دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 12
بهینه سازی قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت
چکیده:
گسترش روزافزون تکنولوژی و صنعت، نقش انرژی الکتریکی را بعنوان به حرکت در آورنده چرخهای عظیم صنایع حساستر و حیاتی‌تر نموده، بطوریکه ارزش پیوستگی جریان انرژی در سیستم از طریق برآورد هزینه‌های مصروفه و یا خسارات وارده ناشی از قطع برق بسیار قابل توجیه می‌باشد.
افزایش قابلیت اطمینان سیستم مترادف با افزایش سرویس‌دهی انرژی بوده و تا آنجا قابل توجیه است که صرفه‌جوئی در هزینه‌های ناشی از قطع جریان برق بیش از هزینه لازم برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم باشد، از اینرو جهت بخث و بررسی نیاز به سه فاکتور اساسی می‌باشد:
1ـ محاسبه قابلیت اطمینان سیستم قدرت
2ـ برآوردی از هزینه خسارات ناشی از قطع جریان برق
3ـ برآوردی از هزینه افزایش قابلیت اطمینان سیستم قدرت
در این مقاله سعی بر آن است که روشهای محاسبه قابلیت اطمینان سیستم به همراه نتایج حاصله در مورد یک شبکه قدرت بیان گشته و چگونگی مقایسه هزینه خسارات قطع برق و هزینه افزایش قابلیت اطمینان بیان گردد، بدیهی است که در این مختصر ارائه دقیق و گسترده‌تر مطلب مقدور نبوده و جهت مراجعه علاقمندان مراجع لازمه در پایان مقاله ذکر میگردد.
شرح مقاله:
جهت شناخت بهتر قابلیت اطمینان نخست معرفی و تشریح اصطلاحات و واژه‌ها ضروری بنظر می‌رسد، از اینرو بطور مختصر تعاریف و واژه‌های متداول بیان میگردد.
1ـ تعاریف و واژه‌ها
قابلیت اطمینان (Reliability) خاصیتی از یک سیستم یا عنصر (Component) می‌باشد که توسط آن میزان احتمال انجام ماموریت یا تحت شرایط عنوان مثال چنانچه قابلیت اطمینان یک دستگاه برای مدت زمان 800 ساعت جهت انجام یک کار معین و تحت شرایط مشخص محیطی، مکانی و غیره 8/0 می‌باشد این بدان معنی است که به احتمال 8/0 این دستگاه تا مدت زمان 800 ساعت خراب نشده و بطور سالم وظیفة خود را انجام خواهد داد.
در مورد سیستمهای (عناصر) قابل تعمیر، قابلیت دسترسی (Availability) معرفی میگردد و آن به معنی احتمال انجام کار سیستم (عنصر) در زمان نامشخصی در آینده می‌باشد، با قدری دقت در می‌یابیم که قابلیت دسترسی یک مقدار ثابت نبوده و با گذشت زمان مقدار آن کاهش می‌یابد، بعبارت دیگر قابلیت دسترسی یک پارامتر دینامیک با زمان می‌باشد، این امر بعلت کهولت قطعات تشکیل دهنده سیستم می باشد.
قابلیت دسترسی را با A نشان داده و مقدار آن از رابطة زیر بدست می‌آید:
/
بهنگام معرفی پارامتر‌های سیستم قدرت معمول آنست که به جای قابلیت دسترسی، عدم قابلیت دسترسی (Un availability) بیان میگردد و با / نشان داده شده، مقدار آن از رابطة زیر بدست می‌آید:
/
پارامتر / تقریب مناسبی از احتمال خرابی سیستم بوده و در سیستمهائی که نگهداری (Maintenance) به آنها اعمال می‌شود نیز صادق است، بخصوص چنانچه نگهداری در آخر هفته‌ها (در حین کم باری سیستم) اعمال گردد. تعمیرات اساسی (Over Haul) که هفته‌ها یا ماهها بطول می‌انجامد نیز توسط تقریبهائی دیگر بدون تغییر مدل تولید و پارامتر‌های مربوطه نیز توسط تقریبهائی دیگر بدون تغییر مدل تولید و پارامتر‌های مربوطه منظور میگردد، این تقریبها شامل یک کاهش مناسب در تعداد کل واحد‌های تولیدی در پریود مورد بحث یا تعدیلی در ارتباط با مدل بار می‌باشد.
واژة متداولی که برای عدم قلبلیت دسترسی در دراز مدت بکار برده می‌شود میزان خروجی اجباری (Forced Outage Rate) بوده و با F.O.R بیان میگردد.
یاد آوری این مطلب ضروری است که میتوان اثر خروج جزئی (Partial Outage) واحد‌ها که بیانگر میزان کم باری واحد می‌باشد را در محاسبات وارد نموده، دو روش متداول بررسی بشرح زیر می باشند:
الف) جایگزین نمودن ضریب E.F.O.R (Equivalent Forced Outage Rate) بجای F.O.R که با رابطة زیر بیان میگردد:
/
جهت محاسبة ساعات معادل خروج اجباری، ساعات واقعی نقصان تولید را در ضریب کاهش تولید مربوطه ضرب می‌نمائیم، بعنوان مثال چنانچه ژنراتوری طی 130 ساعت عملکردی بصورت زیر داشته باشد:
ـ 80 ساعت در 60% تولید
ـ20 ساعت در 100% تولید
ـ 30 ساعت خاموش
در اینصورت ساعات کار واحد 100 ساعت و ساعات خروج اجباری 30 ساعت بوده و ساعات معادل خروج اجباری مساوی 32 = 4/0 ×80 ساعت می‌باشد در اینصورت:
/
لازم به یاد آوری است که واحد تولیدی کماکان دو حالت (Binary States) در نظر گرفته می‌شود.
ب) در نظر گرفتن مدل چند حالته برای واحد‌های تولیدی (Derated Models) این روش در مقایسه با روش اول دقیقتر بوده و خطای حاصله در محاسبات بسیار کم می‌باشد حالتهای اضافه شده به مدل دو حالته معمولاً 10% و 20% و 30% خروجی (Outage) تولید بوده که در یک سیستم قدرت وسیع تنها واحد‌های بخاری با تولید بالا بدینصورت در نظر گرفته شده و واحد‌های کوچک بصورت دو حالته در نظر گرفته میشوند. (مرجع 4).
2ـ ارزیابی قابلیت اطمینان مدل تولید و بار
حالت نسبتاً سادهای از محاسبة احتمال خرابی یا خطای (Failure) سیستم در نظر گرفتن تنها،مدل تولید و بار می‌باشد، در این حالت شبکة انتقال کاملاً قابل اطمینان (Reliable) فرض گردیده و احتمال خروج مقادیر مختلف تولید محاسبه میگردد، با انتقال مقادیر تولید باقیماندة سیستم فراتر میرود محاسبه میگردد که خود یک مقدار احتمال می‌باشد، جهت توضیح مطلب اگر مدل بار سیستم بصورت شکل 1 باشد:
/
شکل 1: منحنی بار سیستمی دلخواه
منحنی مزبور میتواند نمایشگر پیک بارهای روزانه در یکسال یا پیک بارهای هر ساعت در یک روز و یا منحنی بار در هر محدودة زمانی دلخواه دیگر باشد که100% زمان بیانگر آن فاصلة زمانی دلخواه دیگر باشد که 100% زمان بیانگر آن فاصلة زمانی خواهد بود، در این بحث، منحنی بار را بعنوان بارهای پیک روزانه در یک سال در نظر می‌گیریم، در اینصورت محور افقی 365 روز را نشان میدهد.
چنانچه قدرت خارج شده Oi کمتر از مقدار رزرو سیستم باشد، فقدان تامین بار وجود نخواهد داشت ولی در صورتیکه این قدرت خروجی بیش از مقدار رزرو سیستم باشد برای مدت زمان ti این خروج موجب فقدان تامین بار در سیستم خواهد شد، سهم فقدان تامین بار د اثر خروج Oi (Outage) مگاوات از تولید سیستم با فزض اینکه احتمال این مقدار خروج Pi و مدت زمانی که بار بیش از تولید موجود سیستم است ti باشد مساوی Piti خواهد بود، کل مقدار مورد انتظار فقدان تامین بار سیستم (Expected Load Loss) مساوی مجموع Piti ها برای حالتهای مختلف خروج قدرت از سیستم خواهد بود.
/
جهت محاسبة Pi می‌بایستی جدولی برای تمامی ترکیبهای محتمل سیستم تشکیل داده و با در دست داشتن F.O.R هر واحد تولیدی احتمال هر مقدار قدرت خروجی سیستم را محاسبه نمود، این امر با تشکیل جداول خروج مجزای دو حالته برای هر واحد و ترکیب آنها با یکدیگر میسر می‌باشد بعنوان مثال 6 واحد تولیدی با مشخصات جدول 1 در نظر می‌گیریم.
/
جدول 1: مشخصات واحد‌های تولیدی
جداول مجزای واحد‌های تولیدی 1و2 بشکل زیر می‌باشد (مدل دو حالته):
/
جدول 2: واحد تولیدی 1G جدول 3: واحد تولیدی 2G
با ترکیب نمودن جداول 1 و 2، جدول حالتهای مختلف قدرت خروجی سیستمی متشکل از دو واحد تولیدی 1 و 2 بدست می‌آید:
