عنوان پایان‌نامه
بهینه یابی توسعه ظرفیت نیروگاهی ایران..
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2140;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53466
- تاریخ دفاع
- ۱۶ اردیبهشت ۱۳۹۱
- دانشجو
- سیدمحمدهادی نوربخش
- استاد راهنما
- حامد شکوری گنجوی
- چکیده
- افزایش روزافزون تقاضای انرژی الکتریکی، کاهش منابع فسیلی، خطرات زیست‌محیطی گازهای آلاینده و توسعه‌ی پایدار، مجموعه‌ی عواملی است که سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی برای توسعه‌ی ظرفیت نیروگاهی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تعریف ساختار مدل‌سازی مناسب با هدف یافتن پاسخی بهینه، که مجموع عوامل نامطلوب، پتانسیل‌های منطقه‌ای در تولید و نیز هزینه‌های تحمیلی به سیستم انرژی را کمینه کند، مهم‌ترین اقدام در برنامه‌ریزی توسعه‌ی ظرفیت نیروگاهی است. در پژوهش حاضر جهت مدل‌سازی بهینه‌یابی توسعه‌ی ظرفیت نیروگاهی، در ابتدا مدل خطی رگرسیونی داده‌ی پنلی با هدف محاسبه‌ی هزینه‌ی انتقال انرژی الکتریکی به صورت منطقه‌ای طراحی و اجرا گردیده است. سپس با بهره‌گیری از نتایج مدل رگرسیونی، مدل عدد صحیح مختلط جهت بهینه‌یابی توسعه‌ی ظرفیت نیروگاهی با توجه به پتانسیل‌های انرژی تجدیدپذیر در مناطق مختلف جغرافیایی با محدودیت برآورد تقاضا و هدف کمینه‌سازی هزینه‌ها، طراحی و اجرا شده است. نیروگاه‌های فسیلی تولید متمرکز و پراکنده با سوخت گاز و ذغالسنگ، نیروگاه‌های تجدیدپذیر متمرکز شامل مزرعه‌ی بادی فراساحلی و دودکش خورشیدی و تکنولوژی‌های تولید پراکنده‌ی تجدیدپذیر (بادی و خورشیدی)، به عنوان نیروگاه‌های تولید‌کننده در ساختار مدل مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج مدل داده‌ی پنلی نشان می‌دهد این مدل به نسبت سایر مدل‌های خطی نسبت به برآورد هزینه‌ی انتقال کاملاً کارا است. با محاسبه‌ی تابع هزینه‌ی انتقال از مدل داده‌ی پنلی و استفاده از آن در مدل عدد صحیح مختلط، این مدل در سه سناریو پایه، سناریو کاهش هزینه‌های سرمایه‌ای تکنولوژی‌های خورشیدی و سناریو افزایش هزینه‌های گازهای آلاینده اجرا گردیده است. نتایج نشان می‌دهد با ثبات شرایط فعلی در آینده سهم تکنولوژی‌های فسیلی تولید پراکنده در تمامی مناطق و تکنولوژی‌های بادی در مناطق دارای پتانسیل رشد چشم‌گیری خواهد داشت. در صورت تحقق سناریو دوم، تکنولوژی‌های خورشیدی آینده‌ی تولید غیرمتمرکز را رقم خواهند زد. همچنین در سناریو سوم تکنولوژی‌های بادی و خورشیدی در تمامی مناطق سهم قابل توجهی از توسعه‌ی ظرفیت را به خود اختصاص خواهند داد.
- Abstract
- Development of distributed generation technologies in order to meet drastically increasing electricity demand is absolutely related to its costs. These costs comprising various elements with different effects could have positive or negative impact on economical feasibility of technology replacement. Inconsistency of generated electricity due to environmental conditions and high levelized cost of electricity are the two major parts that could bias large fossil fuel power plant against embedding distributed renewable energy technologies. On the other hand, emission costs of fossil fuel power plants, anticipated surging of fossil fuel (including natural gas, oil, etc) price in the future and transmission costs of electricity from power plant to distributed networks are the cost elements which could increase overall cost of central networks based on large fossil fuel power plant. In order to economically optimize development of a vast national electricity supply system taking account of regional potential to project generation share of each technology, calculating cost elements of the two major systems (distributed generation technologies and large fossil fuel power plant) is necessary. Regarding the fact that transmission costs are the completely major determinant in cost components of each system, the main advantage of utilizing distributed generation in large areas enclosing hundreds of massive consumption points will omit transmission cost. Thus, obtaining a relation between the structure of consumption, anticipated demand of its points and transmission costs will result in the ability to optimize future electricity supply system. At first, this thesis with considering Iran’s comprehensive national energy plan, which is based on 16 different regions, extracts a specific relation between electricity transmission lines cost, consumption of every region and structure of suppliers and consumers geographical place. A panel data analysis is used to extract a cost relation model for the regions. In the second step, a mixed-integer generation expansion planning model is designed and ran in order to find generation share of each technology in fifteen years planning horizon. The model has been implemented in three different scenarios encompassing base scenario, rapid reduction in photovoltaic technologies levelized cost scenario and CO2 emission soaring cost scenario. The obtained results represent the rapid growth of distributed generation share (natural gas-based technologies and wind turbines), considering the assumption of the base scenario. Results of the second scenario express proliferating in photovoltaic technologies in the middle of planning horizon, could lead to a generation expansion planning with lower total cost. Finally, third scenario implementation shows significant increase in the share of wind turbines and photovoltaics as distributed generation.
