تعمیر، برنامهریزی، برق، زمانبندی، بهرهبرداری، تجهیز

تقدم ها نیز بستگی دارد.
بهینهسازی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، راهکار دیگری است که ادعا میشود از تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور کاراتر میباشد. بهینهسازی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه بیشتر مبتنی بر تجزیه و تحلیل ماموریت، نسبت به تجزیه و تحلیل سیستم میباشد و دارای قابلیت کاهش موثر تعداد ماموریتهای لازم برای تعمیرات میباشد. برنامههایی مانند تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور و بهینهسازی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه برای تضمین بهرهبرداری اقتصادی نیروگاهها بسیار مفید میباشند.
برای یک ارزیابی کامل از تاثیر روشهای تعمیر و نگهداری، اول باید دانست که کاربرد آن روشها، چقدر طول عمر یا مدت زمان متوسط تا خطای یک تجهیز را گسترش خواهد داد. برای پی بردن به این، نیاز به یک مدل ریاضی از رویه ی زوال تجهیز میباشد، که سپس با یک مدل که اثرات تعمیر و نگهداری را توصیف میکند، ترکیب میشود. چندین مدل ریاضی برای این منظور پیشنهاد شدهاند، که آنها یک پیوند بین تعمیر و نگهداری و قابلیت اطمینان برقرار میکنند. زمانی که یک مدل ریاضی ساخته شد، فرآیند میتواند نسبت به تغییر یک یا چند متغیر بهینه شود.
مدلهای ریاضی سادهتر، مبتنی بر بازههای ثابت تعمیر و نگهداری میباشند و نتیجهی بهینهسازی پیدا کردن کم هزینهترین تناوب تعمیر و نگهداری میباشد. مدلهای پیچیدهتر، از ایدهی پایش شرایط استفاده میکنند، که تصمیم راجع به زمان و طول بازههای تعمیر و نگهداری به شرایط واقعی (مرحله زوال) تجهیز بستگی دارد. بنابراین برخی از انواع پایش (برای مثال بازرسی) باید جزئی از مدل باشند. مدلهای ریاضی میتوانند قطعی و یا احتمالی باشند [1].
1-3- برنامهریزی تعمیر و نگهداری در سیستم های قدرت
امروزه تعمیر و نگهداری یکی از مهمترین مسائل مطرح در برنامهریزی صنایع میباشد که صنعت برق نیز از آن مستثنی نیست. با توجه به اهمیت این صنعت در توسعهی صنایع دیگر و حجم عظیم سرمایههای موجود، در این صنعت رویکرد ویژهای به مسئلهی تعمیر و نگهداری صورت میگیرد. علاوه بر آن، با توجه به افزایش تقاضای توان، سیستمهای قدرت شاهد توسعهای سریع در دهههای اخیر بودهاند. بنابراین کیفیت توان و قابلیت اطمینان به مقولهای مهم در بهرهبرداری سیستمهای قدرت تبدیل شدند. این نیز به نوبهی خود تعمیر و نگهداری مولدها را در بهرهبرداری سیستم قدرت خیلی با اهمیت کرده است [4 و 5].
برنامهریزی تعمیر و نگهداری واحدهای تولیدی یکی از مسئلههای مهم مرتبط با برنامهریزی و بهرهبرداری سیستمهای قدرت میباشد. برنامهریزی تعمیر و نگهداری بسیاری از برنامهریزی های بهرهبرداری کوتاهمدت و بلندمدت را تحت تاثیر قرار میدهد. برای مثال در مشارکت واحدها، بهینهسازی واحدهای آبی و تلمبهای ذخیرهای، محاسبات قابلیت اطمینان و قیمتگذاری تولید، از برنامهریزی تعمیر و نگهداری به عنوان یک ورودی بهره میبرند. بنابراین برنامهریزی تعمیر و نگهداری غیربهینه می تواند تاثیر ناخوشایندی بر روی برنامهریزیهای دیگر بگذارد. تعمیر و نگهداشتی که بهینه طراحی نشده باشد، به صورت مستقیم بر روی افزایش انرژی توزیعنشده اثر میگذارد. همچنین، برنامهریزی تعمیرات غیربهینه موجب افزایش هزینهها و کاهش قابلیت اطمینان سیستم میشود [6 و 7].
برنامهریزی تعمیر و نگهداری برای کاهش خطر خروج و بهبود دسترسپذیری تجهیزات الکتریکی، ضروری میباشد. برنامهی تعمیر و نگهداری باید پدیدههای مربوط به تولید، خروج تصادفی مولدها، تامین سوخت و انتقال را در نظر بگیرد. یک برنامهریزی تعمیر و نگهداری بهینه باعث افزایش قابلیت اطمینان، کاهش هزینههای تولید، افزایش طول عمر مولدها و کاهش فشار برای تاسیسات جدید میشود. بنابراین، برنامهی تعمیر و نگهداری بهینه میتواند منجر به صرفهجویی قابل توجهی در هزینههای بهرهبرداری و کاهش انرژی توزیعنشده شود [7 و 8].
مسئلهی برنامهریزی تعمیر و نگهداری تجهیزات تولید و انتقال، بازهی زمانی خروج برای تعمیر و نگهداری برنامهریزیشده برای هر تجهیز را در یک افق زمانی یک یا دو ساله و با هدف کاهش هزینهی بهرهبرداری و یا افزایش قابلیت اطمینان، تعیین میکند. بنابراین، هدف مسئلهی برنامهریزی تعمیر و نگهداری تجهیزات سیستم قدرت، تخصیص بازههای تعمیر و نگهداری مناسب برای تجهیزات و یافتن جدول زمانی برای آنها میباشد. این برنامهریزی منجر به کاهش خطاهای سیستم، افزایش عمر مفید مورد انتظار و بازدهی اقتصادی سیستم قدرت می شود [5 و 9].
1-4- افقهای زمانی برنامهریزی تعمیر و نگهداری
زمانبندی تعمیر و نگهداری مسئلهای بهینهسازی میباشد، بنابراین تغییر دورهی تعمیر تجهیزات سیستم از چند روز تا چند هفته، بر قابلیت اطمینان سیستم اثر میگذارد. به همین دلیل، مطالعات زمانبندی تعمیر و نگهداری باید در افقهای زمانی مختلف صورت گیرد. افقهای زمانی مورد نظر در زمانبندی تعمیر و نگهداری به افقهای زمانی کوتاهمدت، میانمدت و بلندمدت تقسیم میشود. این تقسیمبندی با توجه به اطلاعات مورد استفاده در زمانبندی تعمیر و نگهداری و اهداف متفاوت در هر افق زمانی صورت میپذیرد.
1-4-1- زمانبندی تعمیر و نگهداری بلندمدت
زمانبندی تعمیر و نگهداری در افق زمانی بلندمدت براساس عملکرد مستقل یک تجهیز صورت میگیرد. هدف از آن، حداکثرسازی طول عمر باقیماندهی تجهیز و حداقلسازی هزینهی تعمیر و نگهداری و همچنین هزینهی اصلاح و جایگزینی آن میباشد. نتیجهی این تحلیل میتواند فواصل زمانی بازرسی و یا تعمیر تجهیز را مشخص کند. تاثیر این تجهیز بر شبکه نیز به طور معمول در نظر گرفته نمیشود [4].
1-4-2- زمانبندی تعمیر و نگهداری میانمدت
در زمانبندی تعمیر و نگهداری میانمدت، زمانبندی براساس پیشبینی شبکه و شرایط بارگذاری در یک دورهی زمانی خاص (معمولا یک سال) با در نظر گرفتن منابع محدود موجود صورت میپذیرد، که در دورهی زمان تعمیر و نگهداری باید تخصیص داده شوند. بدین ترتیب زمانبندی تعمیر و نگهداری برای دورههای زمانی مختلف استخراج میشود، به طوری که قیود زمانبندی تعمیر و نگهداری ارضا شده و حد قابلیت اطمینان سیستم با توجه به تغییرات بار حداکثر شود [4].
1-4-3- زمانبندی تعمیر و نگهداری کوتاهمدت
قیود امنیتی سیستم تحت تاثیرخروج تجهیزات سیستم برای تعمیر و نگهداری میباشند. مشخص کردن دقیق روز و ساعت شروع تعمیر و نگهداری هر تجهیزی نیاز به دقت بالایی دارد. بنابراین پخش بار سیستم قدرت با توجه به زمانبندی تعمیر و نگهداری و پیشبینی بار شبکه باید انجام پذیرد. این نوع مطالعهی زمانبندی تعمیر و نگهداری به نام تعمیر و نگهداری کوتاهمدت شناخته میشود [4].
1-5- تجدید ساختار سیستم قدرت و ایجاد بازار برق
شرکتهای برق به مدت چندین دهه به صورت انحصاری عمل میکردند. این شرکتهای انحصاری، کنترل کامل فروش برق را در محدودهی خود در اختیار داشتند و هیچ شرکت دیگری در این محدوده با آنها رقابت نداشت. کنترل تجارت برق در مراحل تولید، انتقال و توزیع صورت میگرفت. شکل (1-1) نشاندهندهی ساختار انحصاری میباشد. در چنین ساختاری، یک شرکت برق [10]:
مالکیت بیشتر واحدهای تولیدی و تجهیزات انتقال موجود در محدودهی جغرافیایی خود را بر عهده دارد و مسئول کنترل آنها میباشد.
انحصار فروش انرژی الکتریکی در محدودهی جغرافیایی خود را در اختیار دارد.
وظیفهی تامین انرژی الکتریکی مشترکین بر عهدهی آن میباشد.
دارای مالکیت عمومی میباشد که هدف آن کسب سود نمیباشد و تعرفههای آن توسط سازمانهای نظارتی وضع میشوند.

شکل 1-1: سیستم قدرت انحصاری (الف) با ساختار عمودی، (ب) با ساختار مطابق قانون تنظیم مقررات شرکتهای عمومی برق (PURPA) در سال 1978 [10]
سیستمهای انحصاری با ساختار عمودی دارای کارایی مناسبی نمیباشند. برخی از مهم ترین عوامل عدمکارایی این سیستمها عبارتند از:
کاهش انگیزه برای بهرهبرداری بهینه از سیستم.
سرمایهگذاریهای غیرضروری.
عدم انعکاس قیمت تمامشدهی تولید در قیمت فروش آن.
وابستگی بسیار زیاد صنعت برق به دولت.
محدودیت مصرفکنندگان در انتخاب تامینکنندگان انرژی خود.
با توجه به این عوامل، بحث تجدید ساختار در صنعت برق مطرح گردید. هدف اصلی از تجدید ساختار، فراهم آوردن شرایطی است که بازار از طریق افزایش رقابت، بهای فروش برق را تعیین کند و هزینهها را کاهش دهد. تجدید ساختار بازار آزادی را فراهم میکند که در آن تامینکنندگان توان و خدمات انرژی الکتریکی به رقابت با هم میپردازند. در چنین محیط مبتنی بر رقابتی، مشترکین نیز در انتخاب تامینکنندگان انرژی خود آزاد میباشند.
تجدید ساختار ایجاب میکند که سه بخش اصلی صنعت برق از هم مجزا گردند و همچنین مالکیت سیستم انتقال باید از کنترل آن جدا گردد. علاوه بر این، اندازه گیری و ارائهی صورتحساب مشترکین که در سیستمهای انحصاری با ساختار عمودی به وسیلهی خود شرکت برق انجام میشد، در محیط تجدید ساختار شده توسط عناصر بازار و در محیطی رقابتی انجام میگیرد. بازار رقابتی برای تولید و همچنین دسترسی مستقیم خردهفروشها، هر دو مستلزم جداسازی مالکیت سیستم انتقال از کنترل آن میباشند. البته عملیات بهرهبرداری از سیستم انتقال برعهدهی بهرهبردار مستقل سیستم (ISO) میباشد. بهرهبردار مستقل سیستم از همهی اجزای بازار از جمله تولیدکنندگان، ارائهدهندگان خدمات انتقال، توزیعکنندگان و مصرفکنندگان مستقل میباشد. یکی از اهداف مهم بهرهبردار مستقل سیستم، بهرهبرداری مناسب از سیستم با حفظ سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان میباشد. تجدید ساختار یک فرآیند پیچیده میباشد که در کشورهای گوناگون به روشهای مختلفی اجرا میگردد. در هر صورت، به طور معمول بخش تولید تنها بخشی است که به طور کامل تجدید ساختار میشود و بخشهای انتقال و توزیع همچنان به صورت کنترل شده بهرهبرداری خواهند شد [10].
یک سیستم تجدید ساختار شده در شکل (1-2) نشان داده شده است. در این ساختار، شرکتهای تولیدی (GENCOs) دارای مالکیت مجزا میباشند و برای فروش انرژی الکتریکی به مشترکین به رقابت با یکدیگر می پردازند. البته این شرکتها دیگر توسط بخشی از بازار که کنترلکنندهی سیستم انتقال میباشد، اداره نمیشوند. شرکتهای انتقال (TRANSCOs) توان الکتریکی را از طریق خطوط فشار قوی از مکانی به مکان دیگر منتقل میکنند. شرکتهای توزیع (DISCOs) انرژی الکتریکی را به سطح خردهفروشی انتقال میدهند و امکان دارد که خود نیز تامینکنندهی انرژی الکتریکی برخی از مشترکین باشند [10].

شکل 1-2: سیستم قدرت تجدید ساختار شده [10]
به طور کلی، پس از تجدید ساختار در سیستم قدرت اجزای فنی و اقتصادی جدیدی در محیطهای بازار انرژی الکتریکی ایجاد شدهاند که عبارتند از: شرکتهای تولیدی، شرکتهای انتقال، شرکتهای توزیع، خردهفروش ها، تجمیعکننده ها، بازاریابها و واسطهها. این عناصر در پیوست (الف) شرح داده شدهاند.
1-6- برنامهریزی تعمیر و نگهداری در سیستمهای قدرت تجدید ساختار شده
در طول دهههای اخیر، تعمیر و نگهداری یکی از رشتههایی است که تغییرات بسیاری را تجربه کرده است. این تغییرات که ناشی از افزایش گسترده در تعداد و تعدد داراییهای فیزیکی میباشند، منجر به طراحیهای پیچیده در تعمیر و نگهداری و ارائهی تکنیکهای جدید حل مسئله و رویکردهای جدید به سازماندهی آن شده است [1].
یکی از مهمترین تغییرات صورت گرفته در سیستمهای قدرت، تغییر ساختار آن از شرایط سنتی و متمرکز به شرایط بازار برق و تجدید ساختار شده میباشد. این تجدید ساختار در سیستم قدرت موجب تغییراتی در برنامهریزی تعمیر و نگهداری میشود.
تجدید ساختار در صنعت برق منجر به رویکردهای مبتنی بر بازار برای جداسازی بسیاری از خدماتی شده است که به وسیلهی نهادهایی با منافع شخصی اداره میشوند. ایجاد رقابت، بهرهبرداری سیستم بههمپیوستهی قدرت را در افق کوتاهمدت متأثر می کند. به علاوه، تاثیرات بلندمدتتری نیز بر مسائل برنامهریزی سیستم قدرت ایجاد می کند. بنابراین مفاهیم جدیدی در مسائل برنامهریزی سیستم قدرت باید در نظر گرفته شود.
امروزه هزینههای تعمیر و نگهداری سیستم قدرت، با افزایش انتظارات برای قابلیت اطمینان بالا، در حال افزایش میباشد. شرکتهای برق سالیانه هزینههای بسیاری را برای حفظ قابلیت عملیاتی سیستم در حالت امن و کارا متحمل میشوند. عملیات تعمیر و نگهداری در حال حاضر وابسته به زمان بوده و در برخی از شرکتها نیز براساس شمارندههای دیگری نظیر تعداد انجام عملیات بهرهبرداری و یا بازرسیهای ویدیویی انجام میشود. روشهای موجود بسیار محافظهکارانه بوده و ممکن است منجر به این شوند که تعمیر و نگهداری در بازههای غیرضروری انجام شود و یا تعمیر و نگهداری برای تجهیزاتی که به آن نیاز دارند، انجام نشود. روشهای جدیدی برای محیط تجدید ساختار شده مورد نیاز میباشد، تا به مدیران این امکان را بدهد که در عین حالی که گامهای مناسبی برای حفظ قابلیت اطمینان سیستم برداشته میشود، هزینهها نیز کنترل شده و در صورت امکان کاهش یابند. در خلال این مسائل، با جداسازی صورت گرفته پس از تجدید ساختار در صنعت برق، این مسئله ایجاد شده است که تصمیمگیری درمورد یک مسئلهی خاص همچون زمان شروع تعمیر و نگهداری از سوی چند نهاد مجزا که اهداف یکسانی را دنبال نمیکنند، انجام میشود. بنابراین در مطالعهی مسائل صنعت برق تجدید ساختار شده، همواره این نکته که از دید کدام یک از نهاد ها مورد بررسی قرار میگیرد، باید در نظر گرفته شود [1].
همزمان با حرکت به سمت عملیات مبتنی بر بازار، ابزارهای تصمیمگیری به منظور ارزیابی تاثیر رقابت باید ایجاد گردند. رقابت بازاری، چالشهای جدیدی را برای شرکتهای برق ایجاد نموده است که یکی از آنها انتخاب راهکارهای برنامهریزی عملیاتی مناسب برای تهیهی برنامه زمانبندی تعمیر و نگهداری تجهیزات است. این انتخاب باید هماهنگی بین برنامهریزی زمانبندی بلندمدت و کوتاهمدت را در نظر بگیرد. در عین حال، باید مصالحهی هزینه-فایده را نیز درمورد خروجهای تعمیر و نگهداری بر شرکتهای تجدید ساختار شده لحاظ نماید. نکتهی مهم در محی

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

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