23433

ELE2 449

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- سيستم هاي قدرت

مركز آموزش عالي شهرضا

شهريورماه 1402

103 ص.

رضا انصاري

مصطفي كاظمي

نيرزگاههاي‌برق‌آبي , سوخت فسيلي و گازي , برنامه ريزي ميان‌مدت و هماهنگ , منابع ذخيره گاز , مبدل توان به گاز , آلاينده زيست محيطي , عامل جريمه قيمت

نصب روز افزون نيروگاههاي گاز‌سوز (گاز طبيعي) ، ادغام شبكه‌هاي گاز طبيعي و برق آبي و فسيلي را افزايش داده است. بهره‌برداري بهينه از اين شبكه‌ها نياز به بررسي تعاملات بين اين شبكه‌ها و بهينه‌سازي مديريت منابع انرژي از منظر برنامه‌ريزي متمركز را ايجاد كرده است. ذغال سنگ فراوان‌ترين سوخت فسيلي در كره زمين است، و به طور گسترده‌اي به عنوان منبع انرژي در نيروگاه‌هاي حرارتي استفاده مي‌شود، همچنينيك سوخت نسبتاً ارزان است و بيش از مقدار معادل نفت يا گاز طبيعي، گاز گلخانه‌اي و آلودگي توليد مي‌كند. در مقابل نيروگاه برق‌آبي نياز به سوخت ندارند و به لحاظ حفظ محيط زيست و ذخاير آبي،ياري‌رسان هستند. نيروگاه‌هاي گازي نيز بيشترين انرژي را در جهان بعد از نيروگاه‌هاي برق آبي و سوخت فسيلي تامين مي‌كنند. از سوي ديگرهاب‌هاي چند انرژي با ابزاري مانند مبدل‌هاي توان به گاز (P2G) كه در اختيار دارند قابليت تبديل اقسام حامل‌هاي انرژي به يكديگر را دارا هستند و نقطه تلاقي شبكه‌هاي توزيع برق، آب و گاز به حساب مي‌آيند.انتشار گازهاي گلخانه‌اي در نيروگاههاي سوخت فسيلي نسبت به نيروگاه‌هاي گازي خيلي بيشتر است. انتشارات اصلي از احتراق زغال سنگ عبارتند از دي‌اكسيد گوگرد (SO2)، اكسيدهاي نيتروژن (NOx)، ذرات، دي‌اكسيد كربن (CO2) با افزايش توليد برق و استفاده زياد از زغال سنگ به طور قابل توجهي افزايشيافته است. انتشار گازهاي گلخانه‌اي در نيروگاههاي گازي هم وجود دارد. اما در اين نيروگاه‌ها، انتشار گازهاي گلخانه‌اي به مراتب كمتر از سوخت فسيلي بوده و جهت توليد برق در ارجحيت مي‌باشند. در مقابل توليد برق در نيروگاههاي گاز طبيعي سوز نيز در ماه¬هاي سرد سال با محدوديتهايي مواجه مي¬شود، در نتيجه مصرف سوخت فسيلي و به دنبال آن انتشار گازهاي گلخانه به شدت افزايش مي‌يابد كه با توجه به سردي هوا مشكلات بسيار زيادي براي محيط زيست فراهم مي‌نمايد.در اين پاياننامه يك استراتژي بهينه براي بهره¬بردارييكپارچه و هماهنگ از شبكه آب و گاز و برق در بازه زمانييك سال با توجه به محدوديتهاي هر سه شبكه پيشنهاد مي¬گردد. ترم اول تابع هدف مدل پيشنهاد شده در اين پاياننامه، حداقل¬كردن هزينه بهره¬برداري و توليد در هر سه شبكه آب، برق و گاز طبيعي مورد نظر مي‌باشد و در ترم دوم تابع هدف، جهت به حداقل رساندن آلودگي‌هاي زيست محيطي ناشي از احتراق زغال سنگ و گاز طبيعي در ماه‌هاي مختلف سال مد نظر قرار گرفته است. مدل پيشنهادي با استفاده از يك روش عامل جريمه قيمت سعي دارد آلاينده‌هاي محيط زيست را در طول ماه‌هاي سرد سال در كنار برآورده كردن بار مصرفي شبكه الكتريكي و گازي كاهش دهد. از آنجايي كه بر خلاف انرژي الكتريكي كه ذخيرهسازي در مقياس بزرگ هنوز از نظر فنييا اقتصادي امكان پذير نيست، گاز طبيعي را مي توان براي مصرف در ماه¬هاي مختلف سال ذخيره نمود. استفاده از منابع ذخيره گاز طبيعي در كنار مبدل‌هاي توان به گاز (P2G) رسيدن به اهداف فوق را در مدل پيشنهادي تسهيل كرده است. با تست استراتژي پيشنهادي بر روييك سيستم مختلط از شبكه الكتريكي، آبي و گازي كارايي مدل پيشنهادي نشان داده شده است.

1403/02/12

همدم نوروزي

Hydroelectric power plants , fossil and gas fuel , medium-term and coordinated planning , gas storage resources , power to gas converter , environmental pollutant , price penalty factor

Medium-term and coordinated planning of hydropower, gas and fossil fuel power plants with the presence of storage resources to reduce environmental pollutants

مهندسي برق

The increasing installation of gas-burning (natural gas) power plants1 has increased the integration of natural gas and hydropower2 and fossil networks. Optimum exploitation of these networks has created the need to investigate the interactions between these networks and optimize the management of energy resources from the perspective of centralized planning. Coal is the most abundant fossil fuel on the planet, and is widely used as an energy source in thermal power plants. It is also a relatively cheap fuel and produces more than the equivalent amount of oil or natural gas. he does. On the other hand, hydroelectric power plants do not need fuel and help to preserve the environment and water resources. Gas power plants also supply the most energy in the world after hydroelectric power plants and fossil fuels. On the other hand, multi-energy hubs with tools such as power to gas converters (P to G) that have the ability to convert different types of energy carriers to each other and are considered the meeting point of electricity, water and gas distribution networks. Greenhouse gas emissions in fossil fuel power plants are much higher than gas power plants. The main emissions from coal combustion are sulfur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), particulate matter, and carbon dioxide (CO2). There are also greenhouse gas emissions in gas power plants. But in these power plants, the emission of greenhouse gases is far less than fossil fuel and they are preferred for electricity production. On the other hand, electricity production in natural gas-burning power plants also faces limitations in the cold months of the year, as a result of which the consumption of fossil fuels and the emission of greenhouse gases increase sharply, which, due to the cold weather, causes many problems for the environment provides. In this thesis, an optimal strategy for the integrated and coordinated operation of the water, gas and electricity network is proposed within a period of one year, considering the limitations of all three networks. In the first term, the objective function of the model proposed in this thesis is to minimize the cost of operation and production in all three networks of water, electricity and natural gas, and in the second term, the objective function is to minimize environmental pollution caused by Combustion of coal and natural gas is considered in different months of the year. The proposed model, using a max/max Price Penalty Factor, (PPF) method, tries to reduce environmental pollutants during the cold months of the year, along with reducing the consumption load of the electric and gas network. Since, unlike electric energy, where large-scale storage is not yet technically or economically possible, natural gas can be stored for consumption in different months of the year. The use of natural gas storage resources along with power to gas converters (P to G) has facilitated the achievement of the above goals in the proposed model. By testing the proposed strategy on a mixed system of electric, water and gas networks, the efficiency of the proposed model has been shown.

5

31379