دانلود پایان نامه ارشد: بهینه‌سازی مصرف انرژی در خانه‌های هوشمند با استفاده از رویکرد برنامه‌ریزی ریاضی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشتهمهندسی صنایع

گرایش : سیستم‌های اقتصادی اجتماعی

عنوان : بهینه‌سازی مصرف انرژی در خانه‌های هوشمند با استفاده از رویکرد برنامه‌ریزی ریاضی

دانشکده مهندسی صنایع

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی صنایع گرایش سیستم‌های اقتصادی اجتماعی

عنوان:

بهینه‌سازی مصرف انرژی در خانه‌های هوشمند با استفاده از رویکرد برنامه‌ریزی ریاضی

استاد راهنما:دکتر حامد شکوری

استاد مشاور: دکتر حاج علی بزرگی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

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)

چکیده

امروزه مدیریت مصرف انرژی در کانون توجه دولتمردان در سراسر جهان قرار گرفته است. مصرف بالای انرژی در ساختمان‌های مسکونی یکی از عمده‌ترین دلایل مصرف بی‌رویه انرژی است که هزینه‌های بالایی را در بلندمدت برای مصرف‌کنندگان و نیز در سطح ملی به دنبال دارد. از اینرو در این پژوهش سعی شده است که با اصلاح الگوی مصرف و ارائه یک برنامه پیشنهادی، مصرف‌کننده بتواند ضمن حفظ رفاه خود از تاثیرات مثبت اقتصادی نیز بهره ببرد.

در این پژوهش ابتدا پیشینه‌ای از بهینه‌سازی مصرف انرژی در مقالات و تحقیقات موجود ارائه و سپس یک مدلسازی از دستگاه‌های خانگی مطرح شده است. در ادامه این پژوهش، در یک مطالعه موردی، فهرستی از دستگاه‌های مورد استفاده توسط یک مصرف‌کننده داوطلب دریافت شده و مدل برای آن به اجرا درآمده است. سه سناریوی مختلف به عنوان اهداف این پژوهش بررسی و با هم مقایسه شده اند. این سه سناریو شامل موارد زیر است:

  • سناریوی 1: می‌نیمم‌سازی پیک انرژی مصرفی (مدیریت اضافه‌بار)
  • سناریوی 2: می‌نیمم‌سازی هزینه انرژی مصرفی
  • سناریوی 3: تلفیق سناریوهای 1و2

بررسی همزمان هر دو سناریوی 1و2 در سناریوی 3، این پژوهش را از سایر پژوهش‌های مرتبط متمایز می‌کند، زیرا در کارهای مرتبط پیشین معمولا یکی از اهداف مورد بررسی در سناریوهای 1 و 2، مورد بحث قرار گرفته‌اند. در پایان این پژوهش سعی شده است با بررسی نمودارهای توزیع انرژی دستگاه‌های خانگی و مقایسه سناریوهای مطرح شده، بهترین برنامه زمان‌بندی برای بارها ارائه شود که بطور همزمان هم پیک انرژی مصرفی را می‌نیمم کند و هم به می‌نیمم‌سازی هزینه برق مصرفی منجر شود.

واژه های کلیدی: مدیریت مصرف انرژی، بهینه‌سازی مصرف انرژی، خانه‌های هوشمند، اتوماسیون ساختمان

 

فهرست مطالب:

فصل1مقدمه 7

1-1.مقدمه 8

1-2.ساختمانهوشمندچیست؟ 8

1-2-1. سیستم‌هایمدیریتواتوماسیونساختمان 9

1-2-2. تعاملبینساکنانوساختمانهوشمند 9

1-2-3. سیستم‌هایمدرنمدیرتساختمان 10

1-3.نگاهاینپژوهش 10

1-3-1. شبکههوشمند 11

1-3-2. تکنیکپاسخبهتقاضا (DR) 12

1-3-3. انواعبرنامه‌هایپاسخبهتقاضا (DR) 12

1-3-4. تعاملبینمصرف‌کنندهوبرنامه‌هایپاسخبهتقاضا (DR) 13

1-3-5. مقایساتیبیناینپژوهشوپژوهش‌هایانجامشده 14

1-4.فصل‌بندی 16

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

2-1.مقدمه 19

2-2.مسألهتغییرزمانبار 19

2-2-1. سیستممدیریتمصرفانرژیدرخانه‌هایمسکونی 20

2-2-1-1. ارائهمسألهبرنامه‌ریزی 21

2-2-1-2. استخراجاطلاعاتبارهایخانگی 21

2-3.رویکردیازتغییرزمانبارها 22

2-3-1. اعمالفرضیاتگوناگون 23

2-4.مدیریتطرفتقاضا (DSM) 23

2-5.رویکردDSMدراینپژوهش 24

2-6.بررسیتفصیلیاولینپژوهشمرتبط 25

2-6-1. چارچوبمدل 25

2-6-1-1. فازهایکاری 26

2-6-1-2. مقایسهپژوهشموردمطالعهبااینپژوهش 26

2-6-2. فرمول‌بندیمدل 26

2-6-3. انتقاداتیبرپژوهشموردمطالعه 29

2-7.بررسیتفصیلیدومینپژوهشمرتبط 30

2-7-1. سناریوی 1: مدیریتاضافه‌باردرحوزهخانه 30

2-7-2. سناریوی 2: بهینه‌سازیصرفه‌جوییاقتصادی 30

2-7-3. سناریوی3: مدیریتطرفتقاضا (DSM) 31

2-7-4. چارچوبمدل 32

2-7-4-1. معماریسیستم 32

2-7-4-2. مدلسازیبارهایخانگی 34

2-7-4-3. مدلسازیانرژیمصرفیدستگاه‌ها 35

2-7-5. فرمول‌بندیمسألهکنترلرهوشمندخانگی 37

2-7-5-1. تعاملبینمصرف‌کنندهودستگاه‌هایهوشمندخانگی 37

2-7-5-2. رفتارSHCدربرابرسیگنال‌هایDSM 39

2-7-5-3. ارائهمدلریاضیازMدستگاهخانگی 40

2-7-5-4. مسألهبرنامه‌ریزیSHC 42

2-7-5-5. حلمسألهبرنامه‌ریزیSHC 43

فصل3مدل‌پیشنهادیکنترلرهوشمند 47

3-1.دیاگرامکلیمسأله 48

3-1-1. دیاگرامسیستممدیریتبارهایخانگی 48

3-1-2. تقسیم‌بندیبارهایخانگی 49

3-1-3. توسعهسیستممدیریتبار 50

3-1-4. نیازمندی‌هایارتباطیسیستم (پروتکلارتباطیزیگبی) 51

3-2.تشریحمسألهوفرضیات 52

3-2-1. ادبیاتمدل 52

3-2-2. فرموله‌سازیواعمالفرضیات 53

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

4-1.مقدمه 60

4-2.برنامه‌ریزیخطیعددصحیحمختلط 60

4-3.برنامه‌ریزیآرمانی 63

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

5-1.مقدمه 67

5-2.دریافتاطلاعاتازمصرف‌کننده 68

5-3.مدلسازیدستگاه‌هایخانگیدرمطالعهموردی 70

5-4.بررسیسناریوهایمختلف 78

5-4-1. سناریوی 1: می‌نیمم‌سازیپیکانرژیمصرفی 79

5-4-1-1. نمودارتوزیعانرژیدستگاه‌هایخانگی 79

5-4-1-2. بررسیکلانرژیمصرفی 85

5-4-1-3. بررسیهزینهکلانرژیمصرفی 87

5-4-2. سناریوی 2: می‌نیمم‌سازیهزینهانرژیمصرفی 89

5-4-2-1. نمودارتوزیعانرژیدستگاه‌هایخانگی 90

5-4-2-2. بررسیکلانرژیمصرفی 96

5-4-2-3. بررسیهزینهکلانرژیمصرفی 98

5-4-3. سناریو 3: تلفیقسناریوهای 1و2 100

5-4-3-1. بررسیکلانرژیمصرفی 100

5-4-3-2. بررسیهزینهکلانرژیمصرفی 102

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

 

فهرست اشکال

فصل1مقدمه 7

شکل1-1.بخش‌هایمختلفیکساختمانهوشمند 10

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

شکل2-1.تعرفهقیمتانرژیالکتریکیبرایشهرنیویورک، 15 ماهفوریه 2011 (NYISO) 24

شکل2-2.معماریسیستم 33

شکل2-3.تعاملبینمصرف‌کنندهودستگاه 38

شکل2-4.منطقکارکردسیستمکنترلرهوشمند 39

فصل3مدل‌پیشنهادیکنترلرهوشمند 47

شکل3-1.دیاگرامسیستممدیریتبار 48

شکل3-2.تقسیم‌بندیبارهایخانگی 50

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

شکل5-1.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 1 (تهویهمطبوع) 79

شکل5-2.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 2 (یخچال) 79

شکل5-3.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 3 (اجاقبرقی) 80

شکل5-4.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 4 (سیستمصوتیتصویری) 81

شکل5-5.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) 81

شکل5-6.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) 82

شکل5-7.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) 83

شکل5-8.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) 84

شکل5-9.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) 84

شکل5-10.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریکشکل 86

شکل5-11.کلمصرفانرژیالکتریکیدرساعاتشبانه‌روز 86

شکل5-12.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیکانرژی 5/2 کیلوات‌ساعت 90

شکل5-13.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیکانرژی 5 کیلوات‌ساعت 90

شکل5-14.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیکانرژی 5/2 کیلوات‌ساعت 92

شکل5-15.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیکانرژی 5 کیلوات‌ساعت 92

شکل5-16.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیکانرژی 5/2 کیلوات‌ساعت 93

شکل5-17.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیکانرژی 5 کیلوات‌ساعت 93

شکل5-18.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیکانرژی 5/2 کیلوات‌ساعت 94

شکل5-19.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیکانرژی 5 کیلوات‌ساعت 94

شکل5-20.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیکانرژی 5/2 کیلوات‌ساعت 95

شکل5-21.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیکانرژی 5 کیلوات‌ساعت 95

شکل5-22.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریکشکلبرایپیک 5/2 کیلوواتساعت 96

شکل5-23.کلمصرفانرژیالکتریکیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیک 5/2 کیلوواتساعت 96

شکل5-24.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریکشکلبرایپیک 5 کیلوواتساعت 97

شکل5-25.کلمصرفانرژیالکتریکیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیک 5/2 کیلوواتساعت 97

شکل5-26.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریکشکلتلفیقسناریو 1و2 101

شکل5-27.نمودارکلمصرفانرژیالکتریکیدرساعاتشبانه‌روزتلفیقسناریو 1و2 101

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

 

فهرست جداول

فصل1مقدمه 7

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

جدول2-1.معرفیپارامترهایمدل 40

فصل3مدل‌پیشنهادیکنترلرهوشمند 47

جدول3-1.جدولتعرفهمتغیربازمانبرایانرژیالکتریکی 56

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

جدول5-1.جدولترجیحاتمصرف‌کنندهومشخصاتدستگاه‌ها 69

جدول5-2.تعرفهقیمتبرقدرساعاتشبانه‌روز 88

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

مقدمه

اگر توجه داشته باشیم که منابع تامین انرژی محدود است و به همین علت بهای انرژی مصرفی بالاست می‌توان معنای واقعی مدیریت مصرف انرژی را درک کرد. متاسفانه در کشور ما فرهنگ صحیح استفاده از انرژی هنوز هم جایگاه مناسب خود را به دست نیاورده است؛ بگونه‌ای که آمار و ارقام[1] موجود در این زمینه حاکی از مصرف بی‌رویه انرژی حتی تا چندین برابر استانداردهای جهانی می‌باشد. با توجه به اینکه در کشور ما بیش از 90% انرژی‌ها[2] از منابع زیرزمینی و فسیلی تهیه می‌شود که منابعی محدود و پایان پذیر می‌باشند این مسأله از درجه اهمیت بالاتری برخوردار است لذا هوشمندسازی ساختمان در کشور ما یک امر بسیار مهم به شمار می‌آید که باید به یک عزم ملی تبدیل شود تا از این طریق هم به خودمان و هم به نسل‌های بعدی خدمت کنیم. راهکاری که در این پژوهش ارائه شده است، می‌تواند گامی جهت توسعه هوشمندسازی خانه‌ها باشد.

ساختمان هوشمند چیست؟

یک ساختمان هوشمند بنا به تعریف انستیتو ساختمان‌های هوشمند، بنایی است که با استفاده بهینه از چند عنصر پایه شامل: سازه و سیستم و خدمات مدیریت و روابط درونی آنها، محیطی مناسب و دارای صرفه اقتصادی ایجاد می‌نماید. در ساختمان هوشمند بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و بصورت غیرارادی انجام می‌دهند توسط سیستم‌های هوشمند انجام می‌گردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی می‌گردد.

سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان

امروزه عملکرد سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان در جهت کاهش هزینه‌های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تکنولوژی و بکارگیری فناوری ارتباطات و رایانه رو به رشد هستند که در مجموع صرفه‌جویی انرژی را در بر خواهد داشت، بطوریکه صرفه‌جویی‌های ناشی از بکارگیری این سیستم‌ها در مدت زمان کوتاهی موجب جبران هزینه‌های مربوطه می‌شود. سیستم‌های کنترل هوشمند دارای انعطاف بالایی هستند و می‌توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. همچنین در هنگام بهره‌برداری براحتی می‌توان عملیات تغییر و بهینه‌سازی برای راهبری بهتر و کاهش هزینه‌های انرژی را انجام داد.

با بکارگیری انواع و اقسام سنسورهای حسی در داخل و خارج ساختمان و با بکارگیری یک شبکه و سیستم واحد می‌توان بلادرنگ اطلاعات دما، فشار، رطوبت، دبی هوا، میزان اکسیژن و دی اکسیدکربن را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده‌آل استفاده کرد. دریک ساختمان هوشمند که با امکانات نرم‌افزاری بوجود آمده می‌توان نمودارهای مختلفی را بر حسب زمان در اختیار داشت و از آنها در جهت بهبود کیفی شرایط زیستی برای ساکنین استفاده کرد.

تعامل بین ساکنان و ساختمان هوشمند

در زمان کارکرد سیستم هوشمند ساکنان در جهت صرفه‌جویی مصرف انرژی حق بازکردن پنجره‌ها را نخواهند داشت و در ساختمانهای اداری قبل از اتمام ساعت کار، این سیستم بصورت اتوماتیک و متناوب شروع به خاموش کردن سیستم‌های تهویه مطبوع می‌کند. در یک ساختمان هوشمند با امکانات بوجود آمده می‌توان در هر زمان میزان مصرف انرژی سوخت و برق را بدست آورد و از آن در جهت کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان بهره برد.

بخش‌های مختلف یک ساختمان هوشمند

سیستم‌های مدرن مدیرت ساختمان

سیستم‌های مدرن مدیریت ساختمان امروزه بر پایه وب[3] نگاشته می‌شوند که بزرگترین مزیت آن در بکارگیری امتیازات شبکه جهانی اینترنت و کنترل ساختمان از راه دور توسط سیستم‌های ارتباطی متداول در دنیا است. به اینصورت که با راه‌اندازی سایت ساختمان مورد نظر و با وارد کردن شناسه کاربری و رمز عبور می‌توان از هر مکانی بر ساختمان احاطه داشت. در اینگونه ساختمان‌ها می‌توان با نصب تابلوهای نمایشگر الکترونیکی در مکانهای خاص ساختمان و نمایش دادن اطلاعات مختلف از سیستم‌های کنترلی ساختمان زندگی را برای ساکنین لذت بخش کرد.

نگاه این پژوهش

در این پژوهش بیشتر توان خود را صرف مدیریت مصرف انرژی الکتریکی می‌کنیم وبا نگاهی دقیق‌تر درمی‌یابیم کهمصرف انرژی الکتریکی بین ساعت‌های مختلف از روز، بین روزهای مختلف در هفته، و در بین فصل‌های مختلف از سال متفاوت است که در آن بیشترین تقاضای انرژی الکتریکی به طور معمول زمانی رخ می‌دهد که دمای خارج افزایش می‌یابد. در سال‌های اخیر پیک انرژی مصرفی تغییرات زیادی کرده است و همین امر نگرانی‌های ناشی از تعادل بین تقاضا و تولید نیرو را افزایش داده است. در آینده‌ای نزدیک به دلایل زیست محیطی و اقتصادی،‌ نیاز به شرکت‌های توزیع با توانایی در نظر گرفتن سناریوهای پیچیده‌ترِ تعادل نیرو[1] احساس می‌شود؛ این سناریوها باید مبتنی بر معرفی منابع تجدیدپذیر تولید انرژی الکتریکی[2] در مقیاس بزرگ، وسایل نقلیه الکتریکی شخصی[3] و توزیع تولید انرژی الکتریکی در مناطق مسکونی (تولید پراکنده) باشد.

شبکه هوشمند

خیلی‌ها معتقدند که یک تکامل اساسی در سیستم انرژی الکتریکی نیاز است. از جمله اهداف این تکامل اساسی؛ شبکه‌های تولید برق نسل جدید سازگار با محیط‌ زیست، قابل اعتماد و دارای سیستم هوشمند است، که به طور کلی به عنوان شبکه هوشمند[4] شناخته می‌شود. در شبکه هوشمند، تکنولوژی‌های پیشرفته بازدهی تولید و انتقال انبوه در شبکه را بهبود می‌دهند. تکنولوژیاطلاعات و ارتباطات[5] به طور گسترده در شبکه‌ها برای افزایش بازدهی، اعتمادسازی و انعطاف‌پذیری به خدمت گرفته می‌شوند[1] و [2]. در نهایت، مصرف کنندگان با مدیریت فعالانه مصرف انرژی می‌توانند از دریافت قبوض مصرفی با هزینه کمتر بهره ببرند. در حال حاضر شبکه هوشمند به یک موضوع تحقیقاتی جذاب تبدیل شده است و محور اصلی پژوهش‌ها، طراحی زیرساخت‌های کاربردی ICT و برنامه‌های کاربردی مدیریت انرژی مانند: مدیریت منابع توزیع انرژی، مدیریت وسایل خانگی (بارهای خانگی)[6] و تکنیک‌های پاسخ به تقاضا[7] است که به تفصیل در[3]تا [10] بحث شده است. در اصل شبکه هوشمند (SG) به عنوان یک تکنولوژی جدید امکان ارتباط دو طرفه و انتقال جریان بین کاربران نهایی و تسهیلات زندگی را فراهم می‌کند. سه پیامد اصلی تحقق شبکه‌های هوشمند شامل: قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع، بهره‌برداری از منابع انرژی پایدار و بهره‌وری انرژی هستند[11]. در زمینه بهره‌وری انرژی، پاسخ به تقاضا (DR) یک برنامه اساسی در سطح توزیع شناخته می‌شود. مصرف‌کنندگان که به طور سنتی به پرداخت نرخ ثابت برای انرژی الکتریکی عادت کرده اند، اکنون می‌توانند تا مصرف انرژی الکتریکی خود را با توجه به تعرفه‌های متغیر به طور عمده مدیریت کنند[12] و [13].

تکنیک پاسخ به تقاضا (DR)

تکنیک پاسخ به تقاضا (DR) یک برنامه اختیاری و داوطلبانه برای هر مصرف‌کننده است و به او فرصت نظارت، کاهش و یا تغییر مصارف را به گونه‌ای می‌دهد که صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در صورت‌حساب برق مصرفی دستگاه‌های خانگی خود داشته باشد[14]. موانع عمده در اجرای برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR‌) عدم دانش مصرف‌کنندگان در رابطه با چگونگی رفتار با تعرفه‌های متغیر با زمان است و نیز تصمیم‌گیری در شرایط مختلفی که به عنوان طرح‌های تشویقی در نظر گرفته شده است. (برای مثال استفاده از دستگاه‌های پر مصرف در زمانی که پیک مصرف پایین است؛ معمولا ساعات ابتدایی روز صورت می‌گیرد). افزایش پیاده‌سازی شبکه‌های هوشمند (SG) گامی مثبت در جهت به کارگیری برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR‌) است. در شبکه‌های هوشمند خانگی، هر مصرف‌کننده سیگنال‌های کنترلی را توسط سیستم دریافت می‌کند و سیستم می‌تواند کنترل دستگاه‌های خانگی را در جهت می‌نیمم‌سازی صورت‌حساب برق، در دست گیرد.

انواع برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR)

برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR) انواع مختلفی دارند که هر کدام برای شرایط مختلف کاربرد دارند. دو دسته اصلی از این برنامه‌ها، برنامه‌های مبتنی بر زمان[8] و برنامه‌های مبتنی بر طرح‌های تشویقی- تنبیهی (مدیریت طرف تقاضا[9]) هستند. برنامه‌های زمان محور بر پایه متفاوت بودن تعرفه قیمت انرژی الکتریکی در طول روز استوار است و تاثیر آنها از طریق ترغیب مصرف‌کننده به مصرف برق بیشتر در ساعات کم‌باری که انرژی الکتریکی قیمت کمتری دارد، محقق می‌شود. برنامه‌های مبتنی بر طرح‌های مدیریت طرف تقاضا (DSM) بر پایه پرداخت مبلغی به عنوان تشویق، یا جریمه مبلغی به عنوان، تنبیه به ترتیب در برابر کاهش میزان مصرف در ساعات اوج بار یا افزایش میزان مصرف در ساعات اوج بار، طراحی شده‌اند.

تعامل بین مصرف‌کننده و برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR)

اجرای موفق برنامه‌های پاسخ به تقاضا (در اینجا برنامه هایی که زمان‌محور هستند) وابسته به انتخاب مصرف‌کننده‌ها برای کاهش مصرف برق در ساعاتی از شبانه‌روز است که قیمت انرژی الکتریکی گرانتر است. بنابراین موفقیت‌آمیز بودن برنامه‌های DR‌ به شدت وابسته به شرایط اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی کشور و منطقه خواهد بود. به عبارت دیگر اجرای موفق برنامه‌های زمان محور، نیازمند وجود مصرف‌کنندگانی فعال و علاقه‌مند است که با کم‌کردن مصرف خود در زمان‌های اوج بار (تعرفه قیمت برق بالا) و انتقال مصرف خود به ساعات کم باری به برنامه‌های DR پاسخ دهند.

برای بررسی کردن این رفتار باید شرایط زیر را در نظر بگیریم؛ که با زیاد شدن تعرفه قیمت برق در یک بازه زمانی،‌ مشتریان دو واکنش را بروز خواهند داد[15]:

  • بخشی از بار، قابل انتقال نیست و مشترکین فقط می‌توانند در آن بازه زمانی مصرف خود را کاهش دهند. به این بخش از بار، بارهای غیرقابل انتقال[10]می‌گوییم. بارهای روشنایی، تهویه مطبوع و سیستم‌های صوتی و تصویری از این دسته بارها هستند.
  • بخش دیگری از بار این قابلیت را دارد که به بازه‌های زمانی دیگری از شبانه روز منتقل شوند که به این بخش از بار، بارهای قابل انتقال[11] می‌گوییم. بارهایی نظیر ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی از این دسته بارها هستند. البته در ادامه در جدولی که برای مطالعه موردی در نظر گرفته شده است دسته سومی از بارها هستند که اگرچه زیر مجموعه بارهای قابل انتقال هستند اما انرژی مصرفی آنها هم می‌تواند متغیر باشد و با تامین نیاز شارژ روزانه، دستگاه آماده به کار می‌شود. برای مثال بعضی از دستگاه‌های شارژی دارای شارژهای هوشمندی هستند که می‌توانند در یک بازه انرژیمتغیر و مخصوص به خود، انرژی مصرف کنند و لذا با مدیرت مصرف انرژی می‌توان آنها را به گونه‌ای برنامه‌ریزی کرد که در ساعات اوج بار انرژی کمتری مصرف کنند و در زمانی که تعرفه قیمت برق پایین است انرژی بیشتری مصرف کنند. برای مثال دستگاه‌های نقلیه الکتریکی شخصی (PEVs) از جمله این بارهای خانگی محسوب می‌شوند.

واکنش اول از طرف مشترکین، مستلزم کم کردن مصرف و در نتیجه فدا کردن بخشی از رفاه اجتماعی از طرف مصرف‌کنندگان است و واکنش دوم نیز مستلزم انجام کارهای روزمره در زمانهای غیرمطلوب و در نتیجه از دست رفتن بخش دیگری از رفاه اجتماعی توسط مردم است. پس به عبارتی پاسخ به برنامه‌های زمان‌محور توسط مردم، با از دست رفتن بخشی از رفاه اجتماعی همراه خواهد بود که باعث کمتر شدن همراهی مشترکین با برنامه‌های زمان‌محور DR خواهد شد چرا که مشترکین نمی‌خواهند به سادگی بخشی از رفاه خود را از دست بدهند.

مقایساتی بین این پژوهش و پژوهش‌های انجام شده

در راستای تحقیقاتی مرتبط با مدیریت مصرف انرژی در اروپا، اهدافی از قبیل اختصاص 20% از سهم تولید انرژی الکتریکی از ژنراتورهای تجدیدپذیر و 20% صرفه جویی در انرژی الکتریکی، در نظر گرفته شده‌اند تا در سال 2020 محقق شوند[16]. در[3] از تکنیک بهینه‌سازی محدب برای برنامه‌ریزی انرژی مصرفی هر کدام از دستگاه‌های خانگی استفاده شده است که در آن هم روش‌های متمرکز بهینه‌سازی بر مبنای برنامه‌ریزی خطی و هم روش‌های غیرمتمرکز بر پایه تئوری بازی‌ها پیشنهاد شده است. با این حال، چارچوب بهینه‌سازی ارائه شده در[3]، در عمل برای تمامی دستگاه‌های خانگی مناسب نمی‌باشد. دلیل آن اینست که برخی از دستگاه‌های خانگی الگوی انرژی مصرفی ثابتی را دارند به این معنی که وقتی این دستگاه روشن می‌شود تا زمانی که کار خود را به اتمام برساند، بر اساس الگوی انرژی مصرفی خود انرژی مصرف می‌کند. در این مورد، ما می‌توانیم فقط زمان شروع به کار دستگاه‌ را بهینه کنیم و انرژی مصرفی آن دستگاه‌ در حین عملیات تحت بهینه‌سازی قرار نمی‌گیرد و بنابراین پارامتر بهینه‌سازی محسوب نمی‌شود. در این پژوهش، ما مایل به معرفی ویژگی‌ای هستیم که در آن برخی از دستگاه‌های خانگی مشخص مانند ماشین لباسشویی یا ماشین ظرفشویی برای بهترین زمان شروع به کار برنامه‌ریزی می‌شوند و باید به آنها اجازه داده شود تا بدون وقفه براساس الگوی انرژی مصرفی خود، عملیاتشان را به پایان برسانند.

  1. Power Balance
  2. Renewable Electricity Generation
  3. PEVs: Personal Electrical Vehicles
  4. Smart Grid (SG)
  5. Information and Communication Technology (ICT)
  6. Load Management
  7. Demand Response Techniues (DR)
  8. Time Based Rates
  9. Demand Side Management (DSM)

 

 

  1. Non Shiftable Loads (NS)
  2. Time Shiftable Loads (TS)

1- http://www.nationmaster.com/country/ir-iran/ene-energy

2- http://www.tradingeconomics.com/iran/fossil-fuel-energy-consumption-percent-of-total-wb-data.html

  1. Web Base

 

تعداد صفحه :118

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید