برنامه ریزی بلند مدت هاب انرژی باهدف طراحی بهینه ساختاری آن

به بیانی ساده، هاب انرژی واحدی است که حامل‏های انرژی گوناگون مانند الکتریسیته و گاز طبیعی را در ورودی خود دریافت نموده و پس از انجام تبدیل و یا ذخیره‏سازی انرژی، حامل‏های انرژی مورد نیاز در بارهای خروجی خود مانند الکتریسیته، گرمایش و یا سرمایش را تحویل می‏دهد. به دلیل خصوصیات منحصر به فرد هاب‏های انرژی، این واحدها اخیرا مورد توجه بسیاری از کشورهای صنعتی به منظور تامین به صرفه و مطمئن انرژی‏های مورد نیازشان واقع شده است. از آنجا که در فضاهای چندحاملی، تامین بهینه و مطمئن بارهای مورد نیاز علاوه بر نحوه بهره‏برداری از هاب انرژی به عناصر و ساختار درون هاب نیز بستگی دارد لذا به منظور ارائه روشی کامل برای تامین بهینه و مطمئن بارهای گوناگون بایستی تعیین ساختار و نحوه بهره‏برداری از هاب به طور همزمان مورد بهینه‏سازی قرار بگیرند. در این پایان‏نامه، هدف اصلی ارائه مدلی برای برنامه ریزی بلند مدت در فضاهای چندحاملی با استفاده از هاب‏های انرژی می‏باشد. این مدل بایستی ساختار هاب مورد نظر به صورت بهینه تعیین شده باشد لذا مدل ارائه شده به طور کلی به بهینه‏سازی ساختار هاب می‏پردازد. نکته‏ای که مطالعات این پایان‏نامه را از کارهای پیشین متمایز می‏کند، وارد نمودن بحث بهینه سازی همزمان ساختار بلند مدت به همراه بهره برداری هفته ای و تعمیرات با دیدگاه انرژی محور، هاب انرژی می‏باشد. در این پایان نامه با استفاده از مفهوم هاب انرژی به بهره‏برداری کوتاه‏مدت در فضای چند حاملی (گاز و برق و حرارت) پرداخته شد. هاب مورد نظر موظف به تامین بارهای الکتریکی و حرارتی خود در پایین دست (یک شبکه میکرو) بوده در حالیکه در ورودی خود برق و گاز طبیعی را از بالادست دریافت نموده است. در این راستا ایده‏هایی همچون جایگزین نمودن دیدگاه انرژی به جای توان، هموار نمودن منحنی توان الکتریکی و گاز ورودی به هاب، استفاده از عناصر ذخیره‏ساز الکتریکی و حرارتی در ساختار هاب به منظور رفتار بهتر آن در تامین بارهای مورد نیاز مشترکین و همچنین مدلسازی بارهای قابل قطع و جابجای‏پذیر به منظور هموارتر نمودن منحنی توان ورودی به هاب مورد بررسی و شبیه‏سازی قرار گرفتند. نتایج حاصله به خوبی نشان‏دهنده دستیابی به اهداف مورد نظر بوده به گونه‏ای که منحنی توان الکتریکی ورودی به هاب به شکل بسیار مناسبی به حالت هموار نزدیک شده و در این راستا ذخیره‏سازی‏های انرژی و همچنین بارهای قابل‏قطع و جابجایی‏پذیر به خوبی مورد استفاده قرار گرفته‏اند. سود بهره‏بردار هاب نیز از این خرید و فروش انرژی به حداکثر ممکن خود رسیده است. واضح است که دستیابی به هدف "دریافت بسته انرژی معین با منحنی توان ورودی هموار جهت بهره‏برداری کوتاه‏مدت (روز تا هفته)" می‏تواند تحولی در برنامه‏ریزی‏های توسعه تولید و تعمیر و نگهداری سیستم قدرت در بلند مدت ایجاد نماید. در بخش های بعدی برنامه ریزی بلند مدت برای نیروگاهها با دید انرژی محور مطرح و بررسی گردیده و سپس عناصر هاب مورد نظر برای بهینه سازی ، مدلسازی شده است و سپس نتایج بهینه سازی برای یک هاب نمونه پیشنهادی اورده شده و سپس نتایج بهینه سازی هاب عملی پتروشیمی پارس جنوبی نیز ذکر گردیده و در چند حالت با یکدیگر مقایسه گردیده است.