اثرات تولید پراکنده DG در صنعت برق امروز

جزئیات و دریافت

فرمت فایل:PDF

تعداد صفحه:53

فهرست مطالب :

(به هم ریختگی و نامرتبی متن ها به دلیل فرمت آن ها در سایت میباشد در فایل اصلی مرتب و واضح میباشد)

.....................................................................................فهرست 1
6 . ........................................................................................... 1
فصل اول : ................................................................................. . 6
6 . ............................................................ (DG) مقدمه اي بر تولید پراکنده
1.1 ........................................................................................ . چکیده: 7
1 ........................................................................ . مقدمه: 7 .2
1.3 ....................................................... تعریف منابع تولید پراکنده 8
1 ................................................ . سطح ولتاژ در اتصال شبکه(انتقال/توزیع) 10 .3.1
1 ................................................................ ظرفیت تولید( مگاوات) 11 .3.2
1 ....................................................................... . خدمات عرضه شده: 11 .3.3
1 ....................................................................... تکنولوژي تولید: 11 .3.4
1 ........................................................................ . روش بهره برداري: 12 .3.5
1 ................................................................... منطقه توزیع توان: 12 .3.6
1.4 ......................................................فن آوریهاي مورد استفاده در منابع تولید پراکنده 12
1.4.1 .................................................................. موتورهاي رفت و برگشتی: 13
1.4.2 .................................................................. میکروتوربین: 14
1.4.3 ........................................................................پیل سوختی: 14
1.4.4 .................................................................................... فتوولتائیک: 15
1 .................................................... . توربین هاي بادي کوچک: 15 .4.5
1.4.6 .............................................................. . توربینهاي آبی کوچک: 15
1.4.7 ................................................................ سیستمهاي هیبریدي: 15
1.5 ....................................... ارزیابی اقتصادي فن آور یهاي تولید پراکنده 16
1 ............................................................. . دوره بازگشت سرمایه 16 .5.1
1 ........................................................................... نرخ بازده داخلی 17 .5.2
1 ............ دوره بازگشت سرمایه و نرخ بازده داخلی سرمایه گذاري فن آوري ها 17 .5.3
1 .......................................................تولید پراکنده در جهان 19 .6
22 ........................................................................................ 2
فصل دوم: ............................................................................ 22
مزایاي استفاده از تولید پراکند ه ........................................................... 22
فھرست صفحه 2
2 ................................. . کم کردن هزینه هاي مربوط به تجهیزات قدرت: 23 .1
2 ........................ . تولید پراکنده باعث کاهش تلفات انتقال قدرت میشود: 23 .2
2 ................................. سهولت امکان بازیافت گرما در این نیروگاهها: 24 .3
2 ........................................... . زمان نصب و بهره برداري کوتاه این نیروگاهها: 24 .4
2 تحقق خصوصی سازي واقعی با تبدیل سرمایه گذاران بزرگ به کوچک در سیستمهاي .5
تجدید ساختار شده : ................................................. . 25
2.6 کاهش آلودگی زیست محیطی و صوتی نیروگاههاي بزرگ و کاهش صدمات انسانی به افراد:
26
2.7 آزاد شدن تجهیزات و ظرفیت سیستمهاي انتقال و توزیع اعم از خطوط و پستها و کاهش
هزینه ها: ...................................................................... . 27
2 ........................................ استفاده از منابع تجدیدپذیر در تولید پراکنده: 27 .8
2 .............................................. . امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه : 28 .9
2 .............................................................. . صرفه جویی در مصرف آب: 28 .10
2.11 ............................................... . اصلاح قله مصرف (پیک بار روزانه): 28
2.12 ....... . محدود شدن میزان ریسک و همچنین جلوگیري از تهدیدات خارجی و داخلی: 29
2.13 ........................................ امکان احداث این نیروگاهها در هر مکانی: 29
2.14 ................ . کاهش وابستگی صنعت برق کشور به شرکتها و کشورهاي خارجی: 30
2.15 ............................................... . افزایش بازدهی سرمایه گذاري: 30
2.16 ................................................. . رفع پرشدگی خطوط انتقال قدرت: 30
2.17 ............... . کمک کردن به سیستم در هنگام نگهداري و نیز عملیات بازیابی: 31
2.18 .........تأثیر تولید پراکنده روي رگولاسیون ولتاژ و اصلاح ضریب قدرت شبکه توزیع: 31
می تواند روي تغییرات ولتاژ به دو صورت اثر بگذارد. 32 DG . ......................... 2.18.1
روي کاهش تلفات شبکه توزیع: 33 DG 2.19 .................................... تأثیر
2.19.1 .................................................................... حالت بار اول: 33
2.19.2 .............................................................. حالت بار دوم: 34
34 : 2.19.3 ............................................................. . حالت بار 3
با توجه به کاهش تلفات و رگولاسیون ولتاژ: 34 DG 2.19.4 ...............روشهاي جایابی بهینه
بر روي قابلیت اطمینان: 35 DG 2.20 ........................................... . تأثیر
37........................................................................ 3
فصل سوم: .................................................................................. 37
37............................................................................... D G معایب
3.1 .............................. . افزایش اتصال کوتاه در شبکه و مشکلات حفاظتی: 38
فھرست صفحه 3
3 ... قیمت گران این واحدها به نسبت کیلووات تولیدي در مقایسه با نیروگاههاي بزرگ: 39 .2
3.3 ................................................... . مشکلات پایداري دینامیکی: 39
3.4 ..... . ایجاد ولتاژها و جریانهاي گذرا در هنگام اتصال یا جداسازي از شبکه: 39
3.5 ................................................................ . نوسانات فرکانس سیستم: 40
3 .............................................................. . ایجاد هارمونیک در شبکه: 40 .6
3.7 ......................................... . پیچیدگی محاسبات و تنظیم دقیق تجیهزات: 40
3.8 ................. عوامل محدود کننده در بهره برداري و عدم کنترل پذیري: 41
42 ............................................................................... 4
فصل چهارم : ................................................................ 42
42 .......................................................................... DG لزوم استفاده از
4.1 ............................... . راههاي تشویق سرمایه گذاري در بخش تولید پراکنده: 43
ها: 44 DG 4 ............................. . عوامل مرتبط در استفاده بهینه از .2
4.3 ......... . قواعد و استاندارد هاي تدوین یافته براي اتصال منابع تولید پراکنده به شبکه : 45

چکیده :

در این نوشته به طور مفصل معایب و مزایاي تولید پراکنده مورد بررسی قرار گرفته و
Co- تکنولوژي هاي موجود در تولید پراکنده خصوصا تولید همزمان برق و گرما
DG اشاره می گردد و در ادامه راه کارهایی براي استفاده درست و مفید generation
و بهره برداري بهینه بیان می شود. همچنین لزوم سرمایه گذاري در این بخش بیان شده
و استاندارد هاي موجود در این زمینه به طور مختصر معرفی گردیده است.
همچنین اثرات مختلف تولید پراکنده از جمله کم کردن هزینه مربوط به تجهیزات،
امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه ، کاهش وابستگی صنعت برق به کشورهاي خارجی
، افزایش بازدهی سرمایه گذاري و اصلاح قله مصرف اشاره کرد.
را می توان به عنوان (Dispersed-Generation) به طور خلاصه منابع تولید پراکنده
منابع تولید توان الکتریکی که به شبکه هاي فوق توزیع و یا توزیع و یا به مصرف کننده
هاي محلی متصل می شود تعریف کرد. این نیروگاهها عموماً ظرفیت تولید کمی به نسبت
به ژنراتورهاي بزرگ متصل به شبکه دارند. ولی به دلیل مزایا و کاربردهاي خاص خود مورد
توجه واقع شده است. در سالهاي اخیر که تحولی در ساختار صنعت برق صورت گرفته و
باعث شده است که کم کم سیستم هاي قدرت از ساختار سنتی به ساختار جدید با مالکیت
خصوصی روي آورند اهمیت این گونه تولید به دلایل مختلفی از جمله زمان نصب و بهره
برداري کوتاه هزینه نصب کم و راندمان بالا و ..... بیشتر شده است.
نشان می دهد که تا سال 2010 ، نزدیک به EPRI تحقیقات انجام گرفته به وسیله مؤسسه
25 درصد از تولیدات برق، توسط نیروگاههاي تولید پراکنده انجام خواهند گرفت که این
تا 30 درصد نیز پیش بینی شده است.

در این مقاله به طور مفصل معایب و مزایاي تولید پراکنده مورد بررسی قرار گرفته و تکنولوژي هاي
اشاره می گردد و در ادامه راه Co-generation موجود در تولید پراکنده خصوصا تولید همزمان برق و گرما
و بهره برداري بهینه بیان می شود. همچنین لزوم سرمایه گذاري DG کارهایی براي استفاده درست و مفید
در این بخش بیان شده و استاندارد هاي موجود در این زمینه به طور مختصر معرفی گردیده است
را می توان به عنوان منابع تولید (Dispersed-Generation) به طور خلاصه منابع تولید پراکنده
توان الکتریکی که به شبکه هاي فوق توزیع و یا توزیع و یا به مصرف کننده هاي محلی متصل می شود
تعریف کرد. این نیروگاهها عموماً ظرفیت تولید کمی به نسبت به ژنراتورهاي بزرگ متصل به شبکه دارند .
ولی به دلیل مزایا و کاربردهاي خاص خود مورد توجه واقع شده است. در سالهاي اخیر که تحولی در ساختار
صنعت برق صورت گرفته و باعث شده است که کم کم سیستم هاي قدرت از ساختار سنتی به ساختار جدید
با مالکیت خصوصی روي آورند اهمیت این گونه تولید به دلایل مختلفی از جمله زمان نصب و بهره برداري
کوتاه هزینه نصب کم و راندمان بالا و ..... بیشتر شده است.
نشان می دهد که تا سال 2010 ، نزدیک به 25 درصد EPRI تحقیقات انجام گرفته به وسیله مؤسسه
Natural از تولیدات برق، توسط نیروگاههاي تولید پراکنده انجام خواهند گرفت که این رقم طبق تحقیقات
تا 30 درصد نیز پیش بینی شده است. Gas Faundation
تولید پراکنده را استراتژي قرن 21 می داند و ، (Department of Energy) وزارت انرژي آمریکا
این براهمیت این مسأله می افزاید منابع تولید پراکنده عمدتاً به شبکه هاي توزیع و یا فوق توزیع متصل می
شوند و از آنجایی که این شبکه ها بصورت شعاعی هستند و کل شبکه بعد از پست فوق توزیع به عنوان یک
مدار غیرفعال در نظر گرفته شده است. و در طراحی، امکان اتصال یک ژنراتور یا مولد در نظر گرفته نشده
صفحه 8 (DG) کلیات تولید پراكنده
است. و همزمان با نصب واحدهاي تولیدي کوچک (تولید پراکنده)، این شبکه ها به شبکه هاي فعال تبدیل
می شوند، لذا نصب تولیدات پراکنده در سمت بار یا در طول فیدر فشار متوسط، تأثیر قابل توجهی بر توان
عبوري، ولتاژ نقاط مختلف و ... خواهد داشت. این تأثیرات می تواند در جهت بهبود وضعیت شبکه و یا عکس
آن باشد و بنابراین باید قبل از نصب تآثیر آن را بر روي پروفیل ولتاژ- جریان خطوط- جریان اتصال کوتاه -
قابلیت اطمینان پایداري گذراي سیستم، حفاظت سیستم، پایداري دینامیکی و ... بررسی نمود.
همانطور که می دانید، هر سیستمی در کنار مزایاي خود معایبی هم دارد و شبکه تولید پراکنده هم از
این قاعده مستثنی نیست و از آنجایی که کشورهاي جهان و نیز کشور ما، بسوي این گونه تولیدات پیش می
روند، بررسی معایب و مزایاي این سیستم می تواند مفید واقع شود.
1.3 تعریف منابع تولید پراکنده
11 ] بر مبناي جمع آوري پرسشنامه هایی که به تعدا دي از کشورها ] CIRED تعریفی که توسط
فرستاده شده ارائه شده است، نشان می دهد که برخی از کشورها مولدهاي پراکنده را براساس سطح ولتاژ
تعریف می کنند، در حالی که برخی دیگر از این اصل شروع می کنند که مولدهاي پراکنده به مدارهایی
متصل می شوند که بارهاي مصرف کننده را به طور مستقیم عرضه می کنند . سایر کشورهاي دیگر
مولدهاي پراکنده را با توجه مشخصه هاي مختلفی تعریف می کنند، مشخصه هایی نظیر استفاده از منابع
یک گروه کاري دارد که مطالعاتی CIGRED تجدیدپذیر، تولید همزمان، عدم دیسپاچ شدن و ... همچنین
را در مورد مولدهاي پراکنده صورت داده اند .این گروه کاري مولدهاي پراکنده را به عنوان تمام واحدهاي
تولید برقی که حداکثر ظرفیت 50 تا 100 مگاو ات برق دارند که معمولاً به شبکه توزیع متصل شده و به
طور مرکزي برنامه ریزي و دیسپاچ نمی شوند، تعریف می نمایند . به طور روشنی، این بخش آخر تعریف
آنها نشان می دهد که مولدهاي پراکنده خارج از کنترل بهره بردار شبکه انتقال می باشند . از این رو،
مولدهاي پراکنده توسط بهره بردار شبکه انتقال به عنوان جانشینی براي توسعه شبکه ایجاد شده اند که
تمهیدات اجراشده براي دیسپاچ براساس این فلسفه براي مولدهاي پراکنده در نظر گرفته نمی شوند.
صفحه 9 (DG) کلیات تولید پراكنده
مولدهاي پراکنده را به عنوان مولدهایی که برق را توسط تأسیساتی که کاملاً کوچکتراز نیروگاه IEEE
هاي مستقر مرکزي تولید می کنند، تعریف می کند. به طوري که به این مولدها اجازه اتصال به نزدیکترین
نقاط در سیستم توان را می دهند. براساس تعاریف مرور شده در مقاله [ 3]، دونی و همکاران ، مولدهاي
پراکنده را به عنوان منبع کوچکی از تولید و ذخیره توان تعریف می کنند. که نوعاً از یک کیلووات تا 10
مگاوات می رسد. آن بخشی از یک سیستم توان مرکزي بزرگ نمی باشد و در نزدیکی تقاضاي بار قرار گرفته
است . این نویسندگان همچنین تأسیسات ذخیره سازي را در تعریف مولدهاي پراکنده وارد می کنند، که
مرسوم نمی باشد .به علاوه، تعریف آنها، بر مولدهاي مقیاس کوچک تأکید می کند که مخالف تعریف بیان
میباشد. CIGRE و CIRED شده توسط
همچنین چمبرس، [ 8] مولدهاي پراکنده را به عنوان واحدهاي تولید نسبتا کوچک 30 مگاواتی و
کمتر تعریف می کند . این واحدها در نزدیکی یا داخل محل هاي استقرار مشتري قرار گرفته تا نیازهاي
مشتریان، پشتیبانی از عملکرد اقتصادي شبکه توزیع یا هر دو را برطرف نمایند.
تمامی تعاریف فرض می کنند که مولدهاي پراکنده به شبکه توزیع ، CIGRE به استثناي تعریف
متصل هستند . همچنین در تعریفی که توسط [ 4] استفا ده شده است، مولدهاي پراکنده به عنوان
واحدهاي تولید توان در مکان مشتري یا در داخل واحدهاي توزیع محلی و عرضه توان به طور مستقیم به
هیچ تعریفی را به سطح ظرفیت تولیدنسبت نمی دهد به طوري IEA شبکه توزیع محلی تعریف شده اند. اما
که در برابر سایر تعاریف قرار می گیرد.
هم اکنون بایستی آشکار شده باشد که تعاریف بسیاري که در مورد مولدهاي پراکنده وجود دارد منجر
به این می شود که طیف گسترده اي از مولدهاي پراکنده مطرح شوند . برخی از تعاریف واحدهاي تولید
همزمان بزرگ یا نیروگاه هاي بادي بزرگی را که به شبکه انتقال متصل می شو ند، در بر می گیرند، سایرین
بر روي واحدهاي تولید مقیاس کوچک که به شبکه توزیع متصل می شوند متمرکز می شوند . تمامی این
تعاریف نشان می دهند که دست کم واحدهاي مقیاس کوچک که به شبکه توزیع متصل می شوند بایستی
به عنوان بخشی از مولدهاي پراکنده در نظر گرفته شوند . به علاوه، واحدهاي تولید نصب شده نزدیک به
تقاضاي بار یا در طرف مشتري نیز همچنین عموماً به عنوان مولدهاي پراکنده در نظر گرفته می شوند . این
صفحه 10 (DG) کلیات تولید پراكنده
ملاك آخري تا حدودي با اولی همپوشانی دارد، چرا که اکثر واحدهاي تولید برق در مکان هاي مشتري نیز
همچنین به شبکه توزیع متصل هستند .اما همچنین آن تا حدودي واحدهاي تولید بزرگتر که در سایت
هاي مشتري نصب شده اند و به شبکه انتقال متصل هستند را نیز در بر می گیرد.
این به تعریف پیشنهاد شده توسط آکرمن و همکاران [ 7] منجر می شود، کسانی که مولدهاي
پراکنده را با توجه به اتصال و موقعیت در عوض ظرفیت تولید تعریف می کنند . آنها مولد پراکنده را به
عنوان یک منبع تولید توان الکتریکی که به طور مستقیم به شبکه توزیع یا به طرف مشتري ابزار اندازه
گیري توان متصل است تعریف می کنند . در حقیقت این تعریف هیچ حدي را در مورد تکنولوژي یا ظرفیت
کاربرد بالقوه مولد پراکنده در نظر نمی گیرد.

و...