توان الکتریکی و سیستم های انرژی مطالعه ای در مورد مسئله تعهد واحد با بررسی ذخیره انرژی باد و آب پمپاژ شده

چکیده

کلیدواژه ها

مقدمه

رابطه مندی ریاضی

تابع هدف

شکل1 : منحنی مصرف زغال سنگ بر حسب توان نیروگاه

2.2. محدودیت ها

1.2.2. محدودیت در تعادل توان

 2.2.2. محدودیت در ذخیره اسپینینگ

3.2.2. محدودیت زمان راه اندازی و قطع نیروگاه حرارتی

4.2.2. محدودیت در خروجی توان فنی

 2.2.5. محدودیت در خروجی توان PHES

6.2.2. محدودیت در ظرفیت مخزن PHES

 3. الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات باینری

1.3. الگوریتم PSO

 3.2. الگوریتم BPSO

1.2.3. تئوری BPSO

2.2.3. تنظیم محدودیت ها

2.2.2.3. تنظیم کمینه سازی زمان روشن و خاموش شدن نیروگاه حرارتی

شکل 2. فلوچارت BPSO از UCP

 4.مطالعه موردی

1.4. پارامترها

جدول 1. 10 واحد پارامترهای سیستم

شکل 3. پیش بینی خروجی انرژی باد و بار در 24 ساعت

  جدول 2. پارامترهای نیروگاه ذخیره سازی تلمبه ای

2.4. نتایج

جدول 3. نتایج زمانبندی 1-0 UCP نیروگاه حرارتی

شکل 4. نتایج زمانبندی نیروگاه حرارتی و ایستگاه PHES

شکل 5. نتایج عملیات بهینه سازی نیروگاه ذخیره سازی برق آبی تلمبه ای

شکل 6. وضعیت انرژی مخزن بالایی نیروگاه ذخیره سازی برق آبی تلمبه ای در 24 ساعت

5. نتیجه گیری

ویژگی متناوب و تصادفی انرژی باد، چالش بزرگی در عملیات سیستم قدرت ایجاد می‌کند. در این مقاله یک مدل مسئله تعهد واحد (UCP) جدید ارائه می‌شود. از آنجایی که لازم است وضعیت نیروگاه های حرارتی با اعداد دودویی شرح داده شود، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات باینری(BPSO) برای یافتن طرح برنامه بهینه مطرح می‌شود. بررسی موردی بر سیستم 10 واحدی، کارایی روش ارائه شده را نشان می‌دهد.

امروزه انرژی باد یکی از انواع مهم سیستم انرژی جهانی می‌باشد. در ایالات متحده، سطح پذیرش انرژی باد در سال 2030، 20% پیش بینی می‌شود. در اروپا، بیشتر کشورها قبلا سطح پذیرش خود را در محدوده 5-20% نشان داده اند. دولت چین تصمیم دارد ظرفیت انرژی بادی یکپارچه خود را در سال 2015 بر مبنای محاسبه 7.14% در ظرفیت موجود کلی تا 100گیگاوات برساند. از آنجایی که انرژی باد بسیار متناوب و به سختی قابل پیش بینی است، چنین ادغامی در مقیاس بزرگ، چالش های بزرگی در عملیات سیستم انرژی الکتریکی ایجاد می‌کند. یک روش برای کاهش اثرات منفی انرژی باد، نصب سیستم ذخیره سازی انرژی به صورت شبکه ای است. از میان تمام تکنولوژی های ذخیره انرژی، ذخیره انرژی آب پمپاژ شده(PHES)، اخیرا تنها تکنولوژی ذخیره سازی عملی موجود در مقیاس بزرگ می‌باشد. اصل اساسی PHESبرای استفاده از رهگیری وضعیت برای ذخیره انرژی الکتریکی است. دستگاه در طول دوره های زمانی تقاضای کم برق، آب را به درون مخزن پمپاژ می‌کند که به عنوان بار عمل می‌کند و آب ذخیره شده را در طول دوره های زمانی تقاضای زیاد برق، تخلیه می‌کند که به عنوان ژنراتور هیدرولیک عمل می‌کند. یکی از موضوعات مهم راجع به عملیات سیستم قدرت، مسئله تعهد واحد(UCP) است. خصوصا UCP مسئله ای است که برای به دست آمدن یک طرح بهینه برای پاسخگویی به تقاضای برق با کمترین هزینه سوخت با استفاده از ترکیب بهینه ای از واحدهای برق مختلف ارزیابی می‌شود. UCP به طور معمول تنها روی توان تولید نیروگاه حرارتی متمرکز می‌شود. به منظور مقابله با ادغام نیروی باد، امروزه مزارع بادی برای UCP و PHES پیچیده شده و لازن است مسائل جدید اضافه شوند.