عنوان

اقدامات پیشگیرانه برای بهینه سازی انرژی تامین نشده در ریزشبکه های دارای چند حامل انرژی

پ۲۹۸۷۸

per

اقدامات پیشگیرانه برای بهینه سازی انرژی تامین نشده در ریزشبکه های دارای چند حامل انرژی

میلاد زمانی گرگری

برق و کامپیوتر

۱۴۰۱

۸۴ص.

سی دی

دکتری

مهندسی برق قدرت، گرايش سیستم‌های قدرت

۱۴۰۲/۰۶/۳۱

در سیستم‌های قدرت با منابع انرژی تجدید پذیر، توجه به شبکه ی گازرسانی و تعامل پویا بین حامل‌های مختلف انرژی از قبیل برق و گاز اهمیت روزافزونی داشته است. در گذشته مسئله برنامه‌ریزی برای شبکه‌های گاز و برق رسانی با توجه به شرایط جوی و الگوی مصرف مشترکین در فصول مختلف انجام می گرفت که اصطلاحا آن را برنامه‌ریزی استاتیکی فصلی می نامیدند. امروزه با توجه به گسترش و پیشرفت منابع واسط بین شبکه‌های برق و گازرسانی و همچنین ذخیره‌سازهای انرژی، استفاده از تعامل پویا و بهینه بین این دو حامل انرژی می‌تواند باعث فراهم آوردن انعطاف‌پذیری لازم برای تأمین حداکثری انرژی موردنیاز مصرف‌کننده‌ها شود. یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در تکنولوژی میکرو توربین‌ها، تولید هم‌زمان برق و حرارت و واحد تبدیل برق به گاز است. در سال‌های اخیر برنامه‌ریزی و مدیریت انرژی برای ریزشبکه‌های معمولی و بدون در نظر گرفتن تعامل و ارتباط بین حامل‌های انرژی موردمطالعه و بررسی پژوهشگران قرارگرفته است. این مطالعات تنها بخشی از شبکه انرژی‌رسانی را موردمطالعه قرار داده‌اند و از ظرفیت‌های موجود در شبکه گازرسانی استفاده نکرده‌اند.یکی از راهکارهای مؤثر در مسئله برنامه‌ریزی استفاده از روش‌های مختلف برنامه‌ریزی است که قابلیت برنامه‌ریزی در بازه های زمانی کوتاه مدت را دارد. مسئله برنامه‌ریزی دارای پیچیدگی‌ها و مشکلاتی مرتبط با بهینه‌سازی است لذا برای حل این مسئله روش‌های گوناگونی مطرح شده که در بخش مروری برمنابع به‌صورت مفصل موردبحث قرار خواهد گرفت. بار موردنیاز برای مصرف‌کننده‌های ریزشبکه را نیز می‌توان به‌صورت مصرف الکتریکی و گازی در نظر گرفت و درنهایت با تلفیق این دو به‌صورت انرژی مصرفی بحث کرد. در این رساله یک ریزشبکه دارای منابع انرژی تجدید پذیر شامل انرژی بادی و خورشیدی به همراه واحدهای ذخیره‌ساز الکتریکی و گازی و همچنین واحد تبدیل گاز به برق ،میکرو توربین‌ها و تولید هم‌زمان برق و حرارت موردمطالعه و بررسی قرار گرفته است. انرژی ورودی به این ریزشبکه به‌صورت انرژی الکتریکی و گازی در نظر گرفته شده است. خطوط مربوط به انتقال انرژی الکتریکی و گازرسانی در مسئله برنامه‌ریزی در نظر گرفته می‌شوند تا مدل و بررسی دقیقی از ساختار ریزشبکه حاصل گردد. هدف مدیریت انرژی در ریزشبکه مذکور تأمین انرژی پایدار، تاب آور و استفاده حداکثری از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تأمین انرژی موردنیاز مصرف‌کنندها خواهد بود. ریزشبکه موردمطالعه در هردو حالت متصل به شبکه و جدا از شبکه موردمطالعه و بررسی قرار گرفته است و تأثیرات تعامل بین حامل‌های انرژی در تأمین بار در هردو حالت ارزیابی شده است. منظور از پایداری در تامین انرژی، توانایی ریزشبکه در تامین بارهای ضروری در تمامی شرایط محتمل و غیرقابل پیش بینی است. درگام بعدی با در نظر گرفتن حوادث غیرقابل‌پیش‌بینی، مسئله برنامه‌ریزی ریزشبکه با تعامل حامل‌های انرژی مختلف موردبررسی قرار گرفته است. این حادثه‌ می‌تواند خارج شدن یکی از خطوط انتقال انرژی الکتریکی، خطوط گازرسانی و یا هر کدام از ادوات ریزشبکه باشد. تأثیر حوادث غیرقابل‌پیش‌بینی بر روی ریزشبکه در هردو حالت متصل و مجزا از شبکه اصلی موردمطالعه قرار می‌گیرد تا با برنامه‌ریزی دقیق و بهینه حداقل قطعی بار چه از دیدگاه الکتریکی و چه از دیدگاه گازی داشته و سعی خواهد شد تا شبکه تداوم کارکرد در تمامی شرایط را داشته باشد.

Generally, the power supply systems were traditionally designed and executed to provide specific criteria such as reliability, security and etc. These criteria can be used to deal with routine queries and common failures in power supply systems. But recently, due to the occurrence of severe natural disasters, the infrastructure of electricity supply is heavily influenced. Due to the expansion and development of interfaces between electricity and gas networks as well as energy storage, the use of dynamic and optimal interaction between these two energy carriers can provide the flexibility needed to render the maximum amount of energy production. In power systems with renewable energy sources, the significance of consideration of the gas supply network and efficient synergy between various energy carriers has been developed. The application of multi-energy microgrids contributes a very effective possibility to improve the efficiency of systems economically, technically, and environmentally in comparison with traditional models. One of the most important warnings confronting the whole energy industry is unexpected events in the structure of energy systems that can occur in different parts of the system such as generation, transmission and customer side. To deal with the devastating effects of natural disasters and major failures, multi-energy microgrids with distributed generation supplies coupled with natural gas infrastructure are a complete explication. This investigation proposes preventive actions to overcome with the devastated outcomes of natural disasters to improve the resiliency of system. The interaction between different energy infrastructures is modeled based on the feasible operation region of components and limitations. The unpredictable circumstances have been modeled based on the three different operational case studies. The operational cost and resiliency index of proposed method have been calculated for three different operational scenarios to demonstrate the effectiveness of approach as a preventive action.

Preventive actions to optimize the energy not supplied in multi energy Microgrids

‏‏زمانی گرگری،

میلاد

تهیه کننده

طرفدار حق،

قاسم زاده،

مهرداد

سعید

استاد راهنما

استاد راهنما

‏تبریز