وبلاگ

امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی روند استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر به ویژه توربین­های بادی به منظور تولید برق در کشورهای مختلف دنیا افزایش یافته است. از طرف دیگر توان تولیدی توربین­های بادی وابسته به سرعت باد بوده و با توجه به عدم قطعیت سرعت باد، توان خروجی این نیروگاه­ها متغیر می­باشد. این امر بر مسائل مختلف سیستم قدرت از جمله قابلیت اطمینان تأثیر می­گذارد. به منظور بررسی تأثیر مزارع بادی بر مطالعات قابلیت اطمینان سیستم قدرت نیاز به یک مدل تحلیلی قابلیت اطمینان می­باشد که در این مدل هم خرابی اجزا و هم عدم قطعیت سرعت باد در نظر گرفته می­ شود. با توجه به اینکه تنوع توان­های خروجی مربوط به توربین بادی بسیار زیاد می­باشد لازم است به کمک تکنیک خوشه­بندی تعداد حالت­های مربوط به مدل قابلیت اطمینان این توربین­ها کاهش یابد. در این مقاله به منظور تعیین تعداد حالات مناسب برای مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی روش­های خوشه­بندی مختلف مورد استفاده قرار گرفته و نتیجه می­ شود که بر اساس معیار متوسط انرژی تعیین نشده روش فازی میانگین مناسب­ترین روش می­باشد.
پیشگفتار

در سال­های اخیر استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به خصوص انرژی باد به منظور تولید برق در سراسر جهان رشد زیادی داشته است. پاک بودن و نداشتن مشکلات زیست محیطی، ارزان بودن و نداشتن نگرانی از پایان یافتن منابع این انرژی­ها از دلایل این امر بوده است. از طرف دیگر توان تولیدی این نیروگاه­ها بدلیل وابستگی به منابع تجدیدپذیر در طول زمان متغیر بوده و نمی­توان توان ثابتی از این نیروگاه­ها انتظار داشت. به عنوان نمونه توان تولیدی نیروگاه­های بادی به سرعت باد وابسته بوده و چون سرعت باد تغییر می­ کند توان تولیدی نیز متغیر خواهد بود. این امر بر مسائل مختلف سیستم قدرت شامل این نیروگاه­ها از جمله قابلیت اطمینان تأثیر می­گذارد. بر همین اساس لازم است در سیستم­های قدرت امروزی که درصد قابل توجهی از توان را نیروگاه­های بادی تولید می­ کنند مطالعه دقیق­تری در زمینه قابلیت اطمینان صورت پذیرد. در این تحقیق با در دست داشتن داده ­های ساعت به ساعت سرعت باد و منحنی توان توربین نیروگاه­های بادی توان خروجی واحدهای بادی بدست می­آید. از آن­جا که سرعت باد از تنوع بسیار زیادی برخوردار است مدل بدست آمده دارای تعداد زیادی حالت خواهد بود که برای انجام مطالعات قابلیت اطمینان به هیچ وجه مناسب نیست. بر همین اساس لازم است به کمک تکنیکی مناسب، تعداد حالت­های بهینه و همچنین توان این حالت­ها تعیین شود و یک مدل قابلیت اطمینان مناسب چند حالته برای نیروگاه­های بادی تعیین شود.
مدل تحلیلی بدست آمده می ­تواند در مطالعات مختلف سیستم قدرت به مانند برنامه ­ریزی استفاده شود و همچنین تعداد و ظرفیت نیروگاه­هایی که لازم است در آینده به منظور تأمین بار پیش ­بینی شده نصب گردند، با این مدل بدست می­آید. در تعیین مدل مناسب قابلیت اطمینان (تعداد حالت­ها و ظرفیت مربوط به هر حالت) از روش­های مختلف خوشه­بندی استفاده شده و مناسبترین تکنیک که می ­تواند بهینه­ترین مدل را از نقطه نظر قابلیت اطمینان بدست دهد تعیین می­ شود. این تکنیک از مقایسه نتایج مربوط به روش­های مختلف خوشه­بندی حاصل می­ شود.
در مطالعات قابلیت اطمینان روش­های تحلیلی (مدل چند حالته با احتمال رخداد مربوط حالت­ها) و غیر تحلیلی (مبتنی بر روش شبیه سازی مونت کارلو) وجود دارد. در این تحقیق از روش تحلیلی استفاده شده و یک مدل قابلیت اطمینان چند حالته برای نیروگاه­های بادی بدست می ­آید و لذا مدل بدست آمده مشکلات ناشی از روش شبیه سازی به مانند نیاز به حجم حافظه بالا، صرف نمودن زمان طولانی در شبیه سازی و … را به همراه ندارد.