وبلاگ

با بهره گرفتن از پدیده تولید همزمان برق و حرارت^[۳] از DG در میکرو توربین ها راندمان نیروگاه های سیکل ترکیبی نیز بالا رفته و به حدود ۸۰-۹۰% انرژی شیمیایی سوخت می رسد.
افزایش قابل توجه راندمان در کشور هایی که انرژی (برق و سوخت) دارای قیمت واقعی می باشد بسیار قابل توجه است و انگیزه ای بسیار قوی برای استقرار واحد های DG در محل مصرف می باشد.

۲-۲-۳ طبقه بندی انواع DG
نیروگاه مجازی باید انواع تکنولوژی های DG در هر دو شبکه توزیع فشار متوسط و ضعیف را شامل شود. همه DG ها به دو دسته کلی زیر طبقه بندی می شوند]۱۱ [.
تولید پراکنده ی محلی (^[۴]DDG)، که یک واحد DG کوچک است که مشترکان مجزایی برای بخشهای خانگی، تجاری یا صنعتی دارد. مازاد تولید یک DDG باید به شبکه تزریق گردد و همچنین کمبود تولید آن از شبکه جبران می شود.
تولید پراکنده ی عمومی (^[۵]PDG)، که یک واحد DG است که متعلق به یک مشترک مجزا نیست و هدف اصلی آن تزریق توان تولیدی آن به شبکه است.
معمولاً هم DDG و هم PDG می توانند به سیستم ذخیره انرژی مجهز شوند. DDG یک ژنراتور با بار و احتمالاً یک سیستم ذخیره انرژی است که معمولاً به شبکه توزیع فشار ضعیف وصل می شود. اما PDG یک ژنراتور یا سیستم ذخیره انرژی است که فقط می تواند به شبکه توزیع ولتاژ متوسط وصل شود. تفاوت DDG ها با PDGها عبارتند از:
هدف صاحبان DDGها فراهم کردن نیازهای الکتریکی و احتمالاً گرمایی آن است تا قابلیت اطمینان سرویسهای آنها را ارتقا دهد. اما هدف اصلی صاحبان PDGها فروش توان تولیدی آنها به مشترکان شبکه است.
معمولاً ظرفیت تولید DDGها کمتر از PDGها است. بنابراین یک DDG به تنهایی و به عنوان یک شریک تنها نمی تواند در بازار برق شرکت کند، ولی یک PDG می تواند شانس خود در بازار برق را امتحان کند.
بعضی از PDGها و DDGها مانند واحدهای فتوولتائیک و بادی که مجهز به سیستم ذخیره انرژی نیستند، دارای طبیعت تولید غیرقطعی هستند. ولی بعضی دیگر مثل سلولهای سوختی و ریز توربینها انعطاف پذیر هستند، یعنی همیشه به سرعت می توانند شیوه راه اندازی خود را تغییر دهند. بنابراین PDGها و DDGها می توانند به دو دسته آماری (^[۶]SPDG و ^[۷]SDDG) و انعطاف پذیر (^[۸]DPDG و ^[۹]DDDG) تقسیم شوند. VPP باید تعدادی بار قابل کنترل، سیستم ذخیره انرژی یا ژنراتورهای انعطاف پذیر داشته باشد تا نوسان واحدهای DG آماری را جبران کند. موضوعاتی نظیر اینکه شرایط بهره بردار VPP برای انتخاب اعضای آن چگونه است و یا اینکه شرایط اعضای آن برای پیوستن به VPP به چه صورتی است، تحت تاثیر جنبه های مختلف فنی و اقتصادی می باشد.
در واقع جهان با بهره گرفتن از واحدهای تولید پراکنده برای ارتقاء بهره وری انرژی و استفاده از منابع تجدید پذیر به جای تولید سنتی پیشرفت می کند. در این رابطه، چندین مقررات پشتیبانی برای DG در تمام دنیا ارائه شده است ]۱۵-۱۲ [.
به منظور پشتیبانی از منابع تجدیدپذیر مبتنی بر DG بازاری برای تولید برق آنها پیشنهاد شده است. دو نوع از این بازارها عبارتند از ]۸ [و ]۲۴ [:
۱) GCM^[10]
۲) ^[۱۱]TRECM
GCM به مشارکت منابع تجدیدپذیر برای آزادسازی (رفع ممانعت) بازار کمک می کند. تمامی مصرف کنندگان برق (شرکت ها ی توزیع یا دیگر مصرف کنندگان) موظف به خرید سهم معینی از مصارف خود از این بازار هستند.
مقررات حمایتی متعددی از جمله بخشنامه ی RES اروپا برای توسعه منابع تجدید پذیر، دستورالعمل CHP اروپا برای صرفه جویی در بهبود انرژی و مشابه مقررات حمایتی در کشورهای دیگر]۱۸-۱۵ [، استاندارد تجدید پذیر^[۱۲] در چند کشور، پروتکل کیوتو که دارای نقش مهمی در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای داراست و به همین ترتیب عواملی که سبب شتاب رشد DG می گردد، در موارد گسترده ای وجود دارند .
در بسیاری از پروژه ها از جمله پروژه نیروگاه مجازی پیل سوختی اتحادیه اروپا ]۲۲ [و پروژه ی Fenix ]23 [، VPP به عنوان موضوع مورد تحلیل، بررسی می گردد. نتیجه ی بررسی تحقیقات نشان می دهد که هیچ اتفاق نظری در مورد تعریف VPP وجود ندارد .
پروژه نیروگاه مجازی سلول سوختی اتحادیه اروپا (EU) تعریف VPP را به عنوان یک گروه غیرمتمرکز در ارتباط تنگاتنگ با میکرو- CHP ، با بهره گرفتن از تکنولوژی سلول سوختی نصب شده در خانه های چند خانواره، شرکت های کوچک، تسهیلات عمومی، خنک کننده و تولید برق می دهد ]۲۲ [.
با توجه به تعریف Fenix، VPP نماینده انعطاف پذیر مجموعه ای از منابع انرژی توزیع شده است که می تواند برای عقد قراردادها در بازار عمده فروشی و ارائه خدمات به اپراتور سیستم مورد استفاده قرار گیرد]۱۵ [.
۲-۲-۴ انواع VPP
دو نوع VPP وجود دارد:
VPP تجاری CVPP ^[۱۳]
VPP فنی(تکنیکی) TVPP ^[۱۴]
۲-۲-۵ اجزای VPP
نیروگاه مجازی ترکیبی از تکنولوژی های تولید پراکنده با هزینه های مختلف است.این ترکیب به صورت بهینه از واحدهای خود بهره برداری می کند و امکان حضور تک تک واحدهای تولید پراکنده را در بازار برق فراهم می آورد و سودی را در هر ساعت عاید آنها می کند. VPP می تواند شامل شبکه های توزیع با DGها، مولدهای توربین گازی، مولدهای تولید همزمان، پیل سوختی و مصرف کنندگان نهایی (بارهای قطع و غیر قابل قطع) باشد.
واحدهای DG به VPP تعلق دارند؛ به عبارتی می توان گفت که نیروگاه مجازی تلفیق چند واحد DG می باشد. مصرف کنندگان نهایی VPP با توجه به نرخ انرژی خرده فروشی تامین می شوند.DG و بارهای قابل قطع ممکن است برای انجام معاملات در بازار انرژی و رزرو چرخان مورد استفاده قرارگیرند، اما ذخیره کننده های الکتروشیمیایی فقط در بازار انرژی اعمال می شوند.
شکل (۲-۱) اجزای VPP را نشان می دهد. این اجزا باید توسط سیستم مدیریت انرژی (EMS^[15]) مدیریت و تنظیم شوند. سیستم EMS می تواند به سیستم های مدیریت کوچکتر به نام سیستم مدیریت محلی (LMS^[16]) تقسیم شود. LMS ها بارها و ژنراتورهای مربوط به خود را راه اندازی و تنظیم می کنند و همچنین می توانند در عملکرد EMS هم مشارکت کند. شکل (۲-۲) ساختار کلی VPPهای آینده را نشان می دهد]۱۵ [.

شکل (۲-۱): اجزای VPP ]15 [.

شکل (۲-۲): ساختار کلی VPP ]15 [.
۲-۲-۶ استراتژی کنترل VPP
منابع تجدید پذیر با تمام مزیت هایی که دارند، اما در عین حال دارای معایبی نیز می باشد. یکی از این معایب، نقص در کنترل پذیری این منابع می باشد. علاوه بر این، واحدهای تولید پراکنده توسط مالکان خودشان کنترل می شوند و گاهی اوقات، حالت عملکرد آنها برای شبکه مناسب نمی باشد. می توان این گونه استدلال نمود که نیروگاه مجازی جایگزین مناسبی برای کنترل داده های واحدهای تولید پراکنده می باشد. به عبارتی هر واحد پراکنده به عنوان بخشی از نیروگاه مجازی می باشد]۱۷ [.VPP ها ممکن است در حالت متمرکز یا پراکنده کنترل شوند]۱۸ [.
کنترل پراکنده بر مبنای سیستم چند عامله می باشد]۲۴-۲۳ [.در این استراتژی، هر واحد DER را می توان با هر عاملی شرکت کننده در بازارهای برق کنترل نمود. استفاده از این استراتژی کنترل در حال حاضر محدود به اقدامات کنترل که در آن موقعیت مهم نیست (به عنوان مثال، تبادل توان) صورت می گیرد]۳۴ [.
در کنترل متمرکز، DERها به صورت مرکزی توسط مرکز هماهنگی کنترل (CCC^[17]) کنترل می شوند و معاملات بازار VPP توسط آن رسیدگی می شود. در روش کنترل متمرکز، می توان وظایف فنی و اقتصادی را بدست آورد تا سود بیشتر برای DER ها بدست آورد.
کاربرد کنترل پراکنده و متمرکز VPP را می توان در پروژه یCRISP و نیروگاه سلول سوخت مجازی اروپایی مشاهده نمود]۲۱-۱۹ [.
در اینجا فرض می شود VPP به صورت متمرکز کنترل می شود و هدف از مرکز هماهنگی کنترل، به حداکثر رساندن سود VPP با ارائه پیشنهادهای خوبی برای بازارهای انرژی و رزرو چرخان است.
۲-۳ نیروگاه مجازی در بازار برق
۲-۳-۱ معامله بازار جدید در سطح توزیع
به طور سنتی DisCo^[18] انرژی را از بازار عمده فروشی در یک سطح ولتاژ بالا خریداری می نماید و آن را به مشترکان نهایی تحویل می دهد. در یک سناریوی مدیریت فعال DisCo می تواند از طریق ترکیب بازار برق عمده فروشی با تولیدکننده هایی که داخل ناحیه کنترل DisCo قرار دارند، سرویسهای مشترکین را فراهم کند. همچنین باید از طریق تولیدکننده هایی که داخل ناحیه کنترل آن قرار دارند، تعدادی از سرویسهای دیگر (که بعضی محلی و بعضی نیمه محلی هستند) را فراهم کند]۶ [.
شکل (۲-۳) واحدهای تولیدکننده ی DG را وقتی میزان نفوذ DG در سیستم قدرت قابل توجه است، نشان می دهد. دو گروه تولید کننده به شبکه توزیع فعال متصل هستند:
PDG های مستقل که به طور مستقل از VPP مدیریت یا تغذیه می شوند.
VPP
شکل (۲-۳): اجزای سیستم قدرت در حالتی که نفوذ DG زیاد است ]۳۴ [.
با توجه به این، دو نوع بازار را می توان ایجاد کرد، بازار عمده فروشی و بازار DisCo که توسط DSO^[19] راه اندازی می شود. VPP و PDG مستقل می توانند با DSO هم انرژی و هم سرویسهای محلی را فراهم کنند. همچنین می توانند در بازار عمده فروشی مشارکت کنند و در مدیریت سیستم انتقال همکاری نمایند. در این شرایط منابع انرژی توزیع شده می توانند مسئولیت تحویل سرویسهای محافظت سیستم را بر عهده بگیرد و نقش تولید مرکزی را داشته باشند. به عبارت دیگر، DG قادرخواهد بود انرژی تولیدی توسط تولید مرکزی و قابلیت کنترل آن را جابجا کند.