عنوان پایان‌نامه
طراحی و بهره برداری همزمان نیروگاههای تلمبه ذخیره ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4379;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48711
- تاریخ دفاع
- ۱۱ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- سولماز رسول زاده غریبدوستی
- استاد راهنما
- عبدالحسین هورفر, امید بزرگ حداد
- چکیده
- با افزایش مصرف انرژی در سراسر جهان که ناشی از افزایش جمعیت و رشد تکنولوژی می¬باشد، نیاز به توسعه منابع تولید انرژی به خصوص در ساعات پیک مصرف، به شدت احساس می¬شود. از طرف دیگر فرکانس و ولتاژ دو پارامتر مهم در کنترل و بهره¬برداری از شبکه برق بوده و تغییرات ایجاد شده در آنها منجر به ایجاد صدماتی به تجهیزات نیروگاه، وسایل مشترکان، عدم تعادل شبکه و در بعد وسیعتر فروپاشی شبکه می-گردد. از اینرو عکس¬العمل سریع در تصحیح فرکانس و ولتاژ شبکه و همچنین ایجاد تعادل در تولید و مصرف انرژی و به تبع آن کنترل فرکانس و ولتاژ شبکه یکی از عوامل تعیین کننده در پایداری شبکه¬های انتقال و توزیع می¬باشد. نیروگاه تلمبه ذخیره¬ای به عنوان یک تکنولوژی ذخیره انرژی الکتریکی در کنار تکنولوژیهای تولید به جهت فائق آمدن بر این مشکل در بسیاری ازسیستمهای عرضه انرژی الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. اغلب این تأسیسات بزرگ مقیاس و پیچیده بوده و ساخت آنها علاوه بر هزینه¬های اجرایی سنگین، می¬تواند بر فعالیتهای اقتصادی دیگر در داخل حوضه آبریز و حتی در ورای آن تأثیر می¬گذارد. لذا بررسی اقتصادی این نیروگاهها از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اهمیت بالای این سیستم¬ها و هزینه¬های اجرایی بالای این طرحها و از طرفی محاسن طراحی و بهره¬برداری بهینه همزمان از قبیل کاهش هزینه¬ها، در این پژوهش به بهینه¬سازی طراحی و بهره¬برداری همزمان این نیروگاهها به منظور بیشینه کردن میزان سود حاصله از این تأسیسات در سیستم مخازن در حال طراحی خرسان 1 و 2 در منطقه خوزستان توسط برنامه¬ریزی غیرخطی پرداخته شده است. به منظور برآورد عکس العمل طراحی و بهره¬برداری این سیستم¬ها به قیمت¬های مختلف فروش برق و تحلیل حساسیت نتایج آنها، از قیمت¬های مختلف فروش برق تولیدی استفاده شده است. در نهایت نتایج سیستم¬های تلمبه ذخیره¬ای در منطقه طرح با سیستم¬¬های برقابی در همان منطقه مقایسه شده است تا توجیه¬پذیری اقتصادی وجود سیستم¬های تلمبه -ذخیره¬ای در آن منطقه نسبت به سیستم¬های برقابی مشخص شود. به منظور مقایسه این دو سیستم با یکدیگر چهار معیار در نظر گرفته شد. معیار اول سود طراحی و بهره¬برداری از تأسیسات، معیار دوم نسبت درآمد به هزینه طراحی و بهره¬برداری از تأسیسات، معیار گروه سوم معیارهای کارآیی سیستم و معیار چهارم انرژی¬های تولیدی (انرژی متوسط، مطمئن و ثانویه) توسط تأسیسات در نظر گرفته شد است. از نتایج به عمل آمده مشخص شد در منطقه مورد مطالعه با هزینه کردن جهت ساخت مخازن و نیروگاههای برقابی خرسان 1 و 2 به صورت سری در امتداد هم، می¬توان به مقدار بالاتری از 3 معیار اول و دوم، چهارم در نظر گرفته شده نسبت به زمانی که مخازن به صورت تک مخزنه برقابی در منطقه احداث شوند دست یافت. بطوریکه با افزایش 64% هزینه ساخت و بهره¬برداری از سیستم تک مخزنه خرسان 2، برای دومخزنه کردن سیستم و ترکیب آن با خرسان 1، 86% سود و 78% انرژی متوسط افزایش می¬یابد. همچنین مشخص شد وجود تأسیسات تلمبه ذخیره-ای در حد فاصل مخازن خرسان 1 و 2 و وجود یک نیروگاه برقابی در پایین دست مخزن خرسان 1، دارای مقادیر بالاتر 4 معیار انتخابی نسبت به وجود نیروگاه برقابی در پایین دست هر دو مخزن در طول دوره 50 سال بهره¬برداری از تأسیسات می¬باشد. از طرف دیگر نتایج نیروگاه تلمبه ذخیره¬ای دارای حساسیت بالاتری نسبت به نیروگاه برقابی به افزایش قیمت فروش برق تولیدی دارد.
- Abstract
- Population growth and technology development lead to increased energy consumption around the world. Therefore developing energy sources, especially in the peak hours is necessary. In other hand the both of frequency and voltage are significant parameters in the control and operation of the electricity network and the variation of those parameters caused the lot of damage to the power plain equipments, subscriber devices, and imbalances in network, even in the wider dimension, a variation of those parameters lead to network collapse. Hence fast response for correcting frequency and voltage of the network, making balance in production and consumption of energy and also controlling frequency and voltage of the network is determinant factors in the sustainability of the network. Pumped storage technology has been considered as a stored electrical energy technology for overcoming the problem beside of many electrical energy production systems. Most of the installations are large scale and very complicated and addition to the heavy costs of construction, they can affect on the other economical activities within the catchment. Therefore economical assessment of pumped storage has a high importance. Due to the high importance of these systems, the heavy costs of these projects and advantages of the simultaneous optimal design and operation such as decreasing costs, by considering the kerosene tanks system 1 and 2, in the khozestan region as a case study, the main purpose of this research is optimizing design and operation simultaneously in order to maximize the benefits of these installations. This research intended to use nonlinear programming and for assessing the design and operation repercussion, sensitivity analyses of the electricity prices have been applied and discussed. The economical explain ability of pumped storage systems has been discussion by comparing the results of pumped storage systems with the results of hydroelectric systems in a same region. In order to compare two systems, four criteria have been defined. The first criteria is the difference between benefit and the cost of design and operation, the second criteria is the ratio of benefit-cost of design and operation, the third criteria is reliability and the fourth criteria is the energy production (average, safe and secondary) The results determine that benefit of construction the reservoirs and hydroelectric power plants of khersan 1 and 2 in series form, have been achieved higher ranked in all of four criteria by comparing to single hydroelectric reservoirs. Also the results have been proved that having the pumped storage installation interspaces of two reservoirs khersan 1 and 2, and existence a hydroelectric power plant in downstream of reservoir of khersan 1, achieved higher rank in all of four criteria by comparing to the existence of hydroelectric power plant in downstream of two reservoirs along of 50 years of operation from this installation.
