طراحی و بهره برداری بهینه سیستم های تولید حرارت، سرما و الکتریسیته در مناطق مسکونی و تجاری

با تجدید ساختار در صنعت برق تولیدات پراکنده جایگاه ویژه ای یافته اند. در این بین سیستم های تولید هم زمان به دلیل بازده بالا، بیش از سایرین مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف اصلی این تحقیق تعیین بهینه ظرفیت و برنامه کاری یک موتور گازسوز/توربین گاز در طول ساعات شبانه روز برای تأمین برق و حرارت یک مجتمع مسکونی/پاساژ است. همچنین بر اساس نصب این سیستم در مجتمع مسکونی/پاساژ، ظرفیت و برنامه کاری بویلر های کمکی نیز بهینه می شوند. در این تحقیق سعی شده است روابط مناسبی برای توصیف درآمدها و هزینه ها و قیود موجود در طرح با کمترین ساده سازی ارائه شود. تابع هدف مسئله بر اساس بیشینه کردن ارزش فعلی خالص طرح از دید مالک نیروگاه در یک بازه زمانی بلند مدت تعریف شده است. در پایان، مسئله برای یک مجتمع مسکونی با توجه به قوانین موجود در ایران حل شده است. برای بیشینه سازی از نرم افزار gams استفاده شده است. سپس کارایی طرح در سناریوهای مختلفی با توجه به تغییرات قیمت سوخت، قیمت خرید برق از شبکه و قیمت فروش برق به شبکه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد تغییر این پارامترها تاثیر زیادی در کارایی طرح دارند. سیستم های تولید پراکنده با هدف بهینه سازی در مصرف انرژی، کاهش اتلافات ناشی از انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در شبکه و نیز کاهش آلودگی های ناشی از احتراق سوخت های فسیلی در نیروگاه های بزرگ، به کار گرفته می شوند. تولید انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ و انتقال آن به مصرف کنندگان تلفات زیادی به همراه دارد. از طرف دیگر نیروگاه های بزرگ تولید برق به دلیل ظرفیت و حجم تولید زیاد علاوه بر داشتن هزینه های زیاد در سرمایه گذاری، نصب و راه اندازی و نیز تعمیر و نگهداری، غالبا از راندمان الکتریکی پایینی برخوردار بوده و علاوه بر افزایش مصرف سوخت موجب افزایش آلاینده های زیست محیطی می گردند. مجموعه این عوامل و عواملی مانند قابلیت اطمینان بیشتر، تجدید ساختار در صنعت برق و... کشورهای جهان را به سمت استفاده از تولیدات پراکنده سوق داده است. در این میان استفاده از سیستم های تولید پراکنده هم زمان با راندمان کلی 70 تا 90 درصد یکی از راهکارهای موثر در بهینه سازی مصرف انرژی است. اما در صورتیکه پارامترهای لازم آن (ظرفیت، برنامه کاری، مکان و...) به صورت دقیق انتخاب نشوند ممکن است کارایی طرح کاهش پیدا کند. بر این اساس دیدگاه های مختلفی برای تعیین پارامترهای واحدهای تولید هم زمان ارائه شده است. توابع هدف از دید شبکه، کارخانه دار و سرمایه گذار تعریف و با روش های گوناگونی مورد بررسی قرار گرفته اند.