تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب:
چکیده. 1
فصل اول:کلیات تحقیق
1-1- مقدمه. 3
1-2- اهمیت بحث بر روی میکروگریدها و ضرورت تحقیق.. 6
1-3- تاثیرات ناشی از حضور میکروگریدها در شبکه های قدرت… 7
1-3-1 کیفیت توان. 7
1-3-2 تاثیرات میکروگرید بر بازار برق.. 8
1-3-3 صرفه جویی اقتصادی.. 9
1-3-4 تاثیرات میکروگرید بر محیط زیست… 10
1-4- مشکلات میکرو گرید.. 13
1-5- بیان مسئله و پیشینه تحقیق.. 14
فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- ساختار میکروگرید.. 17
2-2- معرفی سیستم های تولید پراكنده (DG) و سابقه آن. 18
2-3- معرفی تکنولوژی های مورد استفاده در ساخت میکروگرید.. 20
2-3-1 پیل سوختی.. 20
2-3-2 میکروتوربین ها 24
2-3-2-1 اساس كار و اجزای اصلی میكروتوربین ها در یك نگاه 24
2-3-3 سیستم های مبدل انرژی باد. 28
2-3-4 زمین گرمایی.. 30
2-3-4-1 فرآیند تولید برق در نیروگاه زمین گرمایی.. 30
2-3-5 انرژی زیست توده (بیوماس). 31
2-3-6 سیستم های فتوولتائیک… 34
2-3-6-1 پدیده ی فتوولتاییک… 36
2-3-6-2 سلول فتوولتائیک… 37
2-3-6-3 مزایای فناوری فتوولتائیک… 38
2-3-6-4 اجزای تشکیل دهندهی سامانه‌های فتوولتائیک… 39
2-3-6-5 اینورترها 40
2-3-6-6 توانایی اینورتر سیستم فتوولتاییک در تولید توان راکتیو. 40
فصل سوم: روش اجرای تحقیق
3-1- اجرای روش… 44
3-2- تابع هدف مسئله. 44
3-2-1 کاهش تلفات… 45
3-2-2 بهبود پروفیل ولتاژ. 45
3-3- پخش بار پیشرو- پسرو. 46
3-3-1 مدل پخش بار. 46
3-4- الگوریتم ژنتیک (GA). 48
3-5- الگوریتم اجتماع ذرات (PSO). 50
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها
4-1- شبکه های مورد بررسی.. 53
4-2- نتایج شبیه سازی میکروگرید 33 شینه. 55
4-2-1 نتایج شیبه سازی میکروگرید 6 شینه. 61
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری.. 67
منابع و ماخذ.. 69
فهرست منابع فارسی.. 69
فهرست منابع انگلیسی.. 70
چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………… 72
فهرست جداول
جدول 1-1- غلظت گازهای خروجی از دودكش نیروگاهها 12
جدول 1-2- كشورهای استفاده كننده از منابع تولید پراكنده و سیاست مربوط به كاربرد آن. 12
جدول 2-1- تعاریف منابع تولید پراكنده در كشورهای مختلف جهان. 20
جدول 4-1- اطلاعات بار پیک سیستم.. 54
جدول 4-2- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز. 56
جدول 4-3- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات… 58
جدول 4-4- اطلاعات بار پیک میکروگرید 6 شینه. 60
جدول 4-5- اطلاعات خطوط میکروگرید 6 شینه. 61
جدول 4-6- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز. 62
جدول 4-7- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات… 64
فهرست اشکال
شکل 1-1- نمونه ای از یک میکروگرید به عنوان یک شبکه فشار ضعیف… 5
شکل 2-1- یک میکروگرید نمونه شامل انواع تولیدات پراکنده. 17
شکل 2-2- ساختار یک پیل سوختی.. 22
شکل 2-3- پیل سوختی در كاربری های خانگی.. 22
شکل 2-4- ظرفیت کل نیروگاه های بادی نصب شده در جهان از سال 1996 تا 2010. 28
شکل 2-5- ظرفیت تولیدی ومیزان تولید ماژول های فتوولتائیک… 36
شکل 2-6- شمای ساده یک سلول فتوولتاییک… 37
شکل 2-7- ناحیه عملکردی جریان اینورتر سیستم فتوولتائیک… 41
.. شکل 3-1- الگوریتم ژنتیک اعمالی برای جایابی بهینه سیستم های فتوولتائیک… 49
شکل 4-1- میکروگرید 33 شینه مورد مطالعه. 53
شکل 4-2- بار 24 ساعته شبکه به صورت درصدی از بار پیک… 55
شکل 4-3- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 33 شینه. 57
شکل 4-4- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 33 شینه. 57
شکل 4-5- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 58
شکل 4-6- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر. 59
شکل 4-7- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب… 59
شکل 4-8- میکروگرید 6 شینه مورد مطالعه. 60
شکل 4-9- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 6 شینه. 63
شکل 4-10- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 6 شینه. 63
شکل 4-11- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 64
شکل 4-12- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر. 65
شکل 4-13- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب… 65
چکیده
میکروگرید شبکهای با مقیاس کوچک درسطح ولتاژ توزیع است که از پیوستن تولیدات کوچک، مدولار و ذخیره انرژی در سیستم های ولتاژ پایین یا متوسط شکل میگیرد، در واقع یک شبکهی میکروگرید با ترکیبی از انرژی های تجدیدپذیر همراه با سوختهای فسیلی به تولید توان در سطح ولتاژ توزیع می پردازد. حضور میکروگریدها در شبکه های توزیع، مزایای بسیاری را برای مشتركین فراهم می نمایند. میکروگریدها قابلیت فراهم نمودن كیفیت توان مطابق با نیازهای مشتركین را دارا می باشند، همچنین تاثیرات مثبت میکروگریدها بر بازار برق و صرفه جویی اقتصادی و از سوی دیگر تاثیر آن بر کاهش آلایندههای هوا باعث توجه بسیاری از پژوهشگران و کارشناسان بر موضوع میکروگریدها شده است، در چنین شرایطی واضح میباشد که داشتن یک استراتژی بهینه برای مکان واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید حائز اهمیت است و عدم توجه به آن باعث هدر رفتن وقت و منابع مالی زیاد میشود. در این پروژه به مکانیابی بهینهی سیستمهای فتوولتائیک که به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده در میکروگریدها هستند با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو تولیدی پرداخته شده است. تابع هدف این مسئله حداقل کردن میزان تلفات خطوط در شبکه و بهبود پروفیل ولتاژ میباشد، برای این منظور از الگوریتمهای ژنتیک واجتماع ذرات (pso) که از تکامل یافته ترین الگوریتم های بهینه ساز میباشند استفاده شده است. سیستمهای فتوولتائیک علاوه بر تولید توان اکتیو میتوانند به عنوان STATCOM به منظور تنظیم ولتاژ و اصلاح ضریب توان در طول روز و شب به کار گرفته شوند. بنابراین با درنظر گرفتن قابلیت تولید توان اکتیو و راکتیو برای سیستمهای فتوولتائیک در 24 ساعت، میتوان استفاده بهینهتری از آنها نمود. الگوریتم های ارائه شده بر روی میکروگرید 33 شینه و 6 شینه در محیط MATLAB اعمال گردیده و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است.
1-1- مقدمه
با افزایش روز افزون جمعیت جهان و محدود بودن منابع انرژی، کلیه کشورها با مشکل انرژی روبرو هستند. انرژی برای همه مردم مسألهای اساسی است. انرژی در تمام شئون جامعه انسانی رسوخ کرده و جنبه های مختلف آن از زندگی روزانه خانوادگی گرفته؛ تاسیسات جهانی و بین المللی و طرحهای توسعه ملی را تحت تأثیر قرار داده است. نگاهی گذرا به آمارهای تولید و مصرف انرژی الکتریکی در ایران بیانگر نیازمندی به افزایش سالانه ظرفیت 5000 مگاوات در بخش تولید جهت تأمین تقاضای بار میباشد. بر اساس برنامه ریزیهای انجام شده انتظار میرود ظرفیت نصب شده نیروگاههای کشور تا پایان سال 1392 به رقمی معادل 72550 مگاوات بالغ گردد. از سوی دیگر محدود بودن منابع فسیلی تأمین انرژی، و تأثیرات نامطلوب زیست محیطی ناشی ازسوختهای فسیلی، بخش قابل توجهی از تحقیقات و فعالیتهای پژوهشی در حوزه ی انرژی را به موضوع انرژی های نو و تجدید پذیر معطوف نموده است (Phillipson and Willis 1999, 123-156; Griffin et al 2000, 9; Zareipour, Bhattacharya and Canizares 2000, 9-10; Barker and De Mello 2000, 1645-1656 ). یکی از راهکارهای اساسی به منظور حل مشکلات مطرح شده استفاده از میکروگریدها است. میکروگرید شبکه ای با مقیاس کوچک درسطح ولتاژ توزیع است که از پیوستن تولیدات کوچک، مدولار و ذخیره انرژی در سیستمهای ولتاژپایین یا متوسط شکل میگیرد در واقع یک شبکهی میکروگرید با ترکیبی از انرژیهای تجدیدپذیر همراه با سوختهای فسیلی به تولید توان در سطح ولتاژ توزیع می پردازد، که ازطریق یک نقطهی کوپلنگ مشترک به شبکه توزیع متصل میشود (Hatziargyriou et al 2004, 12; Lasseter 2010, 225-234). منابع تولید پراکنده مورد استفاده در میکروگریدها بر خلاف نیروگاههای مرسوم در شبکه قدرت از نوع منابع [1]DER می باشند که به کمک ادوات الکترونیک قدرت انعطاف لازم را به منظور تنظیم ولتاژ، فرکانس و توان در هنگام اتصال به شبکه داشته باشند.
تفاوت بین منابع مورد استفاده در میکروگریدها و نیروگاه های مرسوم در صنعت برق شامل موارد زیر میباشد:
1) منابع مورد استفاده در میکروگریدها دارای ظرفیت کمتری نسبت ژنراتورهای مرسوم در نیروگاههای بزرگ برق میباشند.
2) تولید انرژی الکتریکی در منابع میکروگرید بر خلاف ژنراتورهای مرسوم در شبکه ی برق، در سطح ولتاژ توزیع اتفاق میافتد.
3) منابع مورد استفاده در میکروگرید بر خلاف نیروگاههای بزرگ در نزدیکی مصرف کنندهها نصب می شوند تا بارها را با فرکانس و ولتاژ مناسب تامین نموده و باعث کاهش تلفات در خطوط انتقال شوند (Katiraei and Iravani 2006, 167).
از طرفی دیگر، ایران از لحاظ وضعیت جغرافیایی در شمار کشورهایی است که بهره برداری از منابع انرژیهای نو در آن ممکن میباشد. یکی از اهداف بلند مدت صنعت برق کشور بکارگیری بیش از پیش انرژیهای نو و منابع تجدیدپذیر انرژی برای کاهش انتشار آلایندههای زیست محیطی و کاهش مصرف سوختهای فسیلی میباشد. در طول یک دهه گذشته توسعه منابع تولید پراکنده به طور وسیعی رشد یافته است. در طی این فرایند شبکه توزیع به یک نگرانی بزرگ برای افراد تبدیل شده است. دلیل اصلی آن این است که این منابع تولید پراکنده در سطح ولتاژهای متوسط و بالا به شبکه توزیع متصل میشوند، و طوری طراحی شده اند که بارها به صورت غیرفعال هستند و شارش توان فقط از پستها به سمت بار میباشد و نه برعکس. به همین دلیل مطالعات بسیاری برای اتصال میکرو گریدها به شبکه توزیع انجام شده است، از بحث های کنترلی گرفته تا حفاظت، پایداری ولتاژ، کیفیت توان و خیلی موارد دیگر. واحدهای تولید توان کوچک، که معمولاً در نزدیک بار قرار دارند، به عنوان یک گزینه برای تامین نیاز افزایشی به انرژی الکتریکی مشترکان، با تاکید بر قابلیت اطمینان و کیفیت توان و سایر ملاحظات مربوط به مسائل اقتصادی، زیستمحیطی ومزایای فنی، در نظر گرفته خواهند شد (Piagi and Lasseter 2006, 8).
با این حال، با توجه به نفوذ بیش از پیش منابع تولید پراکنده، شبکه توزیع فشار ضعیف را دیگر نمیتوان به عنوان یک عنصر غیرفعال متصل به شبکه انتقال در نظر گرفت که تنها شارش توان یکطرفه به سمت آنها برقرار باشد. همچنین تاثیر منابع تولید کوچک در شبکه فشار ضعیف بر روی تعادل توان و کنترل فرکانس بسیار مهمتر خواهد شد.
در پروژههای تحقیقاتی که تاکنون انجام شده است، میکروگرید این چنین تعریف میشود: تجمیع منابع تولید توان کوچک در شبکه فشار ضعیف در سطح وسیع.
یک تعریف کامل از میکروگرید به شکل زیر ارائه شده است:
میکروگرید شامل سیستم توزیع فشار ضعیف با منابع تولید پراکنده (میکروتوربین، سلول سوختی، فتوولتائیک و. . . ) به همراه ادوات ذخیرهساز (فلایویل، خازنهای انرژی و باتریها) است. چنین سیستمی می تواند به طور غیر مستقل زمانی که به شبکه متصل است و به طور مستقل زمانی که از شبکه جدا شده است، عمل کند. بهره برداری از منابع کوچک توان در شبکه در صورتی که به طور مناسب مدیریت و هماهنگی شود، می تواند مزایای زیادی را برای کل سیستم داشته باشد، 3 نکته مهم در این تعریف وجود دارد:
1- میکروگرید جایگاهی برای تجمیع منابع سمت تغذیه (منابع تولید کوچک) و منابع سمت مصرف (ذخیره کنندهها و بارهای کنترلپذیر) میباشد که در یک شبکه توزیع محلی قرار گرفته است.
2- یک میکروگرید باید قادر باشد که هم در شرایط عادی (متصل به شبکه) و هم حالت اضطراری (جدا از شبکه) به کار خود ادامه دهد.
3- تفاوت بین یک میکروگرید و یک شبکه غیرفعال که در آن ریزمنابع وجود دارند، به طور عمده در شیوه مدیریت و هماهنگی منابع موجود تولید توان میباشد.
یک میکروگرید می تواند در اندازههای متفاوتی باشد. مثالی از یک میکروگرید به عنوان یک شبکه فشار ضعیف، در شکل 1-1 نشان داده شده است. هرچقدر که سایز میکروگرید بیشتر باشد باید با خازنهای متعادلکننده و تجهیزات تولیدی بیشتر از توقف در سمت تولید و سمت مصرف جلوگیری شود، اما در حالت کلی، ماکزیمم ظرفیت میکروگرید (در حالت پیک بار مورد تقاضا) به چند MW محدود میشود. بیشتر از این مقدار ظرفیت به عنوان مفهوم میکروگرید چندگانه[2] تلقی میشود که با جدا کردن منابع به عنوان میکروگریدهای جدا از هم، بررسی میشود (Katiraei et al 2008, 54-65; Lasseter 2002, 305-308 ).
از لحاظ فنی میکروگرید از اتصال منابع تولید کوچک به شبکه فشار ضعیف به وجود میآید. که معمولاً به وسیله ادوات کنترلی مدرن و خصوصا واحدهای الکترونیک قدرت این منابع به شبکه توزیع متصل میشوند. بنابراین یک گروه کنترل شده از منابع انرژی متصل به شبکه فشار ضعیف، اما در عین حال قابل کار کردن به صورت مستقل از شبکه (جزیرهای) می تواند به عنوان یک تعریف از میکروگرید باشد.
بهره برداری هماهنگ و کنترل ریزمنابع با یکدیگر و با منابع ذخیرهساز مانند فلایویل، خازنهای انرژی، باتریها و بارهای کنترلپذیر مانند آبگرمکن و تهویه هوا، در قلب مفهوم میکروگرید جای دارد. از نقطه نظر شبکه یک میکروگرید می تواند به عنوان یک نهاد کنترل شده درون سیستم قدرت در نظر گرفته شود، که می تواند به عنوان یک بار تجمیع شده مستقل عمل کند.
تعداد صفحه : 90
قیمت : 14700 تومان
