دانلود پایان نامه

(3-2)
با توجه به رابطه 3-2 و بر اساس دادههای قابلیت اطمینان اجزای تشکیل دهنده واحد بادی که در جدول 2-2 آورده شده است مدل قابلیت اطمینان واحد بادی به صورت نشان داده شده در شکل 3-14 خواهد بود:

شکل 3-14- مدل قابلیت اطمینان واحد بادی با در نظر گرفتن نرخ خرابی اجزا
حال یک مزرعه بادی که از تعداد N توربین بادی مشابه تشکیل شده است در نظر گرفته میشود. هر کدام از توربینها بر اساس مدل قابلیت اطمینان به دست آمده در شکل 3-14 میتوانند به دو صورت سالم و یا خراب باشند. بنابراین مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی به صورت شکل 3-15 دارای N+1 حالت خواهد بود. در این مدل نرخ گذر بین حالتهای مختلف نشان داده شده است.

شکل 3-15- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی شامل N توربین مشابه
در مدل ارائه شده در شکل 3-15 احتمال حالت mام، حالتی که m-1 توربین خراب است بر اساس قانون احتمالات از رابطه 3-3 بدست میآید.
(3-3)
3-2-1-2- تأثیر عدم قطعیت سرعت باد بر مدل قابلیت اطمینان واحد بادی
در این مرحله تأثیر متغیر بودن سرعت وزش باد بر مدل قابلیت اطمینان واحد بادی مورد مطالعه قرار میگیرد. سرعت باد با توجه به شرایط آب و هوایی در طول سال، روز و حتی ساعت متغیر میباشد. در شکل 3-16 سرعت وزش باد برای منطقه منجیل در سال 2008 به صورت ساعت به ساعت (8760 داده) آورده شده است ]24[. این دادهها توسط سازمان انرژیهای نو ایران (سانا) جمعآوری شده است.
همانگونه که مشخص است سرعت باد به صورت تصادفی بوده و در طول زمانهای مختلف مقادیر متفاوتی را اختیار میکند. برای به دست آوردن توان خروجی توربین بادی از منحنی توان توربین که توسط سازنده داده شده است استفاده میشود. منحنی توان توربین V90 ساخت کارخانه Vestas دانمارک در شکل 3-17 نشان داده شده است ]25[. این توربین بادی دارای ظرفیت 3 مگاوات بوده و بر اساس تکنولوژی ژنراتور القایی دو سو تغذیه کار میکند. در این تحقیق روش پیشنهادی تعیین مدل قابلیت اطمینان واحد بادی به این توربین اعمال شده و مدل بدست آمده در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت استفاده میشود.

مطلب مرتبط :   پایان نامه مدیران و کارکنان و همبستگی پیرسون

شکل 3-16- الگوی وزش باد در سال 2008 در منطقه منجیل در ارتفاع 40 متری به صورت ساعت به ساعت

شکل 3-17- منحنی توان توربین V90 ]25[
برای یک توربین بادی بر اساس دادههای سرعت باد و منحنی توان توربین، مقدار توان خروجی با فرض سالم بودن توربین به دست میآید. از آنجا که تغییرات سرعت باد به صورت پیوسته میباشد توان خروجی توربین بادی نیز به صورت پیوسته بوده و دارای مقادیر متنوعی میباشد. وجود تعداد زیادی حالت برای توان خروجی واحد بادی به منظور انجام مطالعات قابلیت اطمینان مناسب نمیباشد و باید به کمک تکنیک خوشهبندی تعداد حالتها کاهش یابد. با انتخاب روش مناسب خوشهبندی میتوان تعداد مناسب حالتها و همچنین مرکز خوشهها که به عنوان ظرفیت هر حالت استفاده میشوند را تعیین نمود. روشهای خوشهبندی متفاوتی وجود دارد که در این تحقیق هدف این است که از بین این روشها مناسبترین روش انتخاب گردد.
پس از اعمال روش خوشهبندی تعداد حالتها (کلاسترها)، مرکز حالتها و دادههای متعلق به هر حالت تعیین میشوند. با استفاده از روش فرکانس و تداوم احتمال هر کدام از این حالتها و نرخ انتقال از یک حالت به حالت دیگر مطابق روابط زیر به دست میآید ]27[:
(3-4)
در رابطه فوقij λ نرخ گذر از حالت iام به حالت jام، Nij تعداد دفعاتی که گذر از حالت iام به حالت jام اتفاق افتاده و Ti کل مدت زمان دوام در حالت iام میباشد.
(3-5)