پایان نامه با موضوع شبیه سازی مونت کارلو و پیشرفت تکنولوژی

دانلود پایان نامه

مدل تحلیلی بدست آمده میتواند در مطالعات مختلف سیستم قدرت به مانند برنامهریزی استفاده شود و همچنین تعداد و ظرفیت نیروگاههایی که لازم است در آینده به منظور تأمین بار پیشبینی شده نصب گردند، با این مدل بدست میآید. در تعیین مدل مناسب قابلیت اطمینان (تعداد حالتها و ظرفیت مربوط به هر حالت) از روشهای مختلف خوشهبندی استفاده شده و مناسبترین تکنیک که میتواند بهینهترین مدل را از نقطه نظر قابلیت اطمینان بدست دهد تعیین میشود. این تکنیک از مقایسه نتایج مربوط به روشهای مختلف خوشهبندی حاصل میشود.
در مطالعات قابلیت اطمینان روشهای تحلیلی (مدل چند حالته با احتمال رخداد مربوط حالتها) و غیر تحلیلی (مبتنی بر روش شبیه سازی مونت کارلو) وجود دارد. در این تحقیق از روش تحلیلی استفاده شده و یک مدل قابلیت اطمینان چند حالته برای نیروگاههای بادی بدست میآید و لذا مدل بدست آمده مشکلات ناشی از روش شبیه سازی به مانند نیاز به حجم حافظه بالا، صرف نمودن زمان طولانی در شبیه سازی و … را به همراه ندارد.
فصل اول


مقدمه
اهمیت موضوع
افزایش تدریجی قیمت سوختهای فسیلی، رو به پایان نهادن این منابع، مسائل زیست محیطی ناشی از مصرف اینگونه سوختها و تولید گازهای گلخانهای نظیر CO2, SO2, NO2 که منجر به تخریب لایه ازن میگردد، سبب رشد روزافزون استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به مانند توربینهای بادی، انرژی برقآبی و سیستمهای فتوولتاییک شده است. این امر با پیشرفت تکنولوژی ساخت سیستمهای فتوولتاییک و توربینهای بادی و کاهش قیمت تمام شده برق تولیدی آنها سرعت گرفته است. در شکل 1-1 روند افزایش استفاده از انرژی باد در تولید برق نشان داده شده است]1[. همانگونه که در این شکل مشخص است ظرفیت توربینهای بادی نصب شده در جهان از 6100 مگاوات در سال 1996 به 318137 مگاوات در سال 2013 رسیده است. امروزه با پیشرفت تکنولوژی توربینهای بادی با قطر بزرگتر از 120 متر و ظرفیت بیش از 5 مگاوات ساخته شده است که با نصب گسترده آنها در مزارع بادی امکان تولید توانهای زیاد و قابل وصل به شبکه انتقال میسر شده است. به عنوان نمونه در جدول 1-1 تعدادی از مزارع بادی نصب شده با ظرفیتهای زیاد آورده شده است]1[.

مطلب مرتبط :   نکات مهم درباره استخراج بیت کوین و خرید بیت کوین

شکل 1-1- افزایش ظرفیت توربینهای بادی نصب شده در جهان ]1[
جدول 1-1- تعدادی از مزارع بادی با ظرفیت زیاد]1[
عنوان مزارع بادی ظرفیت (مگاوات) کشور
Biglow Canyon Wind Farm 450 آمریکا
Buffalo Gap Wind Farm 3/523 آمریکا
Capricorn Ridge Wind Farm 5/662 آمریکا
Dabancheng Wind Farm 500 چین
Fowler Ridge Wind Farm 8/599 آمریکا
Horse Hollow Wind Energy Center 5/735 آمریکا
Panther Creek Wind Farm 458 آمریکا
Roscoe Wind Farm 5/781 آمریکا
Sweetwater Wind Farm 3/585 آمریکا
انتظار میرود در سال 2035 ظرفیت نصبشده منابع انرژی تجدیدپذیر شامل باد، فتوولتاییک و برقآبی در کشور آمریکا 107 گیگاوات شود که بتوانند 23 درصد از کل بار مورد نیاز این کشور را تأمین نمایند]2[. همچنین بسیاری از کشورها در برنامهریزیهای خود از RPS تبعیت میکنند. به این معنا که خود را ملزم ساختهاند تا یک تاریخ مشخص، درصد مشخصی از بار مصرفی خود را از انرژیهای تجدیدپذیر تأمین نمایند.
نیروگاههای بادی یکی از بزرگترین منابع انرژی تجدیدپذیر بوده که در بسیاری از کشورها جایگزین تولیدات متداول سنتی شده و سبب کاهش میزان انتشار گازهای گلخانهای گردیدهاند. همانگونه که گفته شد استفاده از انرژی باد در حال افزایش است. بر اساس گزارش شورای انرژی جهانی باد (GWEC) میزان میزان رشد ظرفیت نیروگاه های بادی بین سالهای 2006 تا 2013 بیش از 330 درصد بوده است که در نمودار و جدول شکل1-2 ، 10 کشور برتر دنیا در زمینه تولیدات بادی به همراه سهم آنها در تأمین برق بادی آورده شده است. این گزارش نشان از گسترش استفاده از انرژی باد در تولید برق در آینده دارد. اما طبیعت موسمی و متغیر تولیدات بادی ممکن است مشخصات سیستم قدرت نظیر ولتاژ، فرکانس و کفایت سیستم را تحت تأثیر قرار داده و آسیبپذیری سیستم قدرت را افزایش دهد. منظور از موسمی بودن باد عدم دسترسی به آن در یک پریود زمانی مشخص و منظور از متغیر بودن باد، تغییرات ساعت به ساعت و کوچک در مشخصه موسمی آن است.
شکل 1-2 : 10 کشور دارای مزارع بادی با ظرفیت بالا