31707

بهينه سازي سرمايه گذاري همزمان در فعاليت هاي تعمير و نگهداري و پاسخگويي بار

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم‌هاي انرژي- انرژي و محيط ‌زيست

1403

1403/6/27

دكتر رضا دشتي

دكتر سيد مجتبي ميرحسيني

فناوري هاي نوين

روش‌هاي تعمير و نگهداري مدرن، به منظور كاهش هزينه‌ها، افزايش قابليت اطمينان شبكه و كاهش خاموشي‌ها در سطح جهان مورد استفاده قرار مي‌گيرند. يكي از نكات مهم در اين حوزه، توزيع بهينه سرمايه تعمير و نگهداري ميان دارايي‌هاست تا با وجود محدوديت بودجه، كمترين هزينه‌ها به شركت توزيع تحميل شود. همچنين، با رشد جمعيت و افزايش مصرف انرژي الكتريكي، حفظ افزايش اطمينان شبكه و كاهش خاموشي‌ها چالش برانگيز تر شده و تبع آن، مصرف بهينه انرژي اهميت بيشتري يافته است. در مديريت عرضه و تقاضاي بار، پاسخ به تقاضا (DR) به عنوان برنامه‌اي براي تغيير مصرف برق در واكنش به تغييرات قيمت يا در زمان‌هاي بحراني، نقش مهمي ايفا مي‌كند. اين برنامه‌ها مي‌توانند منجر به كاهش بار اوج و بهبود قابليت اطمينان شبكه شوند. اين پژوهش به بررسي تأثير اجراي برنامه‌هاي پاسخ به تقاضا بر شبكه قدرت مي‌پردازد و بهينه‌سازي تخصيص سرمايه براي مديريت فعاليت هاي تعمير و نگهداري را با در نظر گرفتن پاسخ به تقاضا در ميكروگريدها و سيستم‌هاي توزيع برق مورد بررسي قرار مي‌دهد. براي اين منظور، شاخص ارزش دارايي براي تقسيم بهينه سرمايه‌گذاري بين تعميرات و پاسخ به تقاضا استفاده شده است. تابع هدف، ميزان هزينه ي تحميلي به شركت توزيع در نظر گرفته شده است كه هزينه تحميلي به ميزان بار و نرخ خرابي بستگي دارد. جهت بهينه‌سازي سرمايه‌گذاري تعميرات سيستم توزيع برق، از شاخص نرخ خرابي استفاده شده است. همچنين برنامه‌ي پاسخگويي بار براي كنترل بار در نظر گرفته شده است تا مدلي جديد براي بهينه‌سازي توامان اين دو فعاليت پيشنهاد و پياده‌سازي گردد. در اين مطالعه، ابتدا سيستم IEEE 33 شينه در نظر گرفته شده است و حالت بهينه تخصيص سرمايه اوليه بين دو فعاليت ذكر شده، با استفاده از روش بهينه‌سازي تركيبي الگوريتم ژنتيك و برنامه‌ريزي متوالي درجه دوم بررسي شده است. نتايج نشان مي دهند كه با سرمايه گذاري بهينه در ميان اين دو فعاليت مي توان به حداقل هزينه تحميل شده به شركت توزيع برق دست يافت. پس از آن، تأثير استراتژي‌هاي پاسخ به تقاضا بر كارايي و هزينه هاي تامين انرژي و تعمير و نگهداري يك سيستم هيبريدي متصل به شبكه، شامل پنل‌هاي خورشيدي، سيستم‌هاي ذخيره انرژي، و ديزل ژنراتور مورد تحليل قرار گرفته است. نتايج به دست آمده در اين قسمت نيز اهميت استراتژي‌هاي پاسخ به تقاضا در بهبود كارايي سيستم‌هاي هيبريدي و كاهش هزينه هاي تعمير و نگهداري را برجسته مي‌كند.

1403/09/06

Optimizing simultaneous investment in maintenance management and demand response

1/1/1900 12:00:00 AM

Modern maintenance methods are used globally to reduce costs, increase network reliability, and reduce outages. One of the key points in this field is the optimal allocation of maintenance capital among assets to minimize the costs imposed on the distribution company despite budget constraints. Additionally, with population growth and increased energy consumption, maintaining network reliability and reducing outages have become more challenging, and consequently, the efficient use of energy has gained greater importance. In load supply and demand management, demand response (DR) plays a critical role as a program to alter electricity consumption in response to price changes or during critical times. These programs can lead to peak load reduction and improved network reliability. This research examines the impact of implementing demand response programs on the power grid and optimizes the allocation of capital for maintenance management, taking demand response into account in microgrids and distribution systems. For this purpose, the asset value index is used for the optimal distribution of investment between maintenance and demand response. The objective function considers the imposed costs on the distribution company, which depend on the load and failure rates. The failure rate index is used to optimize the maintenance investment in the distribution system, while the demand response program is designed to control the load. A new model for the simultaneous optimization of these two activities is proposed and implemented. In this study, the IEEE 33-bus system is initially considered, and the optimal allocation of initial capital between the two mentioned activities is examined using a hybrid optimization method combining the genetic algorithm and sequential quadratic programming (SQP). The results indicate that optimal investment between these two activities can minimize the costs imposed on the distribution company. Furthermore, the impact of demand response strategies on the efficiency and costs of energy supply and maintenance in a grid-connected hybrid system, including solar panels, energy storage systems, and diesel generators, is analyzed. The results in this section also highlight the importance of demand response strategies in improving the efficiency of hybrid systems and reducing maintenance costs.

پاسخ به تقاضا , نرخ خرابي , بهينه سازي سرمايه , فعاليت هاي تعمير و نگهداري , سيستم هيبريدي متصل به شبكه

Demand Response , Failure Rate , Capital Optimization , Maintenance Activities , Grid-Connected Hybrid System

Roshan Ali Rezaei

Dr. Reza Dashti