برنامه ريزي ميان مدت و هماهنگ نيروگاههاي آبي، گازي و سوخت فسيلي با حضور منابع ذخيره ساز به منظور كاهش آلاينده هاي زيست محيطي

كارشناسي ارشد

نصب روز افزون نيروگاههاي گاز‌سوز (گاز طبيعي) ، ادغام شبكه‌هاي گاز طبيعي و برق آبي و فسيلي را افزايش داده است. بهره‌برداري بهينه از اين شبكه‌ها نياز به بررسي تعاملات بين اين شبكه‌ها و بهينه‌سازي مديريت منابع انرژي از منظر برنامه‌ريزي متمركز را ايجاد كرده است. ذغال سنگ فراوان‌ترين سوخت فسيلي در كره زمين است، و به طور گسترده‌اي به عنوان منبع انرژي در نيروگاه‌هاي حرارتي استفاده مي‌شود، همچنينيك سوخت نسبتاً ارزان است و بيش از مقدار معادل نفت يا گاز طبيعي، گاز گلخانه‌اي و آلودگي توليد مي‌كند. در مقابل نيروگاه برق‌آبي نياز به سوخت ندارند و به لحاظ حفظ محيط زيست و ذخاير آبي،ياري‌رسان هستند. نيروگاه‌هاي گازي نيز بيشترين انرژي را در جهان بعد از نيروگاه‌هاي برق آبي و سوخت فسيلي تامين مي‌كنند. از سوي ديگرهاب‌هاي چند انرژي با ابزاري مانند مبدل‌هاي توان به گاز (P2G) كه در اختيار دارند قابليت تبديل اقسام حامل‌هاي انرژي به يكديگر را دارا هستند و نقطه تلاقي شبكه‌هاي توزيع برق، آب و گاز به حساب مي‌آيند.انتشار گازهاي گلخانه‌اي در نيروگاههاي سوخت فسيلي نسبت به نيروگاه‌هاي گازي خيلي بيشتر است. انتشارات اصلي از احتراق زغال سنگ عبارتند از دي‌اكسيد گوگرد (SO2)، اكسيدهاي نيتروژن (NOx)، ذرات، دي‌اكسيد كربن (CO2) با افزايش توليد برق و استفاده زياد از زغال سنگ به طور قابل توجهي افزايشيافته است. انتشار گازهاي گلخانه‌اي در نيروگاههاي گازي هم وجود دارد. اما در اين نيروگاه‌ها، انتشار گازهاي گلخانه‌اي به مراتب كمتر از سوخت فسيلي بوده و جهت توليد برق در ارجحيت مي‌باشند. در مقابل توليد برق در نيروگاههاي گاز طبيعي سوز نيز در ماه¬هاي سرد سال با محدوديتهايي مواجه مي¬شود، در نتيجه مصرف سوخت فسيلي و به دنبال آن انتشار گازهاي گلخانه به شدت افزايش مي‌يابد كه با توجه به سردي هوا مشكلات بسيار زيادي براي محيط زيست فراهم مي‌نمايد.در اين پاياننامه يك استراتژي بهينه براي بهره¬بردارييكپارچه و هماهنگ از شبكه آب و گاز و برق در بازه زمانييك سال با توجه به محدوديتهاي هر سه شبكه پيشنهاد مي¬گردد. ترم اول تابع هدف مدل پيشنهاد شده در اين پاياننامه، حداقل¬كردن هزينه بهره¬برداري و توليد در هر سه شبكه آب، برق و گاز طبيعي مورد نظر مي‌باشد و در ترم دوم تابع هدف، جهت به حداقل رساندن آلودگي‌هاي زيست محيطي ناشي از احتراق زغال سنگ و گاز طبيعي در ماه‌هاي مختلف سال مد نظر قرار گرفته است. مدل پيشنهادي با استفاده از يك روش عامل جريمه قيمت سعي دارد آلاينده‌هاي محيط زيست را در طول ماه‌هاي سرد سال در كنار برآورده كردن بار مصرفي شبكه الكتريكي و گازي كاهش دهد. از آنجايي كه بر خلاف انرژي الكتريكي كه ذخيرهسازي در مقياس بزرگ هنوز از نظر فنييا اقتصادي امكان پذير نيست، گاز طبيعي را مي توان براي مصرف در ماه¬هاي مختلف سال ذخيره نمود. استفاده از منابع ذخيره گاز طبيعي در كنار مبدل‌هاي توان به گاز (P2G) رسيدن به اهداف فوق را در مدل پيشنهادي تسهيل كرده است. با تست استراتژي پيشنهادي بر روييك سيستم مختلط از شبكه الكتريكي، آبي و گازي كارايي مدل پيشنهادي نشان داده شده است.

226959

دانشگاه اصفهان

مصطفي كاظمي

مهندسي برق- سيستم هاي قدرت

رضا انصاري