دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 53192 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

مصرف هوشمند برای تنظیم فرکانس: نتایج تجربی

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
53192 2013 8 صفحه PDF 19 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
Smart Demand for Frequency Regulation: Experimental Results
منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Smart Grid, Page(s): 1713 - 1720 ISSN : 1949-3053 INSPEC Accession Number: 13736020

فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
مقدمه
وابستگی زمانی
طبیعت گسسته بارها
پارامترهای طراحی
مجموعه آزمایشی
سخت افزار کنترل DFCR
تصویر1- بلوک دیاگرام DFCR. ریزپردازنده [بکار رفته] ارزان قیمت است و 8 کیلوبایت حافظه دارد. فرکانس سیستم با ریزپردازنده دوم (uC)‌اندازه‌گیری می‌شود. محاسبه توان (اکتیو و رآکتیو) با یک جزء اختصاصی (CS) انجام می‌شود.‌اندازه گیری‌ها بر روی یک کارت حافظه (SD) ضبط می‌شوند و به صورت دوره‌ای توسط مودم به پایگاه داده منتقل می‌شوند. 
بارها
تصویر2- نمودار فرکانس(بالا) و پاسخ تجمعی بارهای DFCR(پایین) نسبت به زمان (یک دوره دوساعته). در نمودار پایین مصرف بارهای مختلف جمع شده‌اند، یخچالها به رنگ سبز تیره، گرمکن برقی به رنگ سبز روشن و کارخانه تصفیه آب به رنگ زرد.
پیکربندی DFCR برای شبکه انتقال شمالی
 DFCR به عنوان ذخیره عادی
جدول 1- پارامترهای ذخیره عادی
DFCR به عنوان ذخیره اغتشاش
جدول2- پارامترهای ذخیره اغتشاش
نتایج و بحث 
ذخیره عادی
تصویر3- پاسخ فرکانسی متوسط یخچالها با رگرسیون خطی. آفست درجه حرارت به صورت خطی با ±2'C در بازه 49.90 تا 50.10 هرتز با آفست 0 در 50.00 هرتز تغییر می‌کند.
تصویر4-توان متوسط هر گروه. توان متوسط با میانه نشان داده شده است.
تصویر5- متوسط درجه حرارت داخلی یخچالها نسبت به فرکانس با رگرسیون خطی
تصویر6- پاسخ فرکانسی پایین، متوسط و بالای فرکانسهای زمانی هنگا می‌که فرکانس متوسط محاسبه شده بیش از 6 دقیقه باشد.
  تصویر7- تفاوت بین بهترین رگرسیون‌های فرکانس پایین، متوسط و بالا برای‌اندازه‌های مختلف پنجره برای محاسبه فرکانس متوسط. محور عمودی به نسبت بیشترین تفاوت مشاهده شده برای هر تجهیز نرمالیزه شده است.
تصویر8- پاسخ فرکانسی بخاری‌های برقی با رگرسیون خطی. متوسط توان مصرفی قبل از این که آفست ترموستات به 49.90 محدود شود به صفر نزدیک می‌شود.
ذخیره اغتشاش
تصویر9- پاسخ فرکانسی یخچالها که به عنوان ذخیره اغتشاش عمل می‌کنند با رگرسیون خطی در بالا و پایین فرکانس 49.90 هرتز.
تصویر10- پاسخ فرکانسی کارخانه تصفیه آب با فرکانس قطع 49.90 هرتز و فرکانس وصل مجدد 49.95 هرتز. خط راست نشاندهنده توان متوسط مصرفی زیر فرکانس قطع می‌باشد و خط چین نشان دهنده متوسط توان مصرفی در اطراف فرکانس وصل مجدد می‌باشد.
نتیجه و کارهای آتی
کلمات کلیدی
طرف تقاضا، پروژه نمایشی، کنترل فرکانس، شبکه های هوشمند -
ترجمه چکیده
با افزایش نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر، فروشندگان سنتی خدمات تنظیم فرکانس، یعنی نیروگاه‌های با سوخت فسیلی، با این منابع جایگزین خواهند شد و به این ترتیب انگیزه‌ها به سمت یافتن فروشندگان جدیدی چون منابع سمت تقاضا (بار) سوق پیدا خواهد کرد. این مقاله نتایج تحقیقات میدانی با استفاده از مصرف‌کننده به عنوان یک ذخیره با فرکانسِ کنترل‌شده (DFCR) را بر روی وسایل با ترموستات‌های قابل ‌برنامه‌ریزی ارائه می‌کند. آزمایشهای انجام شده نشان دادند که طبق استانداردهای شبکه انتقال شمالی ، پاسخ تعداد کثیری از بارهای کنترل شده گرمازا به عنوان ذخایر عادی (تنظیم فرکانس بالا و پایین) و ذخایر اغتشاش (تنها تنظیم فرکانس بالا) عمل می‌کنند. به علاوه، پمپهای صنعتی و بارهای کنترل شده با رله به عنوان مصرف کنندگان با فرکانس کنترل‌شده، آزمایش شده‌اند. آزمایشها نشان می‌دهند که تعدادی از یخچال‌ها می‌توانند ذخایر فرکانس تقریبا معادل با متوسط توان مصرفی شان را تحویل دهند. گرمکن‌های برقی در فصل پاییز می‌توانند ذخایر فرکانسی برابر با 2.7 دامنه متوسط توان مصرفی شان را تحویل دهند.
ترجمه مقدمه
به‌طور سنتی، ژنراتورها به گونه‌ای دیسپاچ می‌شوند که از بارهای پسیو پیروی کنند. این حالت بهره برداری در مورد منابع انرژی غیرثابت (تصادفی) غیرقابل دیسپاچ، مانند نیروگاه‌های بادی و خورشیدی، غیرممکن است و یک راه بهبود این ایراد دیسپاچ کردن بارها برای مطابقت با تولید است. امروزه، بسیاری از بارها به ریزپردازنده‌هایی مجهز شده‌اند که کنترل فرآیندها را در محل انجام می‌دهند. این بارها می‌توانند به طور کلی برای پایش فعال وضعیت شبکه برنامه‌ریزی شوند و توان مصرفی خود را نیز طوری برنامه‌ریزی کنند که به تعادل مصرف با تولید کمک شود. بارهای با قابلیت تامین خدمات انرژی حرارتی (مانند یخچالها، پمپ‌های گرما و گرمکن‌های مقاومتی)، برای انطباق با تولید نوسانی مناسبند چرا که ظرفیت گرمایی ذاتی آنها به عنوان یک وسیله ذخیره انرژی عمل می‌کند که اجازه می‌دهد تا مصرف انرژی الکتریکی، بدون مصالحه در مورد کیفیت توان، در زمان جابجا شود. بارهای با ترموستات کنترل‌شده قسمت مهمی ‌از بارهای الکتریکی هستند که در حدود نیمی ‌از مصرف خانگی آمریکا را شامل می‌شوند[2]. با وجود کاهش قیمت تجهیزات مخابراتی، تهیه یک واسطه مخابراتی دیجیتال زمان واقعی برای بهره‌برداری یک شبکه قدرت از بارهای کوچک یک سد قیمت معنی‌دار را نشان می‌دهد. به هرحال، از قبل یک پارامتر جهانی وجود داشته است که برای نشان دادن تعادل لحظه‌ای تولید و مصرف انرژی الکتریکی بکار می‌رود؛ موسوم به فرکانس سیستم. توان تولید شده PM(t)، توان مصرف شده PL(t) و انحراف فرکانس سیستم Δf(t) توسط معادله نوسان زیر به هم مربوط می‌شوند: که در این رابطه H نشان دهنده ثابت اینرسی و D نشان دهنده ضریب میرائی بار می‌باشد. بارها ممکن است فرکانس شبکه را با کم و زیاد کردن مصرف توانشان بالا و پایین ببرند و‌اندازه گیری کنند و قادرند تا ذخایری را برای تنظیم فرکانس [شبکه] تهیه کنند. این مفهوم با نام مصرف کننده به عنوان یک ذخیره با فرکانس کنترل‌شده (DFCR)[4] یا برنامه‌ریز مجدد متناوب تطبیق فرکانس توان الکتریکی [5]، بار دینامیکی[5] ، وسایل تجاری دوستدار شبکه و حساس به فرکانس [7] یا کنترل کننده بار پاسخ دهنده به فرکانس [8] شناخته می‌شود. این مقاله نتایج یک تحقیق میدانی را ارائه می‌دهد جائی که در آن برای اولین بار بارهای DFCR در یک محیط کاری کنترل‌نشده نصب شده‌اند و عملکرد آن‌ها به عنوان یک گروهِ بار، پایش می‌شود. ضریب میرائی بار، رفتار موتورها را، که قسمت عمده‌ای از کل بار را تشکیل می‌دهند، انعکاس می‌دهد. مشابه موتورها، مصرف توان مجموع بارهای DFCR متناسب با فرکانس شبکه است، اما چند جنبه وجود دارد که سبب می‌شود بارهای DFCR، به واسطه مشارکت آنها در ضریب میرائی بار، به سختی مدلسازی شوند. این جوانب عبارتند از: 1- وابستگی زمانی: بارهای DFCR به یک (بافر) ضربه‌گیر ذخیره کننده انرژی اشاره می‌کنند، و "وضعیت شارژ " این ضربه گیر به رشد زمانی فرکانس شبکه بستگی دارد. پاسخ فرکانس تجهیزات به وضعیت شارژ ضربه گیر ذخیره کننده انرژی بستگی دارد. 2- طبیعت گسسته بارها: بسیاری از بارها وضعیت خاموش یا روشن دارند، که آنهایی که تنها به صورت توده‌ای هستند می‌توانند یک پاسخ فرکانسی خطی و آهسته را ایجاد کنند. 3- پارامترهای طراحی: ضریب میرائی بارهای سنتی بیش از آنکه یک تصمیم طراحی باشند یک خصوصیت طبیعی هستند. با بارهای DFCR طراحان شبکه آزادی تعیین پاسخهای فرکانسی را، بیش از آنچه که به وسیله خصوصیات ذاتی بارهای غیرفعال تحمیل می‌شوند، دارا هستند. پاسخ‌های فرکانسی می‌توانند بر اساس محدوده فرکانسها تعیین شوند و در بیرون از محدوده هموار باشند. در حالیکه بارهای DFCR به صورت فیزیکی در سیستمهای توزیع ولتاژ پایین قرار دارند، بهره بردار شبکه انتقال نیاز دارد تا رفتار آنها را، هنگامی‌که نیازهای ذخایر تنظیم کننده فرکانس را تعیین می‌کند، محاسبه کند. این مقاله به صورت زیر شکل گرفته است: بخش دوم تجهیزات آزمایشی، شامل طرح کنترل کننده DFCR و بارها را توضیح می‌دهد، بخش سوم پارامترهای پیکربندی برای بهره برداری شبکه قدرت شمالی را توضیح می‌دهد. بخش چهارم نتایج تجربی را ارائه کرده و بر روی آنها بحث می‌کند. در نهایت، بخش پنجم، با توضیحی درباره امکانات آینده [ی این آزمایش]، نتیجه گیری [آزمایش‌ها را بیان] می‌کند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله مصرف هوشمند برای تنظیم فرکانس: نتایج تجربی

چکیده انگلیسی

As renewable energy sources increase their penetration, the traditional providers of frequency regulation service, i.e., fossil fueled thermal power plants, will be displaced, motivating the search for novel providers such as demand-side resources. This paper presents the results of field experiments using demand as a frequency controlled reserve (DFCR) on appliances with programmable thermostats. The experiments conducted showed the response of a population of thermostatically controlled loads acting as normal reserves (up and down regulation) and disturbance reserves (up regulation only) as defined by the Nordic Grid Codes . In addition, industrial pump loads and relay-controlled loads were tested as DFCR. The tests show that a population of refrigerators was able to deliver frequency reserves approximately equal to their average power consumption. Electric space heaters in the autumn season were able to provide frequency reserves of a magnitude 2.7 times their average power consumption.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.