مديريت هوشمند انرژي در سيستم حمل و نقل برقي (با در نظر گرفتن مدل بهينه مصرف بار)

كارشناسي ارشد

صنعت حمل و نقل برقي به ويژه سيستم‌هاي مترو درون شهري و ايستگاه‌هاي شارژ خودروهاي الكتريكي از جمله مصرف‌كنندگان بزرگ انرژي براي شبكه برق سراسري محسوب مي‌گردند، به گونه‌اي كه تقاضاي اين بار‌ها، معمولاً با پيك تقاضاي برق از شبكه اصلي همزمان است، بنابراين اين بارها آثار نامطلوبي بر شبكه برق بالادستي خود مثل افزايش هارمونيك‌ها و متعاقباً كاهش كيفيت توان، انحراف ولتاژ، كاهش ضريب بار و افزايش سايزينگ ادوات و تجهيزات دارند. استفاده از انرژي عظيم حاصل از ترمز قطارها مي‌تواند يكي از بهترين راهكارها، براي حل مشكل مذكور باشد. در واقع همانند شبكه‌هاي قدرت كه به دنبال استفاده از منابع توليد پراكنده جهت افزايش بهره‌وري سيستم بوده، انرژي بازگشتي قطارها نيز در سيستم‌هاي حمل و نقل برقي مي‌تواند همچون يك منبع توليد پراكنده در نظر گرفته شود و به زنجيره تأمين توان كمك كند.. بنابراين، براي اولين بار، در اين پايان‌نامه با شبيه‌سازي ديناميكي قطارهاي برقي و با در نظر گرفتن ايستگاه نمونه براي آنها، منحني توليد پراكنده مربوط به آنها در شبانه‌روز بدست آمده است. به علاوه، منحني توليد پراكنده مربوط به پنل‌هاي خورشيدي به عنوان مكمل سيستم تغذيه نيز شبيه‌سازي گرديده است. از آنجايي كه توليدات پراكنده با بهره‌گيري از ذخيره‌سازهاي انرژي به مراتب بهره‌وري بيشتري خواهند داشت، در اين پايان‌نامه، دو ساختار يكپارچه متشكل از شبكه مترو و ايستگاه‌هاي شارژ خودروهاي الكتريكي با در نظر گرفتن ذخيره‌كننده انرژي و با بهر‌ه‌گيري از توليدات پراكنده پيشنهاد شده و در دو نرم‌افزار متلب و هومر شبيه‌سازي شده است؛ نتيجه شبيه‌سازي ساختار اول در نرم‌افزار هومر، نمايانگر پيك‌سابي مصرف دو بار سيستم يعني قطار و خودروهاي الكتريكي در كنار هم است. اما با توجه به اينكه تأثيرات سؤ پيك مصرف خودروهاي الكتريكي بر شبكه توزيع بيشتر از قطارهاي برقي بوده، در مرحله‌ي بعد سيستم پيشنهادي به طور خاص بر پيك‌سابي مصرف بار خودروهاي الكتريكي متمركز شده است، لذا نتيجه شبيه‌سازي ساختار دوم در نرم‌افزار متلب، پيك‌سابي مصرف بار خودروهاي الكتريكي است. روند پيك‌سابي به گونه‌اي است كه با در نظر گرفتن يك سيستم مديريت هوشمند انرژي، جابجايي تقاضاي بارها از ساعات پيك به ساعات غير پيك انجام خواهد شد. متعاقباً كاهش تأثيرات سوء و هزينه‌هاي زيرساخت و بهره‌برداري از نتايج اين پيك‌سابي خواهد بود. در ادامه مدل بهينه مصرف انرژي ساختارها، نسبت به سيستم سنتي نيز مقايسه شده است كه مقايسه ساختار اول با سيستم سنتي، نمايانگر پيك‌سابي 20 درصدي است. مقايسه ساختار پيشنهادي دوم با سيستم سنتي نمايانگر اين مهم است كه كاهش مصرف توان از شبكه بالادستي بيش از روند پيك‌سابي اتفاق مي‌افتد و به همين دليل مي‌توان از اين ساختار به عنوان زيرساخت پيشنهادي جديد براي ايستگاه‌هاي شارژ سريع خودرو الكتريكي استفاده كرد.

190680

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي راه آهن برقي

دكتر سيد سعيد فاضل