%38تخفیف

دانلود پروژه:سايزبندي بهينه اجزای يك سيستم تركيبي شامل پيل سوختي، واحد بادي ، الکترولايزر، رفورمر و تانک هيدروژن

تعداد 116 صفحه فایل word

چکیده

در اين پايان نامه به توسعه مدلی جهت تعیین سايز بهينه واحدهای پراکنده انرژی یک میکروشبکه مبتنی بر واحدهای خورشیدی که دارای قابلیت عملکرد در دو مد کاری خود مختار و متصل به شبکه بالادست می­باشد، پرداخته می شود. میکروشبکه مورد بررسی علاوه بر واحدهای خورشیدی شامل واحدهای بادی، پیل سوختی، باتری به عنوان ذخیره کننده بلند مدت انرژی و ابرخازن به عنوان ذخیره کننده سریع انرژی می باشد. عدم قطعیت در توان تولیدی واحد های بادی، خورشیدی و توان مورد نیاز بار مصرفی میکروشبکه در هر دو مد کاری و همچنین قطع ارتباط با شبکه بالادست در مد متصل به شبکه از عوامل تاثیرگذار بر فرکانس میکروشبکه می باشند، لذا در این پایان نامه سعی می گردد با تعیین سایز بهینه ابرخازن ظرفیت لازم جهت پاسخ سریع به تغییرات لحظه ای توان در میکروشبکه فراهم آید. از الگوريتم اجتماع ذرات به منظور کمینه سازي هزینه میکروشبکه در مدل تعیین سایز واحدهای پراکنده انرژی آن استفاده مي گردد. جهت توسعه مدل نهایی در این پایان نامه ابتدا شش مدل ساده تر توسعه و مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مدل ها، خروج اضطراری واحدها، شاخص های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست و همچنین عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار در نظر گرفته شده است. مدل های توسعه یافته با توجه به مطالعات عددی مورد ارزیابی و تحلیل واقع شده اند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه

فصل اول

مروري بر کارهاي پيشين

1-1- مقدمه. 1

1-2- مزرعه بادي لينك شده باSMES. 4

1-3- سيستم تركيبي فتوولتايي – پيل سوختي – SMES. 4

1-4- عملكرد و تعيين سايز سيستم تركيبي فتوولتاييك – بادي.. 8

1-5- روش تعيين سايز بهينه سيستم ترکيبي بادي – خورشيدي مستقل از شبکه. 9

1-6- تعيين سايز بهينه سيستم تركيبي خورشيدي.. 10

1-7- تعيين سايز بهينه يک سيستم ترکيبي شامل توربين­هاي بادي- ديزل ژنراتور. 11

1-8- سيستم تركيبي خورشيدي – پيل سوختي – الكترولايزر – باتري.. 11

1-9- سيستم ترکيبي بادي- خورشيدي با هدف تعادل بين انرژي توليدي و مصرفي.. 12

1-10- سيستم ترکيبي مشتمل بر پيل سوختي، فتوولتايي، هيدروژن و بيوگاز. 12

1-11- سيستم ترکيبي بادي – پيل سوختي به همراه ذخيره ساز هيدروژن و ديزل ژنراتور 12

1-12- مقايسه سيستم ذخيره ساز هيدروژن با ديزل ژنراتور در سيستم تركيبي بادي – خورشيدي.. 14

1-13- نتايج و شبيه­سازي ديناميكي يك سيستم انرژي تركيبي بادي – پيل سوختي.. 15

1-14- سيستمهاي تركيبي مستقل از شبكه با تكنيك­هاي پيشرفته ذخيره سازي.. 16

1-15- تعيين سايز بهينه سيستم قدرت تركيبي مستقل از شبكه با استفاده از الگوريتم ژنتيك… 16

1-16- تعيين اندازه بهينه واحدهاي يك سيستم تركيبي متصل به شبكه سراسري.. 17

فصل دوم

مدلسازی اجزای سیستم ترکیبی تولید توان

2-1- توربين­هاي بادي.. 18

2-1-2- مدل توربين بادي.. 19

2-2- پيل سوختي.. 21

2-2-1- شناخت كلي پيل سوختي.. 22

2-2-2- طرز كار پيل سوختي.. 22

2-2-3- اتصال سري سلول­ها به يكديگر. 23

2-2-4- انواع پيل سوختي.. 24

2-2-5- مدل پيل سوختي.. 26

2-3- الكترولايزر. 26

2-3-1- مدل الکترولايزر. 26

2-4- رفورمر. 27

2-4-1- تکنولوژي پردازش سوخت… 27

2-4-2- انواع رفورمرها 27

2-5- راكتور بيهوازي.. 27

2-5-1- مدل راكتور و رفورمر. 28

2-6- تانك هيدروژن. 28

2-6-1- مدل تانک هيدروژن. 29

2-7- کمپرسور. 29

2-7-1- مدل كمپرسور. 29

2-8- مبدل DC/AC.. 29

2-8-1- مدل مبدل DC/AC.. 29

فصل سوم:

استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات جهت بهینه­سازی واحدهای موجود در میکروشبکه

3-1- ساختار میکروشبکه پیشنهادی.. 30

3-2- مدل واحد های مورد استفاده در میکروشبکه. 31

3-2-1- مدل پیل سوختی-رفورمر. 32

3-2-2- مدل بار. 33

3-2-2-1- عدم قطعیت در پیش بینی بار. 33

3-2-3- مدل مبدل DC/AC.. 33

3-2-4- مدل مبدل AC/DC.. 33

3-2-5- مدل واحد خورشیدی.. 33

3-2-5-1- عدم قطعیت در تولید توان واحدهای خورشیدی.. 34

3-2-6- مدل ابر خازن ها (UC) 35

3-2-7- مدل باتری.. 35

3-2-8- مدل واحد های بادی.. 36

3-2-8-1- عدم قطعیت در پیش بینی سرعت باد. 37

3-3- هزينه هاي اجزاي سيستم تركيبي مورد بررسی.. 38

3-3-1- توربین بادی.. 38

3-3-2- واحد خورشیدی.. 38

3-3-3- پیل سوختی – رفورمر. 38

3-3-4- مبدل DC/AC.. 39

3-3-5-  مبدل AC/DC.. 39

3-3-6- باتری.. 39

3-3-7- ابر خازن. 39

3-3-8- هزینه قطع بار. 39

3-3-9- هزینه خرید انرژی از شبکه بالادست… 39

3-3-10- هزینه فروش انرژی به شبکه بالادست… 40

3-3-11- هزینه ترانس… 40

3-4- هزینه کلی اجزای سیستم. 40

3-5- هزینه برق تولیدی به ازای هر کیلووات ساعت… 41

3-6- مدلسازی جهت تعیین ظرفیت بهینه عناصر میکروشبکه. 42

3-6-1- مدل­سازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه. 43

3-6-1-1- فرضیات سیستم. 43

3-6-1-2- قیود واحدها و سیستم. 43

3-6-1-3- تابع هدف… 43

3-6-1-4- استراتژی عملکرد سیستم میکروشبکه. 44

3-6-2- مدلسازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه و همچنین با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحدها 48

3-6-2-1- فرضیات سیستم. 48

3-6-2-2- قیود واحدها و سیستم. 48

3-6-2-3- تابع هدف… 48

3-6-2-4- استراتژی عملکرد سیستم. 48

3-6-3- مدل­سازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها و همچنین شاخص­های قابلیت اطمینان. 49

3-6-3-1- فرضیات سیستم. 50

3-6-3-2- قیود واحدها و سیستم. 50

3-6-3-3- تابع هدف… 50

3-6-3-4- استراتژی عملکرد سیستم. 50

3-6-4- مدل­سازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، شاخص های قابلیت اطمینان و همچنین بارهای قابل قطع. 53

3-6-4-1- فرضیات سیستم. 53

3-6-4-2- تابع هدف… 53

3-6-4-3- قیود واحدها و سیستم. 53

3-6-4-4- استراتژی عملکرد سیستم. 54

3-6-5- مدل­سازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، شاخص­های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع و همچنین ارتباط با شبکه بالادست… 56

3-6-5-1- فرضیات سیستم. 56

3-6-5-2- تابع هدف… 56

3-6-5-3- قیود واحدها و سیستم. 56

3-6-5-4- استراتژی عملکرد سیستم. 57

3-6-6- مدلسازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحدها، شاخص­های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست و همچنین عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار 57

3-6-6-1- فرضیات سیستم. 57

3-6-6-2- تابع هدف… 57

3-6-6-3- قیود واحد ها و سیستم. 57

3-6-6-4- استراتژی عملکرد سیستم. 57

3-6-7- مدل­سازی جهت تعیین سایز بهینه هر یک از عناصر موجود در میکروشبکه به انضمام ابر خازن جهت کنترل فرکانس میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحدها، پارامترهای قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست، عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار. 58

3-6-7-1- فرضیات سیستم. 58

3-6-7-2- تابع هدف… 58

3-6-7-3- قیود واحد ها و سیستم. 58

3-6-7-4- استراتژی عملکرد سیستم. 58

3-7- مروری بر فصل.. 62

فصل چهارم

اجرای سناریو و تحلیل نتایج

4-1- اطلاعات ورودی برنامه. 63

4-2- نتایج حاصل از اجرای برنامه بهینه سازی با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه. 66

4-3- نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه و همچنین با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها 69

4-4- نتایج حاصل از بهینه سازی میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحدها و همچنین پارامترهای قابلیت اطمینان  70

4-5- نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامترهای قابلیت اطمینان و همچنین بارهای قابل قطع. 72

4-6- نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع و همچنین ارتباط با شبکه بالادست… 76

4-6-1- تاثیر تغییر هر یک از پارامترها بر سایز بهینه واحدها 80

4-6-1-1- تاثیر تغییر قیمت سوخت بر سایز بهینه واحد ها 80

4-6-1-2- اجرای سناریو قبل و بعد از حذف یارانه ها 81

4-7- نتایج حاصل از شبیه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست و همچنین عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار. 82

4-8- نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست، عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار و همچنین در نظر گرفتن ابر خازن جهت کنترل فرکانس میکروشبکه 84

4-9- محاسبه هزینه تولید انرژی الکتریکی.. 86

4-10- نتیجه گیری.. 87

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری.. 88

5-2- پیشنهادات… 88

مراجع. 90

پیوست ها 93

فهرست جداول

عنوان                                                                                                           صفحه

جدول 4-1: اطلاعات مربوط به ورودی برنامه. 63

جدول 4-2: اطلاعات مربوط به ورودی برنامه. 64

جدول 4-3: اطلاعات مربوط به توربین بادی.. 64

جدول4-4 پارامتر هاي PSO.. 64

جدول 4-5: نتایج حاصل از اجرای برنامه بهینه سازی با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه 66

جدول 4-6: نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن تامین 100% توان مورد نیاز میکرو شبکه و همچنین با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها 70

جدول 4-7: نتایج حاصل از بهینه سازی میکروشبکه با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها و همچنین پارامتر های قابلیت اطمینان. 70

جدول 4-8: شاخص های قابلیت اطمینان. 72

جدول 4-9: نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان و همچنین بارهای قابل قطع. 73

جدول 4-10: مقدار هر یک از شاخص های قابلیت اطمینان. 73

جدول 4-11: مقدار قطع بار بیش از 2 ساعت در روز و جریمه. 73

جدول 4-12: نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع و همچنین ارتباط با شبکه بالادست… 76

جدول 4-13: تاثیر تغییر قیمت سوخت بر سایز بهینه و هزینه کلی میکروشبکه. 80

جدول 4-14: تاثیر حذف یارانه قیمت سوخت بر سایز بهینه و هزینه کلی میکروشبکه. 81

جدول 4-15: هزینه کل میکروشبکه ($) و هزینه تولید انرژی ($/kWh) 82

جدول 4-16: نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحد ها، پارامتر های قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست و همچنین عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار. 83

جدول 4-17: نتایج حاصل از بهینه سازی با در نظر گرفتن خروج اضطراری واحدها، پارامترهای قابلیت اطمینان، بارهای قابل قطع، ارتباط با شبکه بالادست، عدم قطعیت بادی، خورشیدی و بار و همچنین در نظر گرفتن ابر خازن جهت کنترل فرکانس میکروشبکه. 84

جدول 4-18 هزینه تولید انرژی الکتریکی به ازای هر کیلو وات ساعت… 86

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                           صفحه

شکل 1-1: نماي کلي سيستم تركيبي بادي – پيل سوختي.. 2

شكل 1-2: ذخيره هيدروژن در مدت يک سال. 3

شکل 1-3: نحوه توليد توربين بادي و پيل سوختي.. 3

شکل 1-4: ساختار داخلي سيستم توليد پراكنده 4

شکل 1-5: ساختار سيستم ترکيبي.. 5

شكل 1-6: عملکرد سيستم تركيبي بادي – خورشيدي با پيل سوختي و الكترولايزر. 6

شکل 1-7: تعداد پانل­هاي خورشيدي و تعداد تانك­هاي ذخيره­ساز هيدروژن را براي ارضاي LPSP
مطلوب… 8

شکل 1-8: پيکربندي سيستم قدرت ترکيبي.. 9

شكل 1-9: آرايش سيستم تركيبي.. 10

شكل 1-10: سيستم تركيبي بادي-پيل سوختي-ديزل. 13

شكل 1-11: بلوك دياگرام سيستم تركيبي بادي- پيل سوختي.. 15

شکل 2-1: اجزاي توربين بادي.. 18

شکل 2-2: منحني توان – سرعت توربين بادي.. 20

شکل2-3: عملکرد انواع پيل سوختي.. 24

شکل 3-1: آرایش سیستم میکروشبکه مورد بررسی.. 30

شکل 3-2: منحني توان – سرعت توربين بادي.. 36

شکل 3-3: فلوچارت مورد استفاده در میکروشبکه مورد بررسی.. 47

شکل 3-4: فلوچارت مورد استفاده با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان. 52

شکل 3-5: فلوچارت مورد استفاده با در نظر گرفتن بارهای قابل قطع و قابلیت اطمینان. 55

شکل 3-6: فلوچارت مورد استفاده در مدل هفتم. 61

شکل 4-1: منحنی بار مورد استفاده در برنامه. 65

شکل 4-2: منحنی شدت تابش خورشید مورد استفاده در برنامه. 65

شکل 4-3: منحنی سرعت باد مورد استفاده در برنامه. 66

شکل 4-4: توان تولیدی واحدهای بادی.. 67

شکل 4-5: توان تولیدی واحدهای خورشیدی.. 67

شکل 4-6: تغییرات انرژی در باتری.. 68

شکل 4-7: توان تولیدی پیل سوختی.. 68

شکل 4-8: روند هزينه هاي سيستم بر حسب تعداد مراحل تكرار. 69

شکل 4-9: مقدار انرژی تامین نشده در هر ساعت… 71

شکل 4-10: مقدار ساعت به ساعت ELF. 71

شکل 4-11: بارهای حساس قطع شده در هر ساعت… 74

شکل 4-12: بارهای قابل قطع که در ساعات مختلف تامین نشده اند. 74

شکل 4-13: مقدار ساعت به ساعت ELF. 75

شکل 4-14: مقدار کل انرژی تامین نشده در هر ساعت را نشان می دهد. 75

شکل 4-15: بارهای حساس قطع شده در هر ساعت… 77

شکل 4-16: بارهای قابل قطعی که در ساعات مختلف تامین نشده اند. 77

شکل 4-17 شاخص قابلیت اطمینان ELF(t) در ساعات مختلف. 78

شکل 4-18: مجموع بارهای تامین نشده در ساعات مختلف… 78

شکل 4-19: توان خریداری شده از شبکه در ساعات مختلف… 79

شکل 4-20: توان فروخته شده به شبکه در ساعات مختلف… 79

شکل 4-21: مجموع خطای توان تولیدی بادی و خورشیدی و توان بار. 83

شکل 4-22: مجموع خطای توان تولیدی بادی و خورشیدی و توان بار. 85

شکل 4-23: تغییرات انرژی در ابرخازن. 85

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:سايزبندي بهينه اجزای يك سيستم تركيبي شامل پيل سوختي، واحد بادي ، الکترولايزر، رفورمر و تانک هيدروژن”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo