فهرست مطالبعنوان شماره صفحهچکیده.. 1فصل اول:کلیات تحقیق1-1- مقدمه.. 31-2- اهمیت بحث بر روی میکروگریدها و ضرورت تحقیق 61-3- تاثیراتناشیازحضورمیکروگریدهادرشبکههایقدرت 71-3-1 کیفیت توان.. 71-3-2 تاثیراتمیکروگریدبربازاربرق.. 81-3-3 صرفه جویی اقتصادی.. 91-3-4 تاثیراتمیکروگریدبرمحیطزیست.. 101-4- مشکلاتميکروگريد.. 131-5- بیان مسئله و پیشینه تحقیق.. 14فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق2-1- ساختار میکروگرید.. 172-2- معرفيسیستمهايتولیدپراكنده (DG) و سابقه آن 182-3- معرفی تکنولوژی های مورد استفاده در ساخت میکروگرید 202-3-1 پیل سوختی.. 202-3-2 میکروتوربین ها.. 242-3-2-1 اساس كار و اجزاي اصلي ميكروتوربين ها در يك نگاه 242-3-3 سیستم های مبدل انرژی باد.. 282-3-4 زمینگرمایی.. 302-3-4-1 فرآیندتولیدبرقدرنیروگاهزمینگرمایی 302-3-5 انرژی زیست توده (بیوماس).. 312-3-6 سیستم های فتوولتائیک.. 342-3-6-1 پدیده ی فتوولتاییک.. 362-3-6-2 سلول فتوولتائیک.. 372-3-6-3 مزایای فناوری فتوولتائیک.. 382-3-6-4 اجزای تشکیل دهندهی سامانههای فتوولتائیک 392-3-6-5 اینورترها.. 402-3-6-6 توانایی اینورتر سیستم فتوولتاییک در تولید توان راکتیو 40فصل سوم: روش اجرای تحقیق3-1- اجرای روش.. 443-2- تابع هدف مسئله.. 443-2-1 کاهش تلفات.. 453-2-2 بهبود پروفیل ولتاژ.. 453-3- پخش بار پیشرو- پسرو.. 463-3-1 مدل پخش بار.. 463-4- الگوریتم ژنتیک (GA).. 483-5- الگوریتم اجتماع ذرات (PSO).. 50فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها4-1- شبکه های مورد بررسی.. 534-2- نتایج شبیه سازی میکروگرید 33 شینه.. 554-2-1 نتایج شیبه سازی میکروگرید 6 شینه.. 61فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- نتیجه گیری.. 67منابع و ماخذ.. 69فهرست منابع فارسی.. 69فهرست منابع انگلیسی.. 70چکیده انگلیسی..................................... 72 فهرست جداولعنوان شماره صفحهجدول 1-1- غلظتگازهايخروجيازدودكشنيروگاهها.. 12جدول 1-2- كشورهاياستفادهكنندهازمنابعتوليدپراكندهوسياستمربوطبهكاربردآن.. 12جدول 2-1- تعاريفمنابعتوليدپراكندهدركشورهايمختلفجهان.. 20جدول 4-1- اطلاعات بار پیک سیستم.. 54جدول 4-2- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز.. 56جدول 4-3- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات.. 58جدول 4-4- اطلاعات بار پیک میکروگرید 6 شینه.. 60جدول 4-5- اطلاعات خطوط میکروگرید 6 شینه.. 61جدول 4-6- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز.. 62جدول 4-7- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات.. 64فهرست اشکالعنوان شماره صفحهشکل 1-1-نمونه ای از یک میکروگرید به عنوان یک شبکه فشار ضعیف 5شکل 2-1- یک میکروگرید نمونه شامل انواع تولیدات پراکنده.. 17شکل 2-2- ساختار یک پیل سوختی.. 22شکل 2-3- پيلسوختيدركاربريهايخانگي.. 22شکل 2-4- ظرفیت کل نیروگاه های بادی نصب شده در جهان از سال 1996 تا 2010.. 28شکل 2-5- ظرفیت تولیدی ومیزان تولید ماژول های فتوولتائیک 36شکل 2-6- شمای ساده یک سلول فتوولتاییک.. 37شکل 2-7- ناحیه عملکردی جریان اینورتر سیستم فتوولتائیک.. 41..... شکل 3-1- الگوریتم ژنتیک اعمالی برای جایابی بهینه سیستم های فتوولتائیک.. 49شکل 4-1- میکروگرید 33 شینه مورد مطالعه.. 53شکل 4-2- بار 24 ساعته شبکه به صورت درصدی از بار پیک.. 55شکل 4-3- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 33 شینه 57شکل 4-4- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 33 شینه.. 57شکل 4-5- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 58شکل 4-6- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر.. 59شکل 4-7- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب.. 59شکل 4-8- میکروگرید 6 شینه مورد مطالعه.. 60شکل 4-9- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 6 شینه.. 63شکل 4-10- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 6 شینه.. 63شکل 4-11- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 64شکل 4-12- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر.. 65شکل 4-13- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب.. 65 چکیدهمیکروگرید شبکهای با مقیاس کوچک درسطح ولتاژ توزیع است که از پیوستن تولیدات کوچک، مدولار و ذخیره انرژی در سیستم های ولتاژ پایین یا متوسط شکل میگیرد، در واقع یک شبکهی میکروگرید با ترکیبی از انرژی های تجدیدپذیر همراه با سوختهای فسیلی به تولید توان در سطح ولتاژ توزیع می پردازد. حضورمیکروگریدهادرشبکههایتوزیع، مزایایبسیاریرابرای مشتركینفراهممینمایند. میکروگریدهاقابلیتفراهمنمودن كیفیتتوانمطابقبانیازهایمشتركینرادارامیباشند، همچنین تاثیرات مثبت میکروگریدها بر بازار برق و صرفه جویی اقتصادی و از سوی دیگر تاثیر آن بر کاهش آلایندههای هوا باعث توجه بسیاری از پژوهشگران و کارشناسان بر موضوع میکروگریدها شده است، در چنین شرایطی واضح میباشد که داشتن یک استراتژی بهینه برای مکان واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید حائز اهمیت است و عدم توجه به آن باعث هدر رفتن وقت و منابع مالی زیاد میشود. در این پروژه به مکانیابی بهینهی سیستمهای فتوولتائیک که به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده در میکروگریدها هستند با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو تولیدی پرداخته شده است. تابع هدف این مسئله حداقل کردن میزان تلفات خطوط در شبکه و بهبود پروفیل ولتاژ میباشد، برای این منظور از الگوریتمهای ژنتیک واجتماع ذرات (pso) که از تکامل یافته ترین الگوریتم های بهینه ساز میباشند استفاده شده است. سیستمهای فتوولتائیک علاوه بر تولید توان اکتیو میتوانند به عنوان STATCOM به منظور تنظیم ولتاژ و اصلاح ضریب توان در طول روز و شب به کار گرفته شوند. بنابراین با درنظر گرفتن قابلیت تولید توان اکتیو و راکتیو برای سیستمهای فتوولتائیک در 24 ساعت، میتوان استفاده بهینهتری از آنها نمود. الگوریتم های ارائه شده بر روی میکروگرید 33 شینه و 6 شینه در محیط MATLAB اعمال گردیده و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است.
مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو WORD
فهرست مطالبعنوان شماره صفحهچکیده.. 1فصل اول:کلیات تحقیق1-1- مقدمه.. 31-2- اهمیت بحث بر روی میکروگریدها و ضرورت تحقیق 61-3- تاثیراتناشیازحضورمیکروگریدهادرشبکههایقدرت 71-3-1 کیفیت توان.. 71-3-2 تاثیراتمیکروگریدبربازاربرق.. 81-3-3 صرفه جویی اقتصادی.. 91-3-4 تاثیراتمیکروگریدبرمحیطزیست.. 101-4- مشکلاتميکروگريد.. 131-5- بیان مسئله و پیشینه تحقیق.. 14فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق2-1- ساختار میکروگرید.. 172-2- معرفيسیستمهايتولیدپراكنده (DG) و سابقه آن 182-3- معرفی تکنولوژی های مورد استفاده در ساخت میکروگرید 202-3-1 پیل سوختی.. 202-3-2 میکروتوربین ها.. 242-3-2-1 اساس كار و اجزاي اصلي ميكروتوربين ها در يك نگاه 242-3-3 سیستم های مبدل انرژی باد.. 282-3-4 زمینگرمایی.. 302-3-4-1 فرآیندتولیدبرقدرنیروگاهزمینگرمایی 302-3-5 انرژی زیست توده (بیوماس).. 312-3-6 سیستم های فتوولتائیک.. 342-3-6-1 پدیده ی فتوولتاییک.. 362-3-6-2 سلول فتوولتائیک.. 372-3-6-3 مزایای فناوری فتوولتائیک.. 382-3-6-4 اجزای تشکیل دهندهی سامانههای فتوولتائیک 392-3-6-5 اینورترها.. 402-3-6-6 توانایی اینورتر سیستم فتوولتاییک در تولید توان راکتیو 40فصل سوم: روش اجرای تحقیق3-1- اجرای روش.. 443-2- تابع هدف مسئله.. 443-2-1 کاهش تلفات.. 453-2-2 بهبود پروفیل ولتاژ.. 453-3- پخش بار پیشرو- پسرو.. 463-3-1 مدل پخش بار.. 463-4- الگوریتم ژنتیک (GA).. 483-5- الگوریتم اجتماع ذرات (PSO).. 50فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها4-1- شبکه های مورد بررسی.. 534-2- نتایج شبیه سازی میکروگرید 33 شینه.. 554-2-1 نتایج شیبه سازی میکروگرید 6 شینه.. 61فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- نتیجه گیری.. 67منابع و ماخذ.. 69فهرست منابع فارسی.. 69فهرست منابع انگلیسی.. 70چکیده انگلیسی..................................... 72 فهرست جداولعنوان شماره صفحهجدول 1-1- غلظتگازهايخروجيازدودكشنيروگاهها.. 12جدول 1-2- كشورهاياستفادهكنندهازمنابعتوليدپراكندهوسياستمربوطبهكاربردآن.. 12جدول 2-1- تعاريفمنابعتوليدپراكندهدركشورهايمختلفجهان.. 20جدول 4-1- اطلاعات بار پیک سیستم.. 54جدول 4-2- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز.. 56جدول 4-3- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات.. 58جدول 4-4- اطلاعات بار پیک میکروگرید 6 شینه.. 60جدول 4-5- اطلاعات خطوط میکروگرید 6 شینه.. 61جدول 4-6- میزان تولید توان اکتیو و راکتیو از سوی سیستم فتوولتائیک در طول شبانه روز.. 62جدول 4-7- نتایج حاصل از مکان یابی و میزان تلفات سیستم بر حسب کیلووات.. 64فهرست اشکالعنوان شماره صفحهشکل 1-1-نمونه ای از یک میکروگرید به عنوان یک شبکه فشار ضعیف 5شکل 2-1- یک میکروگرید نمونه شامل انواع تولیدات پراکنده.. 17شکل 2-2- ساختار یک پیل سوختی.. 22شکل 2-3- پيلسوختيدركاربريهايخانگي.. 22شکل 2-4- ظرفیت کل نیروگاه های بادی نصب شده در جهان از سال 1996 تا 2010.. 28شکل 2-5- ظرفیت تولیدی ومیزان تولید ماژول های فتوولتائیک 36شکل 2-6- شمای ساده یک سلول فتوولتاییک.. 37شکل 2-7- ناحیه عملکردی جریان اینورتر سیستم فتوولتائیک.. 41..... شکل 3-1- الگوریتم ژنتیک اعمالی برای جایابی بهینه سیستم های فتوولتائیک.. 49شکل 4-1- میکروگرید 33 شینه مورد مطالعه.. 53شکل 4-2- بار 24 ساعته شبکه به صورت درصدی از بار پیک.. 55شکل 4-3- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 33 شینه 57شکل 4-4- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 33 شینه.. 57شکل 4-5- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 58شکل 4-6- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر.. 59شکل 4-7- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب.. 59شکل 4-8- میکروگرید 6 شینه مورد مطالعه.. 60شکل 4-9- روند همگرایی الگوریتم ژنتیک، میکروگرید 6 شینه.. 63شکل 4-10- روند همگرایی الگوریتم pso، میکروگرید 6 شینه.. 63شکل 4-11- پروفیل ولتاژ بدون PV، با PV و تولید توان اکتیو و با PV و تولید توان اکتیو و توان راکتیو در ساعت 9 صبح.. 64شکل 4-12- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 ظهر.. 65شکل 4-13- پروفیل ولتاژ شینه های سیستم در ساعت 12 شب.. 65 چکیدهمیکروگرید شبکهای با مقیاس کوچک درسطح ولتاژ توزیع است که از پیوستن تولیدات کوچک، مدولار و ذخیره انرژی در سیستم های ولتاژ پایین یا متوسط شکل میگیرد، در واقع یک شبکهی میکروگرید با ترکیبی از انرژی های تجدیدپذیر همراه با سوختهای فسیلی به تولید توان در سطح ولتاژ توزیع می پردازد. حضورمیکروگریدهادرشبکههایتوزیع، مزایایبسیاریرابرای مشتركینفراهممینمایند. میکروگریدهاقابلیتفراهمنمودن كیفیتتوانمطابقبانیازهایمشتركینرادارامیباشند، همچنین تاثیرات مثبت میکروگریدها بر بازار برق و صرفه جویی اقتصادی و از سوی دیگر تاثیر آن بر کاهش آلایندههای هوا باعث توجه بسیاری از پژوهشگران و کارشناسان بر موضوع میکروگریدها شده است، در چنین شرایطی واضح میباشد که داشتن یک استراتژی بهینه برای مکان واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید حائز اهمیت است و عدم توجه به آن باعث هدر رفتن وقت و منابع مالی زیاد میشود. در این پروژه به مکانیابی بهینهی سیستمهای فتوولتائیک که به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده در میکروگریدها هستند با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو تولیدی پرداخته شده است. تابع هدف این مسئله حداقل کردن میزان تلفات خطوط در شبکه و بهبود پروفیل ولتاژ میباشد، برای این منظور از الگوریتمهای ژنتیک واجتماع ذرات (pso) که از تکامل یافته ترین الگوریتم های بهینه ساز میباشند استفاده شده است. سیستمهای فتوولتائیک علاوه بر تولید توان اکتیو میتوانند به عنوان STATCOM به منظور تنظیم ولتاژ و اصلاح ضریب توان در طول روز و شب به کار گرفته شوند. بنابراین با درنظر گرفتن قابلیت تولید توان اکتیو و راکتیو برای سیستمهای فتوولتائیک در 24 ساعت، میتوان استفاده بهینهتری از آنها نمود. الگوریتم های ارائه شده بر روی میکروگرید 33 شینه و 6 شینه در محیط MATLAB اعمال گردیده و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است.