سيستم‌های يکپارچه توليد و انتقال
سيستم‌های يکپارچه توليد و انتقال
سطح سلسله مراتبی دوم به مجموعه توليد و انتقال (سيستم مرکب) ارتباط دارد. در اين سطح، هدف از ارزيابی قابليت اطمينان سيستم، تخمين توانايی سيستم برای رساندن انرژی توليدی نيروگاه‌ها به نقاط اتصال (فصل مشترک) شبکه‌های انتقال و توزيع است. شبکه‌های توزيع در اين مطالعات در نظر گرفته نمی‌شوند.
ارزيابی قابليت اطمينان سيستم‌های مرکب بسيار پيچيده است. زيرا در اين سطح، تأثير تمام ادوات و تجهزات توليد و انتقال بر قابليت اطمينان به طور يکجا در نظر گرفته می‌شود. انجام اين مطالعات يکپارچه مستلزم اين نيست که توليد و انتقال تحت تملک يک شرکت باشند، اما بايد يک مرجع نقش هماهنگ‌سازي، برنامه‌ريزی و بهره‌برداری آن‌ها را عهده دار باشد. در برخی کشورها، يک شرکت هم متولی برنامه‌ريزی است و هم متولی بهره‌برداری. در حالی که در ساير کشورها، اين مسئوليت‌ها بين صاحب شبکه و بهره‌بردار مستقل سيستم تقسيم شده‌اند.
وظيفه سيستم مرکب، توليد انرژی الکتريکی در نيروگاه‌ها و رساندن آن به نقاط اتصال شبکه‌های انتقال و توزيع است. قابليت توليد انرژی کافی برای برآورده کردن تقاضای بارهای شبکه و نيز انتقال آن بدون انحراف از محدوديت‌های عملياتی سيستم را می‌توان با يک يا چند شاخص قابليت اطمينان اندازه‌گيری کرد. در اينجا يادآور می‌شود که در مطالعات برنامه‌ريزی بخش تولید، دغدغه اصلی کفايت سيستم در حالت پايدار است، يعنی اينکه آيا سيستم توليد برای پاسخگويی به تقاضا کفايت دارد يا خير. در اين حالت، رفتار ديناميکی سيستم فقط در فاز بهره‌برداری مورد توجه قرار می‌گيرد.
وقتی سيستم انتقال در تحليل‌ها در نظر گرفته می‌شود، صرف توجه به "کفايت حالت پايدار" ديگر کافی نيست، زيرا در اين حالت تجهيزات انتقال نه‌تنها بايد ظرفيت کافی برای انتقال انرژی مورد نياز را دارا باشد (با حفظ محدوديت‌های حرارتی، ولتاژ و فرکانس)، بلکه بايد بتواند پس از وقوع هر گونه اغتشاش گذرا (مثلاً ناشی از خرابی ناگهانی تجهيزات يا عمليات کليدزنی) پايداری خود را نيز حفظ کنند. به اين ترتيب، تجهيزات انتقال بايد هم در شرايط ايستا و هم در شرايط پويا عملکرد رضايت‌بخشی داشته باشد. ارزيابی حالت ايستا تحت عنوان "کفايت" و توانايی سيستم برای پاسخگويی به اغتشاشات ايجاد شده نيز تحت عنوان "امنيت" شناخته می‌شود. بنابراين، قابليت اطمينان سيستم مرکب تلفيقی است از دو مقوله کفايت و امنيت.
در اينجا بايد توجه داشت که گرچه ارزيابی امنيت سيستم از اهميت فراوانی برخوردار است، اما در حال حاضر تقريباً همه فنون موجود به ارزيابی کفايت سيستم مربوط می‌شوند و ارزيابی احتمالاتی امنيت، موضوعی پژوهشی به شمار می‌رود.
اگر در سيستم توزيع، توليدات پراکنده وجود نداشته باشند، ميزان تقاضای بار از فصل مشترک انتقال و توزيع، برابر با کل تقاضای موجود در شبکه توزيع خواهد بود، اما در صورت وجود توليدات پراکنده، نه‌تنها تقاضای مزبور به اندازه انرژی توليدی آن‌ها کاهش می‌يابد، بلکه پروفيل بار نيز از ديد اين فصل مشترک تغيير می‌کند. از آن‌جا که توليدات پراکنده هميشه فعال نيستند، وجود يا عدم وجود آن‌ها تأثيری در حداکثر تقاضا ندارد اما، از آن‌جا که توليدات پراکنده به هر حال در اکثر مواقع در تأمين بار مشارکت می‌کنند، متوسط تقاضا از ديد فصل مشترک انتقال و توزيع کاهش مي‌يابد. بنابراين، به بيان آماری، واريانس و انحراف معيار الگوی تقاضای بار افزايش می‌يابد. بديهی است که وضعيت پخش بار در سيستم انتقال نيز به همين ترتيب تحت تأثير قرار می‌گيرد.
تأثير موارد فوق را می‌توان با استفاده از رويکردها و روش‌های معمول بخش تولید، مورد ارزيابی قرار دارد. برای اين منظور، بايد پروفيل واقعی اين بار را از ديد کمی مورد بررسی قرار داد. اطلاعات کمی مورد نياز را می‌توان از ارزيابی قابليت اطمينان سيستم توزيع به دست آورد. به طور خلاصه اگر، بتوان الگوی زمانی انرژی توليدات پراکنده را تخمين زد وآن را در كنار نتايج پيش‌بيني بار سيستم قرار داد، مي‌توان الگويي تخميني براي بار مورد تقاضا از سيستم انتقال به دست آورد. اين پروفيل بار اصلاح شده را مي‌توان در ارزيابي قابليت اطمينان بخش تولید، مورد استفاده قرار داد و از اين طريق:
1- رفتار و عملكرد سيستم انتقال را در صورت وجود يا عدم وجود توليدات پراكنده مقايسه كرد.
2- تأثير الگوي جديد پخش بار را در شبكه انتقال تخمين زد.
3- تأثير توليدات جديد را بر نيروگاه‌هاي بزرگ فعلي نشان داد.
رويه‌اي كه براي استفاده از خروجي ارزيابي سيستم توزيع به عنوان ورودي ارزيابي‌هاي بخش تولید، ذكر شد، اساساً رويكرد جديدي به شمار مي‌رود، زيرا رويه‌هاي قبلي HL با رويكرد از بالا به پايين مي‌باشند و و در آن‌ها خروجي سطح HL بالاتر به عنوان ورودي سطح پايينتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد نه برعكس. البته بديهي است كه براي اينكه بتوانيم از اين رويه جديد استفاده كنيم، بايد ابتدا رفتار توليدات پراكنده را مثل رفتار بار پيش‌بيني كنيم. علاوه بر اين، بايد به وابستگي بين خروجي توليدات پراكنده و ميزان تقاضاي بار نيز توجه كرد. مثلاً وزش باد در تابستان مي‌تواند از سويي خروجي توربين‌هاي بادي را افزايش دهد و از سوي ديگر موجب كاهش بارهاي سرمايشي موجود در شبكه شود.
هر چند در گذشته ارزيابي قابليت اطمينان سیستمهای تولید و انتقال چندان معمول و مرسوم نبوده است، اما رقابتي شدن محيط صنعت برق و رشد فزاينده توليدات پراكنده به خصوص انرژي‌هاي تجديدپذير موجب افزايش اهميت آن خواهد شد زيرا از سويي بايد اطمينان حاصل شود كه در محيط رقابتي با همه طرف‌هاي دست‌اندركار برنامه‌ريزي‌ها و مبادلات انرژي به طور عادلانه ومنصفانه رفتار مي‌شود و از سوي ديگر، تصميم‌گيري عملياتي بايد بر اساس بررسي‌هاي فني و اقتصادي باشد كه بخشي از اطلاعات مورد نياز آن‌ها را مي‌توان از ارزيابي‌هاي كمي قابليت اطمينان به دست‌آورد.
در اينجا ذكر اين نكته حائز اهميت است كه سيستم توزيعي كه در آن توليدات پراكنده وجود دارند شبيه به سيستم مركب توليد و انتقال است و از اين رو مي‌توان فنون و مدل‌هاي مطالعات سیستمهای تولید و انتقال را در چنين سيستم توزيعي مورد استفاده قرار داد. البته بايد توجه داشت كه گرچه اين كار به لحاظ مفهومي درست به نظر مي‌رسد، اما اهداف ارزيابي سیستمهای تولید و انتقال با آنچه كه در سطح توزيع مورد نياز است، متفاوت است. در سیستمهای تولید و انتقال مي‌خواهيم توانايي تأمين انرژي در فصل‌مشترك انتقال و توزيع را ارزيابي كنيم (يعني مصرف كنندگان به طور مستقيم در ارزيابي لحاظ نمي‌شوند) در حاليكه هدف سيستم توزيع تأمين برق مصرف كنندگان نهايي است.
وبلاگ همه چیز درباره نیروگاه وبلاگی تخصصی درباره نیروگاه است که به صورت تخصصی به مطالب مرتبط با نیروگاه اعم از مکانیک, ابزاردقیق والکتریک میپردازد