دانلود پایان نامه

فصل پنجم
مقایسه روشهای مختلف خوشهبندی بر اساس ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل مزارع بادی

در این بخش مطالعه قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل منابع تجدیدپذیر باد به صورت نشان داده شده در شکل 5-1 صورت میگیرد. سیستم تولید شامل منابع تولید متعارف و مزارع بادی با ظرفیتهای بالا و قابل وصل به سیستم انتقال میباشد. به منظور تعیین شاخصهای قابلیت اطمینان ابتدا جدول COPT مربوط به واحدهای متعارف به صورت قبل تعیین میشود. مدل قابلیت اطمینان مزارع بادی در بخش قبل تعیین شد. همان گونه که دیده شد این مدل واحدهای بادی را به صورت واحدهای متعارف چند حالته در نظر میگیرد. به منظور تعیین تعداد حالات مناسب این مزارع از روشهای مختلف خوشهبندی استفاده شده و در نهایت تعداد حالتها با ظرفیت و احتمال مربوطه تعیین میگردد. بنابراین به آسانی جدول COPT مربوط به این واحدها تعیین شده و به جدول ظرفیت واحدهای متعارف اضافه شده و COPT کلی سیستم را نتیجه میدهد. با ترکیب این جدول با مدل بار شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم محاسبه میشود.

شکل 5-1- ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل مزارع بادی در سطح اول


5-1- خوشهبندی میانگین فازی
در این قسمت روش خوشهبندی سخت و همچنین خوشه بندی میانگین فازی به منظور تعیین مدل قابلیت اطمینان مزارع بادی مورد استفاده قرار میگیرد. سپس مدل بدست آمده در مطالعه ارزیابی کفایت سیستمهای تست استاندارد استفاده میشوند.
5-1-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان
در این قسمت یک مزرعه بادی شامل 10 توربین 3 مگاواتی V90 در نظر گرفته شده و فرض میشود این مزرعه در منطقه منجیل که دارای پتانسیل وزش باد بالایی است نصب شده است. مدل قابلیت اطمینان هر کدام از واحدها به صورت شکل 3-14 و مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت سرعت باد به صورت شکل 5-2 خواهد بود.

مطلب مرتبط :   پایان نامه با موضوع کارکردهای فرهنگ سازمانی و ابعاد فرهنگ سازمانی

شکل 5-2- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی 30 مگاواتی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت سرعت باد
دادههای مربوط به سرعت باد در منطقه منجیل نیز به صورت نشان داده شده در شکل 3-16 بوده و با اعمال این دادهها به منحنی توربین V90 که در شکل 3-17 نشان داده شده است توان خروجی هر واحد در هر ساعت به دست میآید. منحنی هیستوگرام مربوط به دادههای سرعت باد در شکل 5-3 نشان داده شده است. همانگونه که در این شکل مشخص است دادهها حول دو سرعت یکی نزدیکی 3 متر بر ثانیه و دیگری 15 متر بر ثانیه دارای توزیع مناسبی بوده و نتیجه خوشهبندی میتواند به دو خوشه منتهی گردد. اما نکتهای که باید مورد توجه قرار بگیرد این است که خوشهبندی سرعت باد نمیتواند مدل قابلیت اطمینان مناسب و دقیقی را بدست دهد. اگر این امر صورت پذیرد دادههای نزدیک به همی که کمتر و بیشتر از سرعت قطع بالا قرار دارند ممکن است در یک خوشه قرار بگیرند و منجر به یک توان شوند؛ در حالی که سرعتهای بالاتر از قطع بالا منجر به توان صفر و سرعتهای کمتر از قطع بالا به توان نامی منجر میشوند. بنابراین باید الگوریتم خوشهبندی به دادههای توان خروجی اعمال گردد.

شکل 5-3- هیستوگرام سرعت وزش باد
در این قسمت مدل بدست آمده از تأثیر خرابی اجزا با مدل مربوط به عدم قطعیت سرعت باد ترکیب شده و مدل کلی مزرعه بادی بدست میآید. این مدل در مطالعات قابلیت اطمینان سیستم تست RBTS در سطح کفایت مورد استفاده قرار میگیرد.
5-1-2- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS
این سیستم دارای 240 مگاوات واحد نصب شده شامل 2 واحد 5 مگاواتی، یک واحد 10 مگاواتی، 5 واحد 20 مگاواتی و 3 واحد 40 مگاواتی با پیک بار سالانه 185 مگاوات میباشد. پارامترهای قابلیت اطمینان این سیستم در پیوست اول آورده شده است. مدل بار به صورت یک خط مستقیم بوده که از 100 تا 60 درصد پیک بار ماکزیمم جریان دارد. مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی با مدل قابلیت اطمینان مربوط به سیستم تست ترکیب شده و مقدار متوسط انرژی تأمین نشده در پیک بار 185 مگاوات بدست آورده شده است. نتایج حاصل از برنامهنویسی در محیط نرمافزار متلب مقدار 1883/55 مگاوات ساعت در سال را نشان میدهد.
5-2- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن نقطه میانی به عنوان مرکز خوشه
در این قسمت به منظور کاهش تعداد حالات از روش خوشهبندی یکنواخت به گونهای که مرکز هر خوشه نقطه میانی باشد استفاده میشود. با توجه به اینکه تعداد خوشهها در تعیین مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی بسیار اهمیت دارد در این مطالعه تعداد خوشهها از 4 تا 10 خوشه تغییر داده شده و در هر حالت مدل مربوط به مزرعه بادی بدست آورده شده است. سپس مدل بدست آمده در ارزیابی کفایت سیستم قدرت RBTS همراه با مزرعه بادی استفاده شده است. در جداول زیر مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی در هر کدام از این حالتها آورده شده است:
جدول5-1 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی
احتمال محدوده توان مرکز خوشه حالت