15000 تومان
افزودن به سبد خرید
0 فروش 164 بازدید
جزئیات محصول
تعداد قسمت: 1
پسوند فایل: zip
حجم فایل: 1MB
فایل راهنما: ندارد
بسته نصبی: ندارد
امکانات: شامل فایل pdf مقاله لاتین و فایل word ترجمه فارسی (34 صفحه)
تاریخ انتشار: 29 دسامبر 2018
دسته بندی: ,

تبلیغات

تعهد واحد با هزینه سیکلی دینامیکی

چکیده

رقابت های افزایش یافته در بخش الکتریسیته و یکپارچه سازی منابع انرژی تجدید پذیر متغیر، باعث ایجاد سیکل های تکرار شونده بیشتری در کارخانه حرارتی می شود. بنابراین استهلاک و فرسودگی اجزای ژنراتور و هزینه های مربوطه، یک نگرانی رو به رشد برای صاحبان کارحانه ها و اپراتورهای سیستمی می باشد. این مقاله فرمولاسیونی را ارائه می کند که می تواند در یک مدل گسیل MIP به هزینه های سیکلی مدل دینامیکی بر مبنای عملکرد واحد اجرا گردد. وقتی که برای یک سیستم آزمایشی اجرا می شود، نتایج نشان می دهد که هزینه های سیکلی مدل سازی، عملکرد سیکلی را کاهش داده و در طول زمان، تمایل به تغییر دادن مقیاس شایستگی دارد. این مسئله موجب ایجاد مسئولیت برای عملکرد سیکلی شده و به صورت عادلانه تری در سهام کارخانه توزیع شده و هزینه های کلی سیستم را نسبت به زمانی که هزینه های سیکلی مدل نمی شود، کاهش می دهد.

واژه های کلیدی: مدل سازی سیستم های قدرت، تولید برق حرارتی

مقدمه: رقابت افزایش یافته در بخش تولید الکتریسیته با آرایش بزرگ مقیاس منابع تجدیدپذیر انرژی متغیر، نیروی باد به طور خاص، زوج گردید ومنجر به افزایش چرخه زنی کارخانه ای در سیستم های قدرت در جهان شده است. چرخه زنی می تواند به صورت راه اندازی های مکرر یا رمپینگ های واحد توصیف گردد. برخی از انواع تولیدها (مثل هیدرو یا توربین های گازی سیکل باز) برای چرخه زنی تکرار شونده مناسب تر هستند، اما برای موارد دیگر، بخصوص واحدهای طراحی شده برای عملکردهای پایه-بار، چرخه زنی می تواند منجر به خسارت های زیادی در اجزای کارخانه گردد که نیازمند پشتیبانی بیشتر می شود و سرعت های راه خروجی را به اجبار افزایش می دهد. شوک حرارتی، خستگی فلز، خوردگی، سایش و پوسیدگی حرارتی از جمله خسارات معمول بوده که از فرایند چرخه ای ناشی می شود و تلاش نموده است که این عملیات را با اتصال قیود رمپینگ در الگوریتم گسیل شده محدود نماید. در غیاب چنین محدودیت هایی، استهلاک و فرسودگی که از فرایند سیکلی ناشی می شود متحمل هزینه نگهداری افزایش یافته برای ژنراتورها خواهد شد و بعلاوه اینکه کاهش بازده به دلیل راه خروجی با تکرار بیشتر وطولانی تر، افزایش در هزینه های سوخت به دلیل راه اندازی های مکررتر و کاهش در بازده کارخانه و هزینه های اضافی سرمایه  به دلیل جایگزینی در اجزا قابل پیش بینی است. مطالعات بیان نمود که این هزینه های در رابطه با فرایند سیکلی بالا بوده اما کمی کردن آن به طور دقیق، چالش برانگیز است. سطح استهلاک و فرسودگی برای یک واحد که عملیات سیکلی را متحمل می شود به فاکتورهای مختلفی شامل تاریخچه عملکرد کارخانه(مثلا اینکه چه مقدار دچار خسارت خزش شده است) و طراحی مهندسی کارخانه بستگی دارد. همچنین مشاهده زمان تلف شده از سالهای مختلف یعنی از زمانی که چرخه رخ می دهد تا زمانی که خسارت خود را نمایان می کند نیز معمول می باشد.

تحقیق مرتبط با هزینه سیکل تولید، توسط انیستیتوی تحقیقاتی نیروی الکتریکی (EPRI) و موسسه Intertek Aptech انجام گردید و روشهای بکار رفته می تواند به صورت بالا-پایی (آنالیزهای استاتیکی) یا ته-بالا (مدل سازی های اجزایی) دسته بندی گردد. EPRI یک روش مطالعه بالا-پایین که از مدلهای رگرسیون چندمتغیره استفاده می نماید را جهت آنالیز رژیم های عملکردی در ۱۵۸ واحد از شرکت های الکتریکی موجود در شمال آمریکا(NERC)که تولید کننده سیستم داده ای مقبولیت یافته(GADS) و داده های بررسی های انتشاری ممتد(CEMS) در تلاش برای شناخت الگوهای در ارتباط با عملکرد کارخانه مر بوط به هزینه های بکار رفته برای بهبود سرمایه، را بکار برد. اگرچه تناقض در محاسبه تمرین ها بین واحدهایی که مدلسازی را پیچیده نموده مشاهده گردید و هیچ همبستگی خاصی مشاهده نگردید. Intertek Aptech ترکیبی از مدلهای بالا-پایین بر مبنای عملکردهای تاریخی، خروجی اجبارشده و داده های با ارزش و همچنین روش های کف-بالا که تنشهای عملکردی را محاسبه می نماید و هزینه های مربوط به عمر اجزای بحرانی جهت تعیین هزینه های سیکلی برای واحدهای تولیدی شخصی را بکار برد. Intertek Aptech هزینه های سیکلی را برای بیش از ۳۰۰ واحد تولیدی آنالیز نمود و مشاهده کرد که هزینه سیکلی مربوط به یک نیروگاه فسیلی-آتشی مرسوم می تواند مابین ۲۵۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ دلار در هر سیکل شروع/توقف باشد که به دوره واحد، تاریخچه عملکرد و جزئیات طراحیبستگی دارد و این هزینه ها اغلب به طور ناخالص ناچیز درنظر گرفته می شود.

اگرچه درنظر نگرفتن این هزینه ها موجب گسیل غیراقتصادی کارخانه می گردد، هنوز بازارها اجزای هزینه سیکلی خاص را در مکانیزمهای مزایده ای درنظر نمی گیرند و یا در بهترین هزینه های سیکلی در هزینه های راه اندازی یا عملکردی ژنراتور دسته بندی می گردد. بسته به رژیم عملیاتی یک کارخانه، این هزینه های مربوط به چرخه می تواند سریع جمع گردد و بنابراین با ویژگی های کارخانه شامل سرعت گرمایش، که به طور نمونه در طول مقیاس زمانی طولانی تغییر می کند، ناهمسان است. بنابراین برای امتحان کردن تاثیر این هزینه ها به طور دقیق، می بایست به صورت دینامیکی به گونه ای که آنها در پروسه بهینه سازی بر مبنای اینکه چگونه واحد مربوطه عمل می کند، مدل سازی گردند و بنابراین می تواند تصمیمات گسیلی را تحت تاثیر قرار دهد.

این مقاله یک فرمولاسیون جدید را جهت مدل سازی دینامیکی این هزینه های سیکلی، که می تواند در یک واحد برنامه نویسی اینتیجر مخلوط (MIP) و یک مدل گسیلی اقتصادی جمع آوری گردد. این مسئله به ایجاد مدل سازی دقیق تر از این هزینه ها و آزمایش اینکه چگونه این موارد در ارتباط با رژیم عملکردی کارخانه قرار می گیرد، کمک می نماید. این فرمولاسیون یک هزینه چرخه ای را که با هر راه اندازی اضافی کارخانه افزایش می یابد و یا با تابع هزینه نهایی به صورت خطی، تکه ای خطی یا پله ای شکل کاهش می یابد. یک بررسی موردی شامل تعیین اینکه چگونه هزینه های سیکل دینامیکی اجرایی برای یک سیستم آزمایشی در طول یک دوره بیش از سه ساله گسیل های نتیجه شده را تحت تاثیر قرار خواهد داد، که این مسئله نسبت به سناریویی است که در آن هزینه سیکلی در نظر گرفته نشده است. این روش جدید جهت مدل کردن هزینه چرخه برای مطالعات مربوط به طراحی طولانی مدت که می تواند برای انعکاس اثر پیرسازی بر یک کارخانه در طول زمان استفاده گردد به طورخاص مناسب است. همچنین ممکن است کاربردهایی برای مدلهای بازاری جهان واقعی داشته باشد که می تواند واحد مشابهی را از اینکه به صورت مکرر به سیکل گسیل گردد سست نماید که این کار را با متحمل شدن هزینه اضافه جهت انعکاس استهلاک و فرسودگی به آن واحد، که نتیجتا می تواند موقعیت خود را در نظم شایستگی تغییر دهد انجام می دهد.

این مقاله به صورت زیر دسته بندی شده است: بخش II جزئیات مربوط به فرمولاسیون هزینه های سیکلی دینامیکی، بخش III یک مدل تعهد واحد و یک مدل گسیلی اقتصادی مورد استفاده جهت انجام فرمولاسیون هزینه سیکلی دینامیک را توصیف می نماید و همچنین سیستم آزمایشی را توصیف می کند، بخش VI جزئیات مربوط به نتایج کیس مورد بررسی را ارائه می کند و بخش V یافته ها را به طور خلاصه بیان می کند.

Unit Commitment With Dynamic Cycling Costs

Abstract

Increased competition in the electricity sector and the integration of variable renewable energy sources is resulting in more frequent cycling of thermal plant. Thus, the wear-and-tear to generator components and the related costs are a growing concern for plant owners and system operators alike. This paper presents a formulation that can be implemented in a MIP dispatch model to dynamically model cycling costs based on unit operation. When implemented for a test system, the results show that dynamically modeling cycling costs reduces cycling operation and tends to change the merit order over time. This leads to the burden of cycling operation being more evenly distributed over the plant portfolio and reduces the total system costs relative to the case when cycling costs are not modeled.

لینک مقاله اصلی در IEEE:

https://ieeexplore.ieee.org/iel5/59/4374138/06189770.pdf

افزودن به سبد خرید

لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد

محصولات پر فروش

پر فروش ترین محصولات فروشگاه روکساوب