برنامه ریزی تولید توان الکتریکی و حرارتی در یک ریزشبکه صنعتی

ریزشبکه های صنعتی متداول شامل کارخانه ها با منابع تولید پراکنده و بارهای الکتریکی می باشند که بر سیستم های تولید همزمان توان و حرارت تکیه دارند. این در حالی است که انتظار می رود ریزشبکه های صنعتی توسعه یافته شامل منابع تولید پراکنده تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه باشند. این پایان نامه یک روش برنامه ریزی تولید الکتریسیته و حرارت با در نظر گرفتن تولیدکننده های همزمان برق و حرارت، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و وسایل نقلیه الکتریکی را ارائه می کند. روش مدل سازی شده مبتنی بر پخش بار بهینه در طول دوره ی 24 ساعته و شامل قیدهای امنیت پخش بار بهینه، قیدهای کارخانه ها، قید تولید حرارت، قیدهای ذخیره ساز سیستـم های فتوولتائیک و قیـدهای وسایل نقلیه ی الکتریکی می باشد. برای نشـان دادن کارایی روش مدل سازی شده، نتایج شبیه سازی برای یک ریزشبکه صنعتی شامل 18 باس، 12 کارخانه، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و شش دسته از وسایل نقلیه الکتریکی، در دوازده حالت مختلف آنالیز شده اند. سیستم در دو حالت اتصال شبکه و مستقل از آن در نظر گرفته می شود. در این پایان نامه برای حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم هیبرید تکامل تفاضلی- بهینه سازی ازدحام ذرات در نرم افزار متلب استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده ی آن است که استفاده از توان حرارتی تولیدی توسط سیستم های تولید همزمان برق و حرارت می تواند هزینه ی تولید حرارت توسط بویلرها را کاهش دهد که به تبع آن هزینه کلی سیستم نیز کاهش می یابد. همچنین همکاری بین کارخانه ها در تأمین نیازهای الکتریکی و حرارتی یکدیگر باعث کاهش هزینه کلی ریزشبکه می شود. نتایج نشان می دهند که تبادل توان الکتریکی با شبکه بالادست این امکان را به ریزشبکه می دهد تا در ساعاتی که قیمت برق کم است از شبکه بالادست برق خریداری کند و در زمانی های اوج مصرف اقدام به فروش برق و کسب درآمد کند. همچنین دیده می شود که استفاده از ذخیره سازها اثر مثبتی بر برنامه ریزی تولید توان الکتریکی و حرارتی دارد. به این صورت که توان الکتریکی را در ساعاتی که قیمت برق پایین است یا بار کمتری در ریزشبکه وجود دارد در خود ذخیره می کنند و در ساعات اوج مصرف به ریزشبکه تزریق می کنند. زمان تولید بهینه سیستم های فتوولتائیک در طول روز می باشد و اوج مصرف ریزشبکه های صنعتی نیز همین ساعات است. به همین خاطر در نتایج دیده می شود که وجود سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها به کاهش هزینه ریزشبکه کمک زیادی می کند. حضور خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه باعث افزایش بار سیستم و هزینه می شود و ممکن است در برخی ساعات ریزشبکه به تنهایی توان تأمین این بار را نداشته باشد. در نتیجه تبادل الکتریکی با شبکه بالادست، ذخیره سازها، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و یا ترکیبی از آن ها می توانند کمک شایانی به کاهش هزینه کنند.