فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی و مدیریت انرژی
سال ششم شماره 1 (پیاپی 19، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/02/04
  • تعداد عناوین: 6
|
  • جواد علمایی *، محمدعلی نوروزی، گئورگ قره پتیان صفحات 2-15
    به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی توسط شیر فشار شکن در ایستگاه تقلیل فشار گاز نیروگاه حرارتی نکا، توربین انبساطی به ظرفیت 8/9 مگاوات برای این نیروگاه تهیه و نصب گردید. حضور توربین های انبساطی در نیروگاه نکا به علت جذب 63 مگاوار توان راکتیو در لحظه راه-اندازی، موجب وقوع افت ولتاژ شدیدی در شبکه مصرف داخلی نیروگاه و خروج تجهیزات حساس به سطح ولتاژ از شبکه شده که بهره-برداری از این توربین ها را غیرممکن می سازد. در این مقاله ضمن آسیب شناسی توربین های انبساطی و بهبود عملکرد آنها توسط جبران سازها، به بررسی انواع توپولوژی های جبران ساز بازیابنده دینامیک ولتاژ و ارائه توپولوژی بهبود یافته پرداخته خواهد شد. در ادامه جهت عملکرد بهینه جبران سازها، نقاط ممکن حضور آنها در شبکه مصرف داخلی نیروگاه نکا در سناریوهای گوناگون تحت شرایط همزمانی راه اندازی و قوع خطا مورد آزمایش قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی در نرم افزار PSCAD/EMTDC نشان می دهد در صورت استفاده از بازیابنده دینامیک ولتاژ با توپولوژی بهبود یافته، کمبود ولتاژ راه اندازی توربین انبساطی در سناریوهای مختلف جبران سازی شده و می توان کل انرژی شبکه مصرف داخلی این نیروگاه را بجای استفاده از توان تولیدی نیروگاه از طریق توربین انبساطی تامین نمود.
    کلیدواژگان: توربین انبساطی، راه اندازی، شرایط خطا، توپولوژی بازیابنده دینامیک ولتاژ، جبران ساز
  • حسن براتی*، هادی امین زاده صفحات 28-39
    یکی از چالش های مهم در ریزشبکه های منفصل، مسئله کنترل فرکانس می باشد. در این مقاله روشی برای کنترل فرکانس در یک سیستم ترکیبی مبتنی بر توربین بادی/ فتوولتائیک/ پیل سوختی و ابرخازن مطرح شده است. روش پیشنهادی ترکیبی از کنترل بار-فرکانس و کنترل ولتاژ ابرخازن می باشد. برای مشخص کردن مراجع توان از کنترل کننده PI و کنترل کننده شیب افتی بکار رفته است. عملکرد سیستم براساس اطلاعات سرعت باد، تابش خورشید و منحنی تقاضای بار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در کنترل به روش شیب افتی، ناشی از ارسال فرمان کنترلی مناسبتر به واحدهای تولیدی جهت ایجاد تعادل در شبکه، در میراسازی انحرافات فرکانس بهتر عمل کرده است. برای شبیه سازی کامپیوتری از محیط نرم افزاری MATLAB/Simulink استفاده شده است.
    کلیدواژگان: ریزشبکه های منفصل، کنترل بار، فرکانس، کنترل توان، کنترل کننده PI، کنترل شیب افتی بهبود یافته، انحراف فرکانس
  • محمد علی بهشتی نیا*، امید گزانه صفحات 40-51
    یکی از منابع مهم انرژی که درسال های اخیر بسیار مورد توجه کشورهای پیشرفته دنیا قرارگرفته است انرژی حاصل از جریان باد است که بسیار ارزان، پاک، دردسترس و همیشگی می باشد. نحوه چیدمان و نصب توربین ها در مزرعه با توجه به محدودیت زمین و سرمایه نیاز به محاسبات دقیقی دارد تا بتوان بیشترین انرژی را از نیروگاه بدست آورد. در این پژوهش به تعیین مکان استقرار چیدمان توربین ها در یک مزرعه بادی به منظور دستیابی همزمان به به توان حداکثری مزرعه و حداقل نمودن هزینه کابل کشی بین توربین ها پرداخته شده است.در این مساله با در نظرگیری معادلات ویک (Wake)، اثراتی که توربین ها روی یکدیگر می گذارند نیز در نظر گرفته شده است. به منظور حل مساله یک الگوریتم ژنتیک جدید برای حل مساله ارائه شده است. به منظور بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، نتایج این الگوریتم با الگوریتم ژنتیک معمولی و چند جواب پایه مقایسه شده است. نتایج نشان از عملکرد بهتر الگوریتم ژنتیک پیشنهادی دارد.
    کلیدواژگان: توربین، مزرعه بادی، حداکثر توان، معادلات ویک، الگوریتم ژنتیک، جانمایی
  • محمدحسین پورکاظمی، رسول نادری *، مهدی حاتمی صفحات 52-69
    قیمت گذاری کالاها و خدمات تولیدی توسط دولت از مهم ترین مباحث اقتصادی است چون هر نوع تغییر قیمت از یک طرف بر رفاه مصرف کنندگان تاثیر می گذارد و از طرف دیگر کمیت و کیفیت تولید کالاها و خدمات را متاثر می سازد.
    در این مقاله که با هدف قیمت گذاری گاز برای ایران انجام گرفته است هدف ارائه قیمتی است که دولت در اجرای طرح هدفمند کردن یارانه ها می تواند آن را به صورت گزینه ای مناسب در نظر بگیرد که اولا سعی در حداکثر کردن رفاه اقتصادی جامعه (مجموع مازاد رفاه تولید کننده و مازاد مصرف کننده) دارد، ثانیا مشکلی که تولید کننده در تامین هزینه های تولیدی خود با استفاده از روش قیمت گذاری هزینه نهایی به دلیل بازدهی های فزاینده نسبت به مقیاس در این صنعت مواجه است در این روش قیمت گذاری رفع می گردد.
    این مقاله درصدد محاسبه قیمت بهینه گاز طبیعی برای بخش صنعت در ایران از طریق روش قیمتگذاری رمزی میباشد. بدین منظور از روش رگرسیون فازی (به دلیل دقت بالا و نداشتن برخی محدودیت های رگرسیون کلاسیک) و داده های سال های 1356 تا 1390 برای تخمین تابع تولید و بازدهی نسبت به مقیاس استفاده شده است. همچنین برای تخمین تابع تقاضا و کشش آن از روش ARDL و داده های سال های 1350 تا 1389 استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که قیمت های جاری گاز طبیعی بهینه نمی باشند و با وجود اجرای طرح هدفمند کردن یارانه ها باز هم قیمت ها پایین می باشند.
    کلیدواژگان: قیمت گذاری رمزی، انحصار طبیعی، صرفه های ناشی از مقیاس، رگرسیون فازی، روش ARDL
  • محمدصادق ولی پور *، سید حسین فلاح صفحات 70-83
    در این مقاله، یک مدل ریاضی برای بررسی عملکرد و تولید توان در یک نیروگاه دودکش خورشیدی در شرایط آب و هوایی شهر سمنان توسعه داده شده است. با استفاده از این مدل ریاضی، میزان توان تولیدی یک نیروگاه دودکش خورشیدی، برای شرایط آب و هوایی سمنان بررسی شده است. ابتدا معادلات حاکم بر نیروگاه نوشته شده سپس مجموعه معادلات و روابط کمکی مرتبط با استفاده از روش های تکرار مبتنی بر سعی و خطا حل شدند. برای بررسی صحت و دقت مدل از داده های اندازه گیری شده ی نیروگاه مانزانارس و نتایج موجود در ادبیات کار استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد، نیروگاه دودکش خورشیدی در شرایط آب و هوایی، شهر سمنان، عملکرد مناسبی دارد، توان ماکزیمم در سه مقطع زمانی برای شهر سمنان، از توان نیروگاه مانزانارس کمتر است، اما این اختلاف کم است، ماه فرودین با توان 26/49 کیلووات، بیشترین توان را در سه تاریخ به خود اختصاص داده است، به ازای هر 5 درجه افزایش دمای ورودی کلکتور، توان نیروگاه تقریبا 3 درصد کاهش می یابد، از میان ابعاد هندسی نیروگاه، تغییر ارتفاع دودکش تاثیر بیشتری بر توان دارد، در بین پارامترها، شدت تشعشع بیشترین تاثیر را بر توان نیروگاه دارد.
    کلیدواژگان: نیروگاه دودکش خورشیدی، مدل سازی ریاضی، انرژی خورشیدی، تولیدتوان، شهر سمنان
|
  • Javad Olamaei *, Mohammad Ali Norouzi, Gevork B. Gharehpetian Pages 2-15
    In order to prevent energy waste by throttle valve in gas pressure reducing station of Neka thermal power plant, a turbo-expander with a capacity of 9.8 MW for the power plant was prepared and installed. Presence of turbo-expander in Neka power plant due to the absorption of 63 MVAr reactive power at the moment of starting, resulted in severe voltage drops in the auxiliary service system and outage of sensitive equipment to voltage level, which makes impossible the operation of the turbo-expander. In this paper, while pathology of turbo-expander and their performance Improvement using compensator, to review all topologies of dynamic voltage restorer compensator and improved topology will be presented. Then, for optimal performance of compensators the possible points presence of them on the auxiliary service system of Neka power plant in various scenarios under synchronization of fault occurring conditions and starting will be tested. The results of PSCAD / EMTDC software simulation show by using improved topology of dynamic voltage restorer, voltage sag of turbo-expander starting compensated in various scenarios and can be provide the total auxiliary service system power consumption of this power plant by turbo-expander instead of using the generation of power plant.
    Keywords: Turbo, expander, Starting, Fault Condition, Dynamic Voltage Restorer Topology, Compensator
  • Dr. Hassan Barati*, Hadi Aminzadeh Pages 28-39
    One of the major challenges in standalone micro-grids (MG), is the frequency control. In this paper, a method for frequency control in a hybrid system based on wind turbine / photovoltaic / fuel cell and super capacitor is proposed. The proposed method is the combine of load frequency control and super capacitor voltage control. To determine the references power, PI controller and modified droop control are used. System performance based on wind speed, solar radiation and the demand curve has been studied. The simulation results show that the control with modified droop method is better for damping of the frequency deviations, due to sending appropriate control signals to the generation units for balancing the network. MATLAB/ Simulink software environment is used for computer simulation.
    Keywords: Stand, Alone Micro, grids, Load, frequency control, PI controller, Modified droop controller, frequency deviations
  • Dr. Mohammad Ali Beheshtinia*, Omid Gazaneh Pages 40-51
    Wind energy is an important source of energy that is very inexpensive, clean, and always is available which has been considered much by advanced countries in recent years. The layout of turbines to obtain the maximum energy from the wind farm regarding limited land and investment requires accurate calculations. To determine the location of turbines in a wind farm we have considered a hybrid model in which the objectives are to minimize the cost of cabling between the turbines and maximum power acquired from farm the same time. In this study Wake equations and the effects of turbines on each other are also considered. To solve the issue a new genetic algorithm is presented. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, the results of this algorithm is compared with typical genetic algorithm and several basic questions. The results showed that proposed algorithm has better performance.
    Keywords: Turbine, Wind farm, Maximum power, Wake equations, Genetic algorithms, Layout
  • Mohammad Hossein Pourkazemi, Rasoul Naderi*, Mehdi Hatami Pages 52-69
    Public pricing of products is one of the most important economical issues, since any changes in the pricing, affects both the welfare of consumers and quantity of goods and Services which are produced.
    In this paper which is done for natural gas pricing in Iran, the purpose is giving a price that the government can consider it as a suitable choice for using in subsidies targeting project. These prices have two advantages: first, they try to maximum the social economical welfare (summation of producer and consumer surplus) second, this method solve the problem that the producer has in covering their costs (by marginal cost pricing) because of increasing returns to scale.
    This paper deals with the optimal gas pricing in industrial sector in Iran by the Ramsey method of pricing. In this regard we have used fuzzy regression (because of its accuracy and devoid of classic regression restrictions) and the data from 1356 to 1390 for estimating production function and returns to scale in natural gas production side. Also for estimating demand function and elasticity we have used ARDL method and data from 1350 to 1389. The results shows that the current prices aren’t optimum and despite implementation of subsidies targeting project the prices are low.
    Keywords: Ramsey pricing, Natural monopoly, Economy of scale, Fuzzy regression, ARDL method
  • Mohammad Sadegh Valipour*, Seyyed Hossein Fallah Pages 70-83
    In this paper, by using a mathematical model, potential for power generation of a Solar Chimney Power Plant(SCPP), has been studied in Semnan city conditions. Conceptual model of solar chimney power plant was developed. Governing equations were developed for a solar chimney power plant based on the conceptual model. The iteration technique(try and error) are applied for solving the mathematical model. Mathematical model was validated by experimental data from Manzanares plant and also data from literature. Then model was run for different weather conditions in Semnan city. Given results showed that generated power in Semnan city conditions is lower than in Manzanares plant at the different selected times. In April this power plant produces power of 49 kW. When inlet temperature at collector inlet is increased 5 °C, generated power of plants is decreased approximately 3%. Among the geometric dimensions of the plant, Chimney height has the most influence on generated power. Also it was found that radiation has the most influence on power plants performance.
    Keywords: Solar chimney power plant, Mathematical modelling, Solar energy, Power generation, Semnan city