پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق- قدرت

 

 

 

آنالیز احتمالی پایداری دینامیک میکروگرید ها با در نظر گرفتن توربین های بادی

 

 

 

 

 

استاد راهنما

دکتر مهدی رئوفت

 

 

اسفند

1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

 

آنالیز احتمالی پایداری دینامیک میکروگرید ها با در نظر گرفتن توربین های بادی

 

 

به کوشش

اصلان مجلل

 

 

در سال های اخیر نفوذ بالای منابع انرژی تجدید پذیر و مشخصا انرژی باد در شبکه های قدرت مسائل جدیدی را به وجود آورده است. یکی از مهمترین این مسائل، عدم قطعیت در توان تولیدی توسط توربین های بادی است. عدم قطعیت ایجاد شده توسط انرژی باد در ریزشبکه ها که سطح توان و ولتاژ پایین تری دارند می‌تواند بسیار تاثیر گذارتر باشد. این موضوع نیاز به انجام آنالیز احتمالی در ریزشبکه هایی که از انرژی باد برای تولید توان استفاده می‌کنند را مشخص می‌سازد. در این پایان نامه، پایداری سیگنال کوچک ریزشبکه ها تحت تاثیر عدم قطعیت تولیدی توسط انرژی باد مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. بدین منظور روش های مونت-کارلو و کوانتایز به عنوان روش های عددی و روش تخمین دو نقطه ای و روش مبتنی بر بسط گرم-چارلیر به عنوان روش های آنالیز احتمالی عددی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مزایا و معایب این روش ها مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. به منظور کامل شدن مطالعات در این زمینه، دینامیک توربین های بادی نیز در این پایان نامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت. برای دستیابی به این هدف، سه نوع توربین بادی مرسوم در سیستم های قدرت به طور کامل مدل سازی شده و تاثیر دینامیک آنها بر روی احتمال ناپایداری سیستم مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. همچنین برای به دست آوردن معادلات حالت سیستم، از روشی مخصوص ریزشبکه ها استفاده خواهد شد که انعطاف پذیری زیادی را برای مدل سازی اجزای جدید فراهم می کند.

 

کلمات کلیدی:

پایداری سیگنال کوچک، آنالیز احتمالی، ریزشبکه، عدم قطعیت، انرژی باد

فصل اول

 

 

 

مقدمه

 

 

1-1.       انرژی بادی

• مروری بر انرژی باد

تاثیر منفی و غیر قابل اغماض سوزاندن سوخت های فسیلی[1] بر روی آب وهوای جهان در سالهای اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است. کاهش تاثیرات منفی این تغییرات آب وهوایی نیازمند کاهش بسیار زیاد در تولید گازهای گلخانه[2] ای است که می تواند از طریق کاهش سوزاندن سوختهای فسیلی میسر شود. بر اساس تخمین ها تا سال 2050 کاهش60 الی 80 درصدی این گازها ضروریست [1]. به همین دلیل در بسیاری از کشورها استفاده از منابع تولید انرژی ای که علی رغم داشتن ضریب اطمینان بالا، کربن مونو اکسید کمی تولید کنند و از لحاظ اقتصادی به صرفه باشند تبدیل به یکی از مهمترین اهداف سیاستگذاران در زمینه انرژی شده است.

بدین منظور استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر[3] در دستور کار دولتها قرار گرفته است به طوری که در سال 2012 میزان ظرفیت تولید توان از کلیه منابع تجدید پذیر از مرز 1.470 گیگاوات گذشت. این میزان ظرفیت تولید[4] معادل 26% ظرفیت تولید جهانی و 21.7% توان تولید شده در همین سال است [2]. در این میان انرژی باد[5] یکی از سریعترین نرخهای رشد را نسبت به سایر منابع انرژی تجدید پذیر داشته است. به طوریکه در سال 2012 میزان ظرفیت تولید توان از انرژی باد به 282 گیگاوات رسیده است [3].

شکل 1-1- ظرفیت تجمعی انرژی باد جهان

در شکل 1-1، نمودار “Reference”بر اساس گزارش دور نمای انرژی جهان در سال 2004 از آژانس بین المللی انرژی[6] استوار است , سناریوی “Moderate” بیانگر شرایطی است که تمام اقدامات سیاسی لازم برای حمایت از انرژی های تجدیدپذیر (در دست احداث و یا در حال برنامه ریزی) صورت گیرد و در سناریوی “Advanced” فرض بر این است که تمام راهکارهای سیاسی به نفع تولید و گسترش استفاده از انرژی باد باشد. با بررسی شکل 1-1 که پیش بینی میزان ظرفیت توان باد تولیدی در سال 2004 را نشان میدهد و مقایسه آن با مقادیر واقعی ظرفیت توان باد در سال 2012 به وضوح می توان ملاحظه کرد که بهترین و خوشبینانه ترین پیشبینی ها در مورد آینده انرژی های باد بسیار با واقعیت فاصله دارند [4]. بنابراین می توان به این نتیجه رسید که در سالهای آینده انرژی باد تبدیل به یکی از موثرترین و پرکاربردترین منابع انرژی جهان خواهد شد.

شکل 1-2- اطلس سرعت باد جهان در ارتفاع 80 متری برای سال 2005

از آنجایی که میزان توان تولیدی توسط توربینهای بادی بسیار به سرعت باد وابسته است سعی بر آن است که مکان نیروگاههای بادی در مناطق با سرعت باد نسبتا زیاد انتخاب شود. شکل 1-2 نمونه ای از اطلس بادی که می تواند برای این منظور مورد استفاده قرار گیرد را نشان می دهد. در این شکل سرعت باد در مناطق مختلف جهان در ارتفاع 80 متری از سطح زمین نشان داده شده است. به علاوه شکل 1-3 اطلس باد ایران در ارتفاع 80 متری از سطح زمین را نشان می دهد. مطابق این شکل ایران از پتانسیل و توانایی بالایی برای بهره برداری از انرژی باد برخوردار است [5].

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.