پایان نامه ها

تعمیر، زمانبندی، بهرهبردار، برنامهریزی، تولیدکنندگان، امنیت

ط تجدید ساختار شده این است که بهرهبردار سیستم به دنبال افزایش قابلیت اطمینان سیستم میباشد و تولیدکنندگان به دنبال حداقل کردن هزینهها و حداکثر کردن سود خود میباشند. بنابراین باید در برنامهریزی اهداف هر دو طرف در نظر گرفته شود [10].
علاوه بر موارد فوق، خروج برخی از واحدهای تولیدی ممکن است که قیمت بازار را برای بازههای زمانی طولانی دستخوش افزایش کند. بنابراین بهرهبردار مستقل سیستم باید بررسی کند که خروج واحدهای تولیدی موجب اعمال قدرت در بازار نگردد. البته ممکن است که این اعمال قدرت الزاماً بهطور عمدی صورت نگیرد.
به طور خلاصه میتوان گفت که در محیط تجدید ساختار شده، نگاههای جدیدی به مسائل موجود صنعت برق مورد نیاز است. باید دقت کرد که ماهیت هزینهها و روشهای ریاضی به کار گرفتهشده در محیط جدید تفاوت چندانی با مدلهای پیشین ندارد. مسئلهای که باید مدنظر قرار گیرد، مدلسازیهای جدید با رویکردهای بازار محور و برنامهریزی غیرمتمرکز با هدف رعایت بیطرفی و عدالت بین بازیگران بازار است. لذا رویکردهای جدیدی به مسئله شده است که در محیط سنتی مورد توجه نبوده است.

فصل دوم
مروری بر پژوهشهای پیشین در زمینهی تعمیر و نگهداری در شرایط بازار برق

2-1- مقدمه
زمانبندی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، هم در سیستمهای یکپارچهی عمودی و هم در سیستمهای تجدید ساختار شده، یک چالش میباشد. سیستمهای قدرت پیشتر به صورت انحصاری بهرهبرداری و اداره میشدند. در چنین شرایطی، یک شرکت برق مدیریت و بهرهبرداری از سیستم تولید، انتقال و توزیع را بر عهده دارد و به تنهایی مسئول کنترل تمام جنبههای برنامهریزی، طراحی و بهرهبرداری سیستم میباشد [11]. زمانبندی تعمیر و نگهداری واحدهای تولیدی یکی از مهمترین فعالیتهای برنامهریزی بهرهبرداری میباشد، که خطر خروج ظرفیت را کاهش میدهد. در سیستمهای قدرت با ساختار عمودی، بهرهبردار سیستم باید این مسئله را از طریق یک بهینهسازی انفرادی مدیریت کند، زیرا تمام واحدهای تولیدی تحت اختیار آن میباشند [12]. همانطور که در فصل قبل ذکر شد، خروج برای تعمیر و نگهداری، قابلیت اطمینان سیستم را کاهش میدهد و بر هزینهی بهرهبرداری میافزاید. بنابراین در یک سیستم سنتی هدف بهرهبردار در تعیین زمانبندی تعمیر و نگهداری، فراهم کردن برنامهای برای دستیابی به ترکیبی مناسب از بیشترین قابلیت اطمینان و کمترین هزینه می باشد[13]. پس میتوان گفت که در سیستمهای قدرت سنتی با ساختار عمودی، زمانبندی تعمیر و نگهداری واحدها توسط بهرهبردار به صورت مرکزی و بر اساس اقتصاد و امنیت سیستم انجام میشود و این برنامه به تولیدکنندگان تحمیل میشود [14 و 15].
در هر صورت، این چارچوب تمرکزگرا درمورد سیستمهای تجدید ساختار شدهی اخیر صادق نمیباشد. زیرا با مقرراتزدایی که در دههی اخیر در صنعت برق صورت گرفت، تاسیسات تولیدی خصوصیسازی شدند و مالکیت آنها به شرکتهای تولیدی که نهادهایی با منافع شخصی هستند، واگذار شد. در سیستمهای جدید، تضمین قابلیت اطمینان سیستم همچنان بر عهدهی بهرهبردار میباشد، که در چارچوب جدید بهرهبردار مستقل سیستم نامیده میشود، اما سود یا هزینهی تولیدکنندگان و یا مصرف کنندگان دیگر به او مربوط نمیباشد. بنابراین، زمانبندی تعمیر و نگهداری واحدها دیگر فقط مسئلهی بهرهبردار مستقل سیستم نمیباشد، بلکه یک موضوع مهم برای تولیدکنندگان توان نیز میباشد، که قصد افزایش سود و کاهش خطر و بنابراین کاهش هزینههای مربوط به خرابی واحدها را دارند [13 و 15].
بنابراین، با گسترش بحث تجدید ساختار در سیستمهای قدرت، موضوع تعمیر و نگهداری در محیطهای تجدید ساختار شده نیز به یکی از موضوعهای چالش برانگیز تبدیل شد. مرجع [16] جزو نخستین مراجعی بود که به موضوع تعمیر و نگهداری در سیستمهای قدرت تجدید ساختار شده پرداخت. مرجع [10] نیز از نخستین مراجعی است که به طور مفصل به تعمیر و نگهداری در محیطهای تجدید ساختار شده پرداخته و جوانب مختلف آن از جمله هماهنگسازی آن با برنامههای کوتاهمدت و بلندمدت دیگر را نیز بررسی نموده است.
در این فصل، به دستهبندی و بررسی پژوهشهای صورتپذیرفته در موضوع تعمیر و نگهداری در محیطهای تجدید ساختار شده و شرایط بازار برق پرداخته میشود. در بخشهایی که در ادامه میآیند، ابتدا به بررسی پژوهشهای موجود در زمینهی برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه واحدهای تولیدی پرداخته میشود. در بخش بعد از آن، پژوهشهایی که در زمینهی هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه بهرهبردار مستقل سیستم میباشند، مورد بررسی قرار میگیرند. در بخش آخر نیز، به بررسی پژوهشهایی در زمینهی برنامهریزی تعمیر و نگهداری واحدهای تولیدی و خطوط انتقال پرداخته میشود.
2-2- برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه واحدهای تولیدی
در بازارهای برق، یک شرکت تولیدی، یک نهاد با منافع شخصی میباشد که مسئول زمانبندی خروج برای تعمیر و نگهداری واحدهای خودش میباشد. یک شرکت تولیدی در هنگام برنامهریزی خروج برای تعمیر و نگهداری قصد کمینه کردن خطرات مالی بالقوه را دارد. این برای یک شرکت تولیدی بسیار مهم است که زمانبندی خروج برای تعمیراتی را تعبیه کند که درآمد بالقوهاش را تضمین نماید.
در مرجع [17]، راهکاری برای زمانبندی تعمیر و نگهداری مبتنی بر قیمت برای واحدهای تولیدی در سیستمهای تجدیدساختارشده ارائه شده است. این نوشته از دیدگاه شرکتهای تولیدی به تعیین زمانبندی برای تعمیر و نگهداری میپردازد که دغدغهی اصلی آنها بیشینه کردن سود انتظاری و کمینه کردن خطرات وابسته به آن می باشد. بنابراین، قابلیت اطمینان هدف بهرهبردار مستقل سیستم باقی خواهد ماند. روش پیشنهادی در این نوشته، دارای ویژگیهای زیر میباشد:
زمانبندی خروج برای تعمیر و نگهداری در افق زمانی میانمدت با برنامهریزی مشارکت واحدهای تولیدی مبتنی بر قیمت (PBUC) هماهنگ میشود. قیود متصلکنندهای معرفی شدهاند تا بین تصمیمات خروج برای تعمیر و نگهداری مبتنی بر خطر و راهکار مشارکت واحدهای تولیدی مبتنی بر برنامهریزی خطی ارتباط برقرار کنند. تخصیص میانمدت و بهرهبرداری کوتاهمدت منابع، شامل مصرف سوخت و آلودگی مجاز نیز با زمانبندی تعمیر و نگهداری مبتنی بر خطر هماهنگ شدهاند.
براساس یک مدل تصادفی مبتنی بر روش مونت کارلو ، عدمقطعیت در قیمت انرژی، خدمات جانبی و سوخت در نظر گرفته شدند. همچنین، راهکار سادهسازی سناریو برای مصالحه بین دقت حل و زمان محاسبه اتخاذ گردید. روش ترمیم لاگرانژ اتخاذ گردید، برای ترمیم مجموعه قیود و تجزیهی مسئلهی تصادفی اصلی به مجموعههایی از زیرمسئلهها که هر کدام مطابق با یک سناریو میباشند. قیود بهرهبردای از منابع نیز در هر سناریو ترمیم میگردند. همچنین روش زیرگرادیان جانشین اصلاح شده، برای سرعت بخشیدن به همگرایی اعمال گردیده است.
خطر مرتبط با تصمیمگیری تعمیر و نگهداری شرکت تولیدی و عدمقطعیتهای قیمت بازار نیز در نظر گرفته شدند و راهکار خطر انتظاری اتخاذ گردید تا خطر در سطح قابل قبولی حفظ شود.
مرجع [18]، روشی مبتنی بر نظریهی بازی برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری واحدهای تولیدی در شرایط بازار معرفی کرده است. در این مرجع یک چارچوب مبتنی بر نظریهی بازی برای بررسی رفتارهای استراتژیک شرکتهای تولیدی معرفی شده است. در این نوشته، مسئلهی برنامهریزی تعمیر و نگهداری به صورت یک بازی بدون همکاری پویا با فرض وجود اطلاعات کامل، فرمولبندی شده است. بازیگران این بازی، شرکتهای تولیدی میباشند میخواهند سود خود را بیشینه کنند، و بازدهی هر بازیگر به صورت سود کسب شده از بازار مزایدهی انرژی تعریف میشود.
در مرجع [15]، یک روش برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه شرکتهای تولیدی پیشنهاد داده است که در آن، خطر مرتبط با خرابی غیرمنتظرهی واحدهای تولیدی نیز در نظر گرفته شده است. در این مرجع، خصوصیات خرابی واحد تولیدی به صورت یک رفتار خرابی وانحمامیشکل در نظر گرفته شده است. در این مرجع هزینههای مختلف یک واحد تولیدی بررسی شدهاند و سعی شده است تا مدلی را برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری پیشنهاد دهد که تعادلی بین سود و هزینههای مرتبط با خرابیهای بالقوهی واحد تولیدی برقرار کند.
برخی از مراجع، روشهای سادهتری را برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه تولیدکنندگان ارائه کردهاند، از جمله مرجع [19]، که علاوه بر اینکه روشی ساده برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه واحدهای تولیدی ارائه میدهد، روشی نیز برای تعیین پیشنهاد خرید تعمیرات توسط واحدهای تولیدی پیشنهاد کرده است. مراجعی مانند [12، 13 و 14] نیز روشهایی سرراستتر و با در نظر گرفتن سادهسازیهایی بیشتر، برای تعمیر و نگهداری از دیدگاه واحدهای تولیدی پیشنهاد کردهاند.
همانطور که پیشتر بیان گردید، ماهیت مسئلهی زمانبندی تعمیر و نگهداری از دیدگاه تولیدکنندگان به گونهای است که جنبههای امنیت و قابلیت اطمینان سیستم در آنها در نظر گرفته نمیشود. بنابراین برنامهی زمانبندی تعمیر و نگهداری تهیه شده توسط تولیدکنندگان، قبل از اجرا باید به بهرهبردار مستقل سیستم ارائه شود تا از نظر تاثیرش بر امنیت و کفایت سیستم ارزیابی گردد. زمانبندی تعیین شده توسط تولیدکنندگان ممکن است از سوی بهرهبردار مستقل سیستم تائید، رد و یا دچار تغییر شود.
2-3- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری توسط بهرهبردار مستقل سیستم
بهرهبرادر مستقل سیستم باید اطلاعات درخواستهای خروج برنامهریزیشده را از تمام بازیگران بازار جمعآوری کند. بهرهبردار مستقل سیستم باید این درخواستها را بر اساس معیارهای قابلیت اطمینان و زمان/تاریخ تقاضاشده برای تعمیر و نگهداری، بررسی نماید و سپس تصمیم بگیرد که آیا خروج برنامهریزیشده تائید، رد و یا تعدیل شود، تا قابلیت اطمینان سیستم در سطح مطلوب حفظ شود. بهرهبردار مستقل سیستم باید یک برنامهی تعمیر و نگهداری در سطح سیستم تدوین نماید. این برنامه علاوه بر این که امنیت سیستم را در نظر میگیرد، باید به صورت بیطرفانه و غیرتبعیضآمیز نیز تهیه گردد، تا در افق زمانی مورد نظر امکانپذیر، امن، قابل اطمینان و قابل قبول برای تمام طرفین بازار باشد [11].
روشهای موجود در زمینهی هماهنگسازی زمانبندی تعمیر و نگهداری را می توان به دو دستهی کلی تقسیم نمود:
هماهنگسازی زمانبندی تعمیر و نگهداری براساس تعامل مبتنی بر تکرار بین تولیدکنندگان و بهرهبردار
هماهنگسازی زمانبندی تعمیر و نگهداری توسط بهرهبردار با در نظر گرفتن تمایلات تولیدکنندگان
در ادامه پژوهشهای موجود در هر یک از این زمینهها بررسی خواهند شد.
2-3-1- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری مبتنی بر تکرار
در این روش، در ابتدا هر شرکت تولیدی با توجه به منافع خودش، به تعیین زمانبندی تعمیر و نگهداری برای واحدهای تولیدی تحت اختیارش میپردازد و سپس زمانبندی مورد نظرش را به بهرهبردار مستقل سیستم ارائه میدهد. بهرهبردار مستقل سیستم پس از جمعآوری زمانبندی تعمیر و نگهداری از تمام شرکتهای تولیدی، اثر آنها را بر امنیت و کفایت سیستم بررسی میکند. اگر زمانبندی تعمیر و نگهداری ارائهشده از سوی تولیدکنندگان با امنیت سیستم سازگار باشد، تائید میگردد و برای اجرا به تولیدکنندگان ابلاغ میگردد. ولی در صورتی که زمانبندی تعمیر و نگهداری اعلامشده از سوی تولیدکنندگان با امنیت سیستم منافات داشته و قیود قابلیت اطمینان سیستم را نقض کند، آنگاه بهرهبردار مستقل سیستم سیگنالهای اصلاحی را برای تولیدکنندگان میفرستد و تولیدکنندگان با توجه به سیگنالهای اصلاحی، به صورت مجدد به تعیین زمانبندی تعمیر و نگهداری برای واحدهایشان میپردازند. پس از زمانبندی مجدد توسط تولیدکنندگان، زمانبندی تعمیر و نگهداری جدید، بار دیگر به بهرهبردار مستقل سیستم ارائه میگردد تا از نظر امنیتی ارزیابی گردد. این تعامل آنقدر بین تولیدکنندگان و بهرهبردار مستقل سیستم ادامه مییابد، تا امنیت و قابلیت اطمینان سیستم به سطح قابل قبولی برسد.
در مرجع [13]، رویهای مبتنی بر تکرار برای هماهنگسازی زمانبندی تعمیر و نگهداری بین بهرهبردار مستقل سیستم و تولیدکنندگان پیشنهاد شده است. این رویهی مبتنی بر تکرار، متکی بر مشوق/جریمه تنظیمشدهی مناسبی برای هر هفته از سال میباشد. مدل بازار در نظر گرفتهشده در این مرجع، یک بازار الکتریکی مبتنی بر حوضچه میباشد. همچنین افق زمانی در نظر گرفتهشده، یک سال میباشد، که به 52 بازهی هفتگی تقسیم شده است. هر هفته نیز شامل شش زیربازه برای بار میباشد. ترتیب زیر بازهها برای هر هفته به این صورت میباشد: اوج مصرف در روزهای کاری، مصرف متوسط در روزهای کاری، مصرف کم در روزهای کاری، اوج مصرف در روزهای تعطیل، مصرف متوسط در روزهای تعطیل و مصرف کم در روزهای تعطیل. در این مرجع برای سادگی، هیچ عدمقطعیتی در نظر گرفته نشده است. که این به معنی دانستن پیشبینی قیمت و تقاضا میباشد و نرخ خروج اجباری برای واحدها صفر در نظر گرفته شده است. رویهی پیشنهادی در این مرجع شامل سه مرحله میباشد:
گام اول) بهرهبردار مستقل سیستم مسئلهی زمانبندی تعمیر و نگهداری را به صورت مستقل و با هدف بیشینه کردن قابلیت اطمینان در تمام هفتههای سال، برای تمام واحدها حل میکند. فرض شده است که پیشبینی تقاضا برای تمام سال به قدر کافی دقیق میباشد. نتایج این گام “زمانبندی تعمیر و نگهداری مبتنی بر قابلیت اطمینان بیشینه” (MR-MS) میباشد.
گام دوم) هر تولیدکننده به صورت مستقل مسئلهی تعمیر و نگهداری متناظر با واحدهای خودش را با هدف بیشینه کردن سودش، حل میکند. قابل ذکر است، فرض شده است که تمام تولیدکنندگان قیمتپذیر میباشند، یعنی آنها قابلیت تغییر دادن نقطهی تسویهی بازار را ندارند. فرض میشود که نقطهی تسویهی پیشبینیشده، معلوم میباشد. با به هم پیوستن طرحهای تمام تولیدکنندگان “زمانبندی تعمیر و نگهداری مبتنی بر سود بیشینه” (MP-MS) حاصل میگردد.
گام سوم) بهرهبردار مستقل سیستم طرحهای MR-MS و MP-MS را با هم

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *