوتاه تری دارند، که هردو از اولویت های مشارکن بخش خصوصی در تامین مالی صنایع هستند، کاملا محسوس می باشد. بنابراین کاستن از حجم نیروگاه ها و بزرگی سطح تحت پوشش شبکه های برق رسانی می تواند به جذب سرمایه های خصوصی و دستیابی به اهداف برنامه های توسعه یاری رساند.
شامل 134 صفحه فایل pdf
دانلود پایان نامه جایایی تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع به روش کولونی مورچگان
