وبلاگ

:
در صنعت برق طراحی و بهره برداری بهینه و موثر اقتصادی همواره مورد نظر بوده است. تا سال 1973 میلادی و قبل از تحریم نفتی كه منجر به افزایش سرسام آور قیمت نفت گردید، شركت های تولید برق در ایالات متحده امریكا حدود 20 درصد از كل درآمد خود را صرف هزینه سوخت می كردند كه تا سال 1980 میلادی این رقم به حدود 40 درصد رسید. در دوره پنج ساله متعاقب 1973 میلادی هزینه سوخت، نرخ رشد سالیانه ای معادل 25 درصد داشته است. ارقام فوق نمایشگر اهمیت استفاده
مؤثر از مواد سوختی است كه غالبا به صورت غیر قابل تجدید مورد استفاده قرار می گیرند. افزایش پیوسته قیمت مواد سوختی و نیز تورم سالانه باعث شده است كه همواره بهره برداری اقتصادی از سیستم های تولید انرژی الكتریكی مورد توجه و مطالعه قرار گرفته باشد.
معمولا مصرف كل یک سیستم قدرت در حال كار از ظرفیت نصب شده و قابل بهره برداری آن كمتر است. این تفاوت حتی در سیستم های قدرتی كه با كمبود تولید برق در ساعات اوج مصرف مواجه اند، در قسمت عمده ای از ساعات شبانه روز به چشم می خورد، لذا امكان انتخاب بهینه واحدهای تولید كننده برای تامین مصرف برق در هر فاصله زمانی چند دقیقه ای كه میزان مصرف تقریبا ثابت می ماند، به عنوان یک مساله توزیع بهینه بار مطرح می شود.

در مطالعه و بررسی مسائل مربوط به بهره برداری از سیستم های قدرت، پارامترهای زیادی مورد توجه قرار دارند. در بهره برداری اقتصادی یكی از مهم ترین این پارامترها مجموعه مشخصات ورودی و خروجی واحدهای تولید انرژی است. در تعریف مشخصات یک واحد، از واژه ورودی ناخالص در مقابل خروجی خالص صحبت می كنیم. ورودی ناخالص، ورودی كلی به واحد، بر حسب دلار بر ساعت، مقدار 

سوخت بر ساعت یا هر مشخصه دیگر است و خروجی خالص واحد، شامل انرژی الكتریكی حاصله از ژنراتور می باشد.

در توزیع بهینه بار می توان به ملاك های مختلفی توجه نمود. معمولا كمینه شدن هزینه سوخت به عنوان عمده ترین هزینه قابل كنترل تولید، یكی از اهداف اصلی موردنظر است. همچنین تامین انرژی الكتریكی مورد تقاضا با قابلیت اعتماد بالا و مطمئن كه با شاخص های گوناگونی مانند ظرفیت ذخیره گردان و غیره سنجیده می شود، می تواند به صورت یک تابع هدف دیگر و یا به شكل قیود دیگری به مسئله اضافه گردد. بنابراین به طور اختصار مسئله توزیع بهینه بار را می توان به صورت یک مسئله كمینه سازی هزینه تولید تحت شرایط برقراری قیود مختلف، در نظر گرفت. در این نوع مسئله فرض بر این است كه بار مصرفی كل سیستم معلوم است و هدف تعیین سهم بهینه تولید واحدهای روشن برای تامین این بار می باشد. با توجه به اینكه واحدهای حرارتی بسته به نوع سوخت و ساختمان فیزیكی آنها زمان قابل توجهی برای راه اندازی و اتصال به شبكه نیاز دارند و این زمان برای بعضی از نیروگاه ها به یک ساعت و یا بیشتر می رسد، لازم است از یک تا چند شبانه روز قبل برنامه ریزی و پیش بینی لازم برای روشن بودن واحدهای مناسب و راه اندازی آنها قبل از زمان تولید مورد نظر صورت پذیرد. به این برنامه ریزی كوتاه مدت اصطلاحا تعیین واحد می گوییم.
مسئله بهینه سازی به دلیل بزرگی ابعاد مسئله، غیر خطی بودن و وجود متغییرهای پیوسته و صحیح (صفر و یك) بسیار پیچیده است. حل ریاضی آن اولین بار در سال 1966 توسط شخصی به نام لاوری (Lowery) با بهره گرفتن از روش برنامه ریزی دینامیكی  (پویا) انجام شد. ولی با رشد صنعت برق و بزرگتر شدن ابعاد شبكه و نیز محدودیت حافظه و سرعت كامپیوترها در آن زمان، این روش ها جوابگو نبودند.
بدین ترتیب روش های تجربی مطرح شدند كه با ابتكار و تغییر در روش های كلاسیک و ریاضی، از مشكلات فوق تا حدودی كاسته شد. با روی كار آمدن روش های هوش مصنوعی (هوشمند)، دریچه تازه ای برای محققین گشوده شد. این روشها دارای سرعت بالا و نیز قابلیت یادگیری می باشند.
تلاش در جهت یافتن الگوریتم های كارایی كه توانایی رسیدن به پاسخ بهینه و كاهش زمان اجرای محاسبات را داشته باشند هنوز ادامه دارد و علاوه بر آن تابع هدف مسئله بهینه سازی در مدار قرار گرفتن واحدها و قیود مربوطه به سمت واقعی تر هدایت شده اند. به هر حال با توجه به اهمیت حل مسئله مدار قرار گرفتن واحدها در كاهش هزینه تولید انرژی و بهره برداری صحیح از سیستم، جلوگیری از فرسودگی تجهیزات و افزایش طول عمر مفید قطعات، از موضوعات پویا و فعال برنامه ریزی سیستم قدرت بوده كه در حال توسعه است.