پایان نامه برق قدرت:ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه توزیع متصل به تولیدات پراکنده بادی با بررسی اثر آب و هوا

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش قدرت

با عنوان :ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه توزیع متصل به تولیدات پراکنده بادی با بررسی اثر آب و هوا

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شودعنـوان: ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه توزیع متصل به تولیدات پراکنده بادی با بررسی اثر آب و هوااستـاد راهنمـا: جنـاب آقای دکتـر جواد روحـیاستـاد مشاور: جناب آقای دکتـر جعفـر عبـادی   بهار   1392تکه هایی از متن به عنوان نمونه :چکیـدهبه دلیل گستردگی و نیز پیچیدگی شبکه های توزیع ، احتمال بروز حادثه در آن ها بسیار زیاد است که بروز حادثه می تواند مشترکین زیـادی را تحـت تاثیر خـود قرار دهـد. بنابراین قابلیت اطمینان یکی از پارامترهای کلیدی مشخص کننده ی میزان موفقیت سیستم در ارائه برق به مصرف کنندگان است. لذا بررسـی و تحلـیل قابـلیت اطمیـنان شـبکه توزیـع از اهمیـت خاصـی برخـوردار است.این کار بر آن است که با روش شبیه سازی ترتیبی مونت کارلو و با استفاده از نرم افزار MATLAB قابلیت اطمینان شبکه توزیع واقع در منطقه جنوبی شهرستان مشهد به نام شهر بینالود را با حضور نیروگاه بادی بینالود و با در نظر گرفتن شرایط جوی، مورد ارزیابی قرار دهد و این پیش فرض ها را مد نظر قرار می دهد که قابلیت اعتماد شبکه توزیع در حضور نیروگاه بادی افزایش می یابد و همچنین در نظر گرفتن شرایط جوی منجر به کاهش شاخص های قابلیت اطمینان می گردد.کلمات کلیدی:قابلیت اطمینان- نیروگاه بادی بینالود- شرایط جوی- شبیه سازی مونت کارلو  فهـرسـت مطالبفصل اول:تولید پراکنده و قابلیت اطمینان در سیستم قدرت1-1 ویژگی های اصلی منابع پراکنده...........................................................................................................11                 1-1-1 مشخصات منابع پراکنده.................................................................................................................11                   2-1-1 مزایای بکارگیری منابع پراکنده......................................................................................................11                  3-1-1 مشکلات بکارگیری منابع پراکنده.................................................................................................12               2-1 تعریف قابلیت اطمینان......................................................................................................................12                3-1 مطالعات و اهداف............................................................................................................................13                 4-1 روش های ارزیابی...........................................................................................................................14             5-1 مدل سازی اثر تولید پراکنده روی قابلیت اطمینان...........................................................................156-1 در نظر گرفتن امکان عدم دسترسی به واحد های تولید پراکنده.....................................................17             7-1 مقایسه قابلیت اطمینان بین دو محیط سنتی و تجدید ساختار شده.............................................18فصل دوم:مفاهیم و ساختار توربین بادی                                                                                 1-2 کلیات و مفاهیم انرژی باد..............................................................................................................22               1-1-2 منشا انرژی باد.........................................................................................................................22               2-1-2 پیش بینی پذیری....................................................................................................................22               3-1-2 استفاده از زمین......................................................................................................................23             4-1-2 توزیع سرعت باد....................................................................................................................23
5-1-2 ضریب ظرفیت................................................................................................................. 23
 6-1-2 محدودیت های ادواری و نفوذ.............................................................................................24            7-1-2 آثار زیست محیطی..................................................................................................................24         8-1-2 جاگذاری توربین.....................................................................................................................25            9-1-2 اندازه گیری سرعت باد............................................................................................................25         10-1-2 تغییرات سرعت باد...............................................................................................................25         11-1-2 انواع باد ها............................................................................................................................26           2-2 انواع توربین بادی از لحاظ ظرفیت...............................................................................................27         3-2 برق بادی در مقیاس های کوچک.................................................................................................274-2 نیروگاه بادی ...................................................................................................................285-2 انواع توربین بادی..............................................................................................................296-2 اجزای توربین بادی .........................................................................................................317-2 نواحی کاری توربین بادی................................................................................................338-2 اصول عملکرد توربین بادی ............................................................................................349-2 بهره برداری از برق بادی ................................................................................................3810-2 استاندارد ها و تاییدیه های مربوط به توربین های بادی....................................................391-10-2 تاییدیه فنی ............................................................................................................40                        2-10-2 تاییدیه نوع .............................................................................................................41              3-10-2 استاندارد های توربین های بادی ....................................................................................41            فصل سوم: تاثیر شرایط آب و هوایی بر قابلیت اطمینان                                                                   1-3 اثر آب و هوا بر قابلیت اطمینان ............................................................................................45           2-3 مدل ترکیب کننده ..................................................................................................................46            3-3 محاسبه احتمال تولید انرژی الکتریکی توربین بادی ...............................................................47             4-3 تغییرات سرعت باد و توان خروجی در فصول مختلف ..........................................................49              5-3 روش شبیه سازی ...................................................................................................................50فصل چهارم: ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم مورد مطالعه                                                                    1-4 نیروگاه بینالود...................................................................................................................53                   2-4 سیستم مورد مطالعه.................................................................................................................53             3-4 ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان........................................................................................55             1-3-4 ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان بدون در نظر گرفتن تولید پراکنده و اثر آب و هوا......56            2-3-4 ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان با در نظر گرفتن تولید پراکنده و عدم اثر آب وهوا......56           3-3-4 ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان با در نظر گرفتن تولید پراکنده و اثر آب وهوا...............57      4-3-4 مقایسه حالت های ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان.........................................................57فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات                                                                                       1-5 نتیجه گیری .................................................................................................................................612-5 پیشنهادات ...........................................................................................................................62            منابع و ماخذ..........................................................................................................................................63             فهرست اشکال، نمودارها و جداولشکل(1-1): فیدر توزیع نمونه به همراه یک واحد تولید پراکنده....................................................................17                                                      شکل (2-1): نمایش انواع نیروهای تولید شده توسط باد ها............................................................................27                   شکل(2-2):توربین بادی با محور چرخش عمودی........................................................................................30                   شکل(2-3):توربین بادی با محور چرخش افقی.............................................................................................31               شکل(2-4): اجزای تشکیل دهنده توربین بادی................................................................................................34               شکل(2-5): نمایش کارکرد توربین بادی با توجه به سرعت باد.......................................................................35                 شکل(2-6): نحوه عملکرد توربین بادی...........................................................................................................36             جدول(2-1): رتبه بندی 10 کشور برتر تولید کننده انرژی باد تا سال2011..................................................40شکل(3-1): نرخ خرابی یک جزء در یک دوره تناوب با در نظر گرفتن شرایط جوی....................................46     شکل(3-2) ضریب ساعتی زمان تعمیر در طول یک روز................................................................................48      جدول(3-1): COPT یک توربین 660 کیلو واتی در منطقه منجیل...............................................................49                    شکل(3-3):احتمال خروج از ظرفیت یک توربین بادی 660 کیلو واتی در منجیل........................................49                 جدول(3-2): مقادیر محاسبه شده متوسط سرعت باد برای فصول مختلف....................................................50                 شکل (3-4): احتمال سرعت باد در فصول پاییز،تابستان و سالانه در منطقه منجیل.......................................50              شکل (3-5): احتمال خروج از ظرفیت توربین بادی 660 در فصول پاییز،تابستان و سالانه در منجیل.........51            جدول(4-1): مقادیر محاسبه شده متوسط سرعت باد برای فصول مختلف...................................................54جدول(4-2): شبکه توزیع فشار متوسط در منطقه بینالود...............................................................................55                     جدول(4-3): اطلاعات فیدر های سیستم مورد مطالعه..................................................................................55              جدول(4-4): شاخص های قابلیت اطمینان سیستم بدون در نظر DG..........................................................57             جدول(4-5): شاخص های قابلیت اطمینان سیستم با در نظر DG................................................................58             جدول(4-6): شاخص های قابلیت اطمینان سیستم با در نظر DG و تاثیر آب و هوا....................................58           جدول(4-7): مقایسه شاخص های قابلیت اطمینان سیستم با در نظر گرفتن DG وتاثیر آب و هوا............59           شکل(4-1): مقایسه شاخص SAIFI در سه حالت.......................................................................................60شکل(4-2): مقایسه شاخص SAIDI در سه حالت.......................................................................................60شکل(4-3): مقایسه شاخص CAIDI در سه حالت......................................................................................61      پیشگفتاراواخر قرن18 میلادی با دستیابی انسان به منابع زغال سنگ و بهره برداری از معادن ، که مقدمه ای برای آغاز انقلاب صنعتی بود، فن آوری های جدیدی پا به عرصه وجود گذاشتند وانسان توانست با استفاده از انرژی های فسیلی، شرایط لازم را برای توسعه صنعت وبهره برداری بهتر از انرژی بدست آورده و به موفقیت های چشمگیری دست یابد. از چند دهه گذشته بخش عمده ای از توان مورد نیاز جهان از منابع فسیلی مانند نفت وگاز و انرژی هسته ای تامین می گردد و پس از تحریم نفتی درسال 1973 میلادی، به طور وسیعی به منابع انرژی تجدید پذیر به عنوان منابع تامین کننده نیاز انرژی جوامع ، پرداخته شد]1[.بعلاوه مشکلات استفاده از انرژی های فسیلی آسیب رساندن آنها به محیط زیست ومحدود بودن و پایان پذیر بودن منابع فسیلی می باشد. منابع انرژی تجدید پذیر از قبیل انرژی های خورشیدی وبادی، پاک، تجدید پذیر در دسترس و دوستدار محیط زیست هستند. تولیدات پراکنده یک انتخاب عالی برای تأمین تغذیه قدرت سیستم مجزای کوچک و هم چـنین روستاها و مناطق دور دسـتی کـه طبـق قاعده شبکه نمی تواند از لحاظ تـکنیکی و اقتصادی برق آن ناحیه را تأمین کند می باشد. اما مقدار انرژی در دسترس از این منابع به عوامل زیر بستگی دارد :
  • موقعیت جغرافیایی
  • نوع زمین
  • ارتفاع
  • شرایط آب و هوایی
بنابراین تأمین انرژی الکتریکی توسط این نوع منابع با نوسان همراه خواهد بود .اما باد به عنوان یکی از قدیمی ترین منابع انرژی از دیرباز مورد توجه انسان بوده است. سابقه استفاده از باد به عنوان منبع انرژی به حدود هزار سال قبل در ایران می رسد. اولین توربین بادی با محور افقی در سال های645 بعد از میلاد در ایران استفاده می شده و یک نمونه کامل دستگاه مبدل انرژی باد به شمار می­رفته است و تا قرن 12 میلادی یعنی تا زمان ظهور آسیاب­های بادی در هلند و فرانسه و انگلستان بدون تغییر به کار خود ادامه داده است ]2[.نیروگاه­های بادی از محسنات زیادی نسبت به نیروگاه­های معمول، برخوردار می باشند، که از آن جمله رایگان، تمام نشدنی و تجدیدپذیر بودن انرژی باد، عدم آلایندگی محیط زیست، ارزان تر بودن آن نسبت به نیروگاه­های اتمی و دیزلی و خالی از خطر بودن آن را می توان ذکر کرد]3[.در این پایان نامه با روش شبیه سازی ترتیبی مونت کارلو و با استفاده از نرم افزار MATLAB قابلیت اطمینان شبکه توزیع شهر بینالود در پنج فصل بشرح زیر ارائه می گردد:فصل اول تولید پراکنده و قابلیت اطمینان سیستم قدرت را بررسی می کند و بدین منظور ابتدا ویژگی های تولید پراکنده و سپس تعریف قابلیت اطمینان و در ادامه روش های ارزیابی آن بیان می گردد.فصل دوم ساختار توربین­های بادی را توضیح می دهد و در ابتدا به بیان کلیات و مفاهیم انرژی باد می پردازد و سپس اجزای توربین­های بادی، استانداردها و تاییدیه های مربوط به توربین­ها را به بحث می گذارد.فصل سوم، تاثیر شرایط آب و هوایی بر قابلیت اطمینان را بررسی می کند و بدین منظور در ابتدا به نحوه عملکرد توربین بادی می پردازد و در ادامه تاثیرات آب و هوا بر نرخ خرابی و زمان تعمیرقطعات را بررسی می کند وبه صورت جدول تغییرات سرعت باد را در فصول مختلف سال نمایش می دهد.در فصل چهارم سیستم مورد مطالعه ارزیابی می گردد و شاخص­های قابلیت اطمینان در سه حالت:1-عدم حضور DG[1] وعدم تاثیر شرایط جوی 2- با وجود DG و عدم تاثیر آب وهوا 3- با وجود DG و با تاثیر شرایط جوی مطالعه و ارزیابی می گیرند.فصل پنجم شامل نتیجه گیری و پیشنهادات می شود.       فصل اولتولید پراکنده وقابلیت اطمینان در سیستم قدرت                       تولید پراکنده معمولاً به واحدهای تولیدی گفته می شود که از فرمان دیسپاچینگ خارج اند ودر قبال تولید انرژی پول دریافت می کنند.معمولا ظرفیت های پایین دارند ولی ضرورتا این طور نیست. تکنولوژی های مختلفی از جمله سلول های خورشیدی، توربین های بادی، پیل های سوختی، توربین های گازی کوچک و ... در واحدهای تولید پراکنده مورد استفاده قرارمی گیرد،تجدید پذیر بودن جز ذات آن نیست. به عنوان مثال کارخانجاتی که منبع تولید انرژی دیزل دارند ولی چون کنتور یکطرفه دارند و برای انتقال برق به شبکه پول دریافت نمی کنند تولید پراکنده نیستند. با توجه به ایجاد رقابت و تجدید ساختار در سیستم های قدرت انتظار می رود واحدهای تولیدی کوچک (تولید پراکنده) نقش فزاینده ای در آینده ی این سیستم ها داشته باشند [5].عوامل محرک فراوانی باعث افزایش تمایل به بکارگیری سیستم های تولید پراکنده شده است . به طور کلی این عوامل را می توان در پنج گروه به شرح زیر تقسیم بندی نمود [6].
  • پیشرفت های صنعتی چشم گیر در ساخت و بکارگیری تکنولوژی های مرتبط
  • محدودیت های موجود در احداث خطوط انتقال نیرو
  • ورود بحث بازار برق و مسائل مرتبط با آن در سیستم قدرت
  • افزایش تقاضای مشترکین برای سرویس با قابلیت اطمینان بالا
  • حساسیت بالا در خصوص آلودگی های محیط زیست
 1-1 ویژگی های اصلی منابع پراکندهتولیدات پراکنده دارای ویژگی هایی می باشند که در ذیل مورد بررسی قرار می گیرند [7].1-1-1 مشخصات منابع پراکنده1-ظرفیت کم2- پراکندگی از نظرجغرافیایی3 - تجدید پذیربودن منبع اصلی4- غیر متمرکز بودن بهره برداری ازآنها 2-1-1مزایای بکارگیری منابع پراکنده   1-کمک به ژنراتورهای اصلی در بار پیک2-کاهش نیاز وجود ژنراتورهای رزرو3-افزایش ظرفیت شبکه در مدت کمتر با هزینه کمتر6-افزا یش قابلیت اطمینان7-کاهش قطعی برق برای مصرف کنندگان حساس8-بهبود کیفیت برق برای مصرف کنندگان حساس9-استفاده مفید تر از سوخت10-کاهش هزینه سرویس انتقال11-مطرح شدن مفهوم میکروگریدتمامی مزایای گفته شده مزایای بالقوه هستند.برای رسیدن به منافع بالفعل DG باید:
  • قابل اطمینان
  • قابلیت دیسپاچینگ[2]
  • در مکان درست نصب گردد
3-1-1 مشکلات بکار گیری منابع پراکنده1-فلیکر ولتاژ(ولتاژ در محدوده 2تا 25 هرتز تغییر میکند و بدترین حالت در فرکانس 18 هرتز است)2-تغییرات پله ای در خروجیDG3-تغییرات شدید نور خورشید یا باد4-رفتار دینامیکی ماشین ها و عمل متقابل آن ها با رگولاتور ولتاژ5-تولید هارمونیک6-تغییر جریان های اتصال کوتاه. 2-1 تعریف قابلیت اطمینانمنظور از قابلیت اطمینان ، احتمال عملکرد صحیح ، مطلوب و مطابق با معیارهای معین یک عنصر و یا یک سیستم در یک شرایط کار و یک مدت زمان مشخص می باشد .به عبارت دیگر قابلیت اطمینان در دو عبارت کفایت و امنیت تعریف می شود که کفایت ،معیار اندازه گیری توانایی سیستم در پاسخگویی به بار و امنیت ،توانایی سیستم در رویارویی با حوادث می باشد.در دیدگاه سنتی،کفایت یک بررسی احتمالی از توانایی تولید و امنیت یک لیست قطعی از حوادث ناسازگار است که از معیارهای طراحی بشمار می روند.در محیط تجدید ساختار شده،تولید کافی با در نظر گرفتن نرخ خروج واحدها و ظرفیت رزرو برای پاسخگویی به بار باید وجود داشته باشد ولی کفایت نمی تواند این مساله را در نظر بگیرد که تولید معینی به بار معینی اختصاص یابد.با این حال تا جایی که به تولید مربوط است مشکل خاصی وجود ندارد و مشکل اصلی مربوط به سیستم انتقال است.واحدهای تولید پراکنده با توجه به مشخصات و شرایط بهره برداری می توانند تأثیرات مثبت قابل توجهی را روی شبکه های توزیع بوجود آورند . از مهمترین این اثرات که بیش از بقیه شرکت های توزیع را در نصب و راه اندازی این واحدها تحریک می نماید، بهبود قابلیت اطمینان سیستم است . تاکنون مطالعات متعددی در زمینه ی ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع انرژی الکتریکی ارائه و مطرح شده که در تمامی آن مطالعات ، راهکارهایی جهت محاسبه ی شاخص های قابلیت اطمینان در شبکه ارائه شده است [8].با توجه به این موضوع یکی از نیازمندی های اساسی در طراحی و امکان سنجی استفاده از واحدهای تولید پراکنده درشبکه های توزیع، بهره گیری از روش های مناسب در ارزیابی تأثیر این واحدها روی قابلیت اطمینان سیستم است.[1] :Distribution Generation[2] :Dispaching***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 و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :65
قیمت : چهارده هزار تومان

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

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        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.

--  -- --

 

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

2 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.