دولت به معنای قوه مجریه یا ریاست جمهور و هیأت وزیران

در مضیق ترین مفهوم، دولت به معنای قوه مجریه متشکل از رئیس جمهور و هیأت وزیران به کار میرود. دولت به مفهوم قوه مجریه چند بخش دارد، یکی ریاست جمهور که در عالی ترین جایگاه          قوه مجریه قرار دارد که تعیین آن بسته به نوع قانون اساسی است که در هر کشور اجرا می شود. در کشور ما انتخاب ریاست جمهوری از طریق رای مردم انجام می گیرد، در بعضی کشورها این انتخاب به صورت موروثی و پادشاهی است، کلیه امور مملکتی در یک حوزه جغرافیایی بر عهده شخص رییس جمهور است. (قاضی شریعت پناهی ، ۱۳۸۸، ص ۲۳۸).

در این پایان نامه منظور از دولت همان مفهوم اعمال حاکمیت در کنار تصدی گری است و در ماده ۱۳۵ قانون برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی چنین تعریف شده است:

«۱- امور حاکمیتی

امور حاکمیتی دولت، که تحقق آن موجب اقتدار حاکمیت کشور است و منافع آن بدون محدودیت شامل همه اقشار جامعه می‌گردد و در زیر اموری را که در حوزه حاکمیتی در قانون مذکور بیان گردیده و با این رساله نیز مرتبط می باشد بیان می گردد:

۱-۱- سیاستگذاری، برنامه‌ریزی و نظارت در بخشهای اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی.

۱-۲- ایجاد فضای سالم، برای رقابت و جلوگیری از انحصار و تضییع حقوق مردم.

۱-۳- فراهم نمودن زمینه‌ها و مزیتهای لازم، برای رشد و توسعه کشور و رفع فقر و بیکاری.»

اعمال حاکمیت ناشی از قدرت عمومی، در انحصار دولت و دارای خصیصه اقتداری و الزامی است، در این خصوص صلاحیت دولت در مفهوم کلی، ذاتی، عام و مطلق است. هر قراردادی در راستای اعمال حاکمیت نیز یک طرفه و به صورت ایقاع در شکل و قالب احکام و فرامین حکومتی ظاهر می شود. مانند اتخاذ تصمیم در مورد امنیت ملی، برنامه ریزی اقتصادی، سیاستهای بانکی و پولی، مالیاتها، وظایف اجتماعی، بهداشت، درمان و غیره، قراردادهای حاکمیتی عموماَ به شکل الحاقی مانند پیمانهای استفاده از خدمات آب، برق، گاز و یا ارشادی مانند قراردادهای بیمه بانکی و غیره تنظیم می گردد. (حسینی، ۱۳۸۷،ص۱۸)

۲- تصدی گری

تصدی گری در سه بخش اقتصادی، اجتماعی و زیر بنایی انجام می پذیرد و در ماده ۱۳۸ قانون برنامه چهارم از این سه مورد به شرح ذیل تعریف به عمل آمده است:

«امور تصدی‌های اقتصادی

آن دسته از وظایفی است که دولت، متصدی اداره و بهره‌برداری از اموال جامعه است و مانند اشخاص حقیقی و حقوقی در حقوق خصوصی عمل می‌کند، نظیر تصدی در امور صنعتی، کشاورزی، حمل و نقل و بازرگانی و بهره‌برداری از طرحهای مندرج در بند (ج) این ماده.

امور تصدی‌های اجتماعی، فرهنگی و خدماتی

آن دسته از وظایفی است که، منافع اجتماعی حاصل از آنها نسبت به منافع فردی برتری دارد و موجب بهبود وضعیت زندگی افراد می‌گردد، از قبیل: آموزش و پرورش عمومی، فنی و حرفه‌ای، علوم و تحقیقات، بهداشت و درمان، تربیت‌بدنی و ورزش، اطلاعات و ارتباطات جمعی و امور فرهنگی، هنری و تبلیغات دینی.

امور زیربنایی

آن دسته از طرحهای تملک دارایی‌های سرمایه‌ای است، که موجب تقویت زیرساختهای اقتصادی و تولیدی کشور می‌گردد، نظیر طرحهای آب و خاک، عمران شهری و روستایی و شبکه‌های انرژی‌رسانی، ارتباطات و حمل و نقل.»

اعمال تصدی گری در این مبحث در راستای اجرای وظایف ذاتی و اعمال حاکمیت  انجام می پذیرد، و در این خصوص دولت برای اجرای اعمال نیاز به مجوز و قانون خاص خود دارد.

اصل بر عدم اختیار و عدم صلاحیت دستگاههای دولتی در ایجاد تعهد بر ذمه دولت است، مگر اینکه توجییه قانونی ارائه شود، ضمانت اجرای این اصل بطلان و یا عدم نفوذ اقدامات و تصمیمات خارج از حدود صلاحیت یا فاقد مجوز قانونی است. اینگونه قراردادها بیشتر جنبه کمکی و پشتیبانی دارند و تابع قواعد و مقررات قراردادهای خصوصی و تحت حاکمیت قوانین مدنی، تجاری و… و الزامات و ممنوعیتهای سایر قوانین و مقررات خاص و عام می باشد. (حسینی، ۱۳۸۷،ص۱۹)

چکیده:

خورشید یک منبع عظیم انرژی محسوب می شود و با توجه به کاهش هزینه­های ساخت سلول­های خورشیدی در طول زمان، استفاده از سیستم­های فتوولتائیک جهت تولید برق به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

در این پایان نامه، به ارائه یک سیستم کنترلی مناسب جهت مدیریت انرژی در سیستم تولید پراکنده هیبرید متشکل از سیستم فتوولتائیک، دیزل ژنراتور، ذخیره سازی انرژی در باتری خودرو الکتریکی پرداخته شده است. در این تحقیق، سیستم فتولتائیک و باتری خودرو الکتریکی به عنوان منابع اصلی انرژی تحویل دهنده به شبکه می باشند و دیزل ژنراتور به عنوان سیستم پشتیبان مورد استفاده قرار می­گیرد.

ابتدا به مدل سازی دینامیکی مناسب از اجزای این سیستم ها مبادرت شده و سپس سیستم کنترلی پیشنهاد شده که مبتنی بر مدل فازی می­باشد ارائه می­گردد. این استراتژی پیشنهادی با کنترل کننده کلاسیک مقایسه می­گردد. میزان مقاوم بودن استراتژی پیشنهادی در برابر تغییرات بار بررسی و در محیط نرم افزار متلب شبیه سازی گردیده است و نتایج مرتبط تحلیل شده است.

در بخش نتایج مشاهده می شود که سیستم­های کنترلی، قادر به جبران سازی و مدیریت توان در برابر تغییرات ناگهانی بار می باشند و سیستم در تامین تقاضای بار با مشکل مواجه نمی­گردد. در این میان مشاهده می­گردد که استراتژی پیشنهادی که مبتنی بر مدل فازی بوده دارای عملکرد بهتری نسبت به کنترل کننده کلاسیک می­باشد.

واژه های کلیدی:

خودرو الکتریکی، فتوولتائیک، کنترل فرکانس، منطق فازی

 فهرست مطالب

عنوان                                                                                            صفحه

        فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

۱-۱ مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… ۲

۱-۲ تعریف مسأله …………………………………………………………………………………………………………. ۳

۱-۳ پیشینه تحقیق …………………………………………………………………………………………………………. ۴

۱-۴ سوالات اصلی تحقیق ……………………………………………………………………………………………… ۶

۱-۵ اهداف …………………………………………………………………………………………………………………. ۶

۱-۶ ضرورت و اهداف پژوهش ………………………………………………………………………………………. ۷

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

۲-۱ مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰

۲-۲ ریز شبکه …………………………………………………………………………………………………………….. ۱۰

۲-۳ تولیدات پراکنده …………………………………………………………………………………………………… ۱۰

۲-۳-۱ تعریف تولیدات پراکنده …………………………………………………………………………………….. ۱۰

۲-۳-۲ مزایای تولیدات پراکنده ……………………………………………………………………………………… ۱۱

۲-۳-۳ بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده …………………………………………………………………. ۱۱

۲-۳-۴ انواع تولیدات پراکنده ……………………………………………………………………………………….  ۱۳

۲-۴ سیستم هیبرید ………………………………………………………………………………………………………. ۱۳

۲-۴-۱ مزایای ریز شبکه و چالش های سیستم هیبریدی ……………………………………………………… ۱۴

۲-۵ سیستم فتوولتائیک ………………………………………………………………………………………………… ۱۵

۲-۵-۱ تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی در سیستم فتوولتائیک ……………………………………… ۱۵

۲-۶ روش های کاربرد سیستم های برق خورشیدی …………………………………………………………….۲۱

۲-۶-۱ متصل به شبکه سراسری برق ……………………………………………………………………………….۲۱

۲-۶-۲ مستقل از شبکه سراسری برق ……………………………………………………………………………….۲۳

۲-۷ مدل پنل خورشیدی ……………………………………………………………………………………………….۲۴

۲-۷-۱ بررسی روش های دنبال کننده ماکزیمم توان…………………………………………………………..۲۶

۲-۸ دیزل ژنراتور ……………………………………………………………………………………………………….۳۰

۲-۹ وسایل ذخیره انرژی ………………………………………………………………………………………………۳۱

۲-۱۰ خودرو الکتریکی ……………………………………………………………………………………………….۳۳

۲-۱۰-۱ تعریف و معرفی انواع خودروهای الکتریکی ………………………………………………………..۳۳

۲-۱۰-۲ تعریف V2G و کابردهای آن ……………………………………………………………………………۳۵

۲-۱۰-۳ فرصت ها و چالش­های اتصال خودرو الکتریکی به شبکه………………………………………..۳۸

۲-۱۰-۴ روش های مدل سازی باتری …………………………………………………………………………….۳۹

۲-۱۱ سیستم کنترل فازی ……………………………………………………………………………………………. ۴۴

۲-۱۱-۱ مقدمه فازی …………………………………………………………………………………………………. ۴۴

۲-۱۱-۲ سیستم های فازی …………………………………………………………………………………………. ۴۵

۲-۱۱-۳ ساختار یک کنترل کننده فازی ………………………………………………………………………. ۴۸

فصل سوم: روش تحقیق

۳-۱ مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………..۵۳

۳-۲ ساختار سیستم پیشنهادی………………………………………………………………………………………..۵۳

۳-۳ کنترل کننده PI …………………………………………………………………………………………………..54

۳-۴ کنترل کننده  فازی-کلاسیک ……………………………………………………………………………… ۵۸

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق

۴-۱ مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………….۶۳

۴-۲ شبیه سازی پنل خورشیدی ……………………………………………………………………………………۶۳

۴-۳ سیستم پیشنهادی………………………………………………………………………………………………….۶۶

۴-۴ نتایج شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………۶۶

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۵-۱ نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………….۷۵

۵-۲ پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………۷۶

مراجع ………………………………………………………………………………………………۷۷

ضمیمه ………………………………………………………………………………………………۸۲

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………..۸۳

مقدمه

پیامدهای محیطی، کمبود انرژی و نگرانی­های مربوط به بیشینه شدن مصرف سوخت های فسیلی موجب پیدایش رویکرد جالب توجهی به انواع مختلف منابع انرژی تجدید پذیر شده است. انرژی الکتریکی در زندگی بشر رایج ترین نوع انرژی است، ولی تولید آن اغلب از طریق سوخت­های فسیلی حاصل می آید که این ذخایر سوختی محدودیت­های بسیاری دارند [۱]. این محدودیت­ها سبب شده تا تمایلات جدید به سمت تکنولوژی های تولید توان تجدیدپذیر از قبیل باد، خورشید و … جلب شود.

خورشید یکی از منابع مهم انرژی است که باید به آن روی آورده زیرا به فن آوری­های پیشرفته و پرهزینه نیاز نداشته و می تواند به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی در اکثر نقاط جهان به کار گرفته شود. به علاوه استفاده از آن بر خلاف انرژی هسته­ای، خطر و اثرات نامطلوبی از خود باقی نمی­گذارد و برای کشورهایی که فاقد منابع انرژی زیرزمینی هستند، مناسب ترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصادی می باشد.

فن آوری ساده، آلوده نشدن هوا و محیط زیست و از همه مهم تر ذخیره شدن سوخت های فسیلی برای آیندگان یا تبدیل آن­ها به مواد و مصنوعات پر ارزش پتروشیمی، از عمده دلایلی هستند که لزوم استفاده از انرژی خورشیدی را برای صنعت و بطور خاص؛ برق، آشکار می سازند. مزیت نیروگاه خورشیدی برآن است که به یک بار هزینه راه اندازی و نصب نیاز داشته و انرژی رایگان، با هزینه اندک تعمیرات ونگهداری به شبکه تا مدت طولانی تحویل می­دهد.

از آنجایی که توان خورشیدی در شب وجود ندارد لذا لازم است یک منبع توان آماده به کار برای تامین تقاضای بار وجود داشته باشد. از این رو نیاز به ترکیب منابع ، مانند سیستم فتوولتائیک و دیزل ژنراتور می باشد. سیستم توان هیبریدی ترکیبی از دو یا چند منبع توان الکتریکی است که حداقل یکی از آنها از نوع تجدیدپذیر باشد [۲]. سیستم هیبرید دیزلی- فتوولتائیک قابلیت اطمینان کاملی را فراهم می­نماید زیرا دیزل ژنراتور در نبود توان، توسط سیستم فتوولتائیک در شب، به عنوان یک پشتیبان عمل می کند و تامین تقاضای بار را انجام می­دهد. در عمل وقتی از دیزل ژنراتور استفاده می­شود که توان سیستم فتوولتائیک برای تامین تقاضای بار (خودروهای الکتریکی) کافی نباشد [۳].

برای تکمیل مدیریت تولید، بهترین گزینه، ذخیره انرژی است. با استفاده از سیستم ذخیره انرژی، یک منبع الکتریکی کم هزینه می تواند به طور موثر پیک تقاضا را تامین نماید [۴-۵].

تاکنون روش های متعددی در زمینه ی کنترل مناسب توان هیبرید دیزلی- فتوولتائیک با واحد ذخیره انرژی جهت به دست آوردن عملکرد دینامیکی مطلوب و استخراج بیشترین بهره­وری از انرژی موجود ارائه شده است. رویکرد متداول، استفاده از کنترل کننده­های کلاسیک می باشد. در سال­های اخیر، کنترل­های منطق فازی در مهندسی سیستم­های قدرت، مورد توجه بسیار و رو به رشدی قرار گرفته­اند. منطق فازی یک سیستم استدلالی برای شکل دهی استدلال تقریبی است [۶]. سیستم منطق فازی یک چهارچوب بسیار مناسب برای مدل سازی کارآمد و کامل عدم قطعیت در استدلال بشری با استفاده از متغیرهای زبانی و توابع عضویت فراهم می­نماید. کنترل­های منطق فازی در مقایسه با کنترل­های متداول از نظر عملکرد و مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت، برتر بوده است. همچنین در سال­های اخیر از کنترل کننده فازی-کلاسیک به دلیل حساسیت و انعطاف پذیری آن در برابر تغییر پارامترها و تغییر بارهای بزرگ حتی در حضور عوامل غیرخطی نظیر محدودیت نرخ تولید مورد توجه قرار گرفته است[۷].

در بخش اول این تحقیق، به پیاده سازی یک مدل دینامیکی از سیستم توان هیبرید دیزلی- فتوولتائیک با واحد ذخیره سازی انرژی (باتری) برای خودرو الکتریکی پرداخته شده است. سپس به طراحی کنترلی برای سیستم مذکور پرداخته شده است. اولین استراتژی استفاده از کنترل کننده کلاسیک     می­باشد. سپس از کنترل کننده فازی-کلاسیک به دلیل قابلیت خوب این کنترل کننده در مسائل پیچیده ، برای بهبود انحراف فرکانس شبکه بهره می­بریم. در بخش شبیه سازی نشان داده خواهد شد که کنترل کننده پیشنهاد شده، عملکرد نسبتاً مناسبی در برابر تغییرات بار از خود نشان می­دهد و نسبت به تغییرات پارامتری مقاوم است.

تعریف مسأله

انرژی الکتریکی برای هر فردی ضروری است به ویژه در قرن جدید که در آن مردم به دنبال زندگی با کیفیت بالاتری هستند. این واقعیت در جهان پذیرفته شده است که انرژی الکتریکی برای توسعه اجتماعی و اقتصادی، ضروری است.

مطالعات اخیر نشان می دهد که حدود ۲۰% تا ۳۰% انرژی مصرفی بدون نیاز به تغییرات در ساختار فیزیکی سیستم و تنها به وسیله عملکرد بهینه و مدیریت شده قابل کاهش خواهد بود. یکی از روشهای کاهش تلفات و پاسخ به نیاز مصرف کنندگان و کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در دسترس به صورت محلی مانند انرژی خورشیدی، باد، هیدروژن و …. و ترکیب آنها برای پیاده سازی سیستم های مدولار، قابل گسترش و برنامه­ریزی می­باشد.

از سویی، بخش حمل و نقل عمده ترین بخش مصرف کننده فرآورده های نفتی و بالطبع یکی از مهمترین عوامل آلودگی محیط زیست خواهد بود. بنابراین، با توجه به بحران انرژی و محیط زیست در آینده به ویژه در کشورهای صنعتی، موضوع جایگزینی اتومبیل های کنونی (احتراق داخلی) با خودروهای الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. از طرف دیگر، نگرانی های گسترده در مورد گرم شدن زمین و نیز آلودگی هوای ناشی از مصرف سوخت­های فسیلی توسط خودروها اهمیت یافتن راهکارهای جدید برای تغییر منبع انرژی مورد نیاز خودروها را دو چندان ساخته است. یکی از منابع انرژی پراکنده خودرو الکتریکی هیبرید قابل اتصال به شبکه برق است. این خودرو یک اتومبیل الکتریکی بنزینی شبیه اتومبیل های امروزی است، اما دارای یک باتری بزرگتر و یک کابل برای اتصال به شبکه برق جهت شارژ است [۸].

۱-۳ پیشینه تحقیق

به دلیل قابلیت ذخیره­سازی زیاد انرژی، باتری­ها دیگر نمی توانند مانند اتومبیل­های هیبرید استاندارد، با بکارگیری یک موتور احتراقی دوباره شارژ شوند، بنابراین باید به برق وصل شوند تا سیستم باتری با برق شبکه شارژ گردد. به همین دلیل یک سیستم ذخیره سازی انرژی (باتری) برای سیستم قدرت خودرو الکتریکی در نظر گرفته شده است این باتری از نوع NI-MH می باشد] ۸[. تحقیقات نشان داده که عمر باتری توسط عوامل بسیاری تحت تاثیر قرار می­گیرد که مهم ترین عوامل شامل: حرارت شدید، شارژ و دشارژ بیش از اندازه می­باشد. این عوامل عملکرد باتری را بدتر کرده و این عمل منجر به بدتر شدن عملکرد خودرو الکتریکی و بهره­وری آن می­شود ]۹[. درجه حرارت می تواند دو اثر مهم در عملکرد باتری داشته باشد، هم می تواند راندمان باتری را بهبود بخشد و هم می تواند به طور قابل توجهی عمر باتری را کوتاه کند.

با افزایش دما راندمان مقاومت داخلی باتری کاهش می­یابد و این عملکرد باتری را بهبود می­بخشد و درجه حرارت بالا باعث می­شود که واکنش شیمیایی در باتری سریع­تر انجام شود که این امر به اجزای باتری آسیب می­رساند و عمر باتری را کاهش می­دهد [۱۰].

با نظر به منابع انرژی پراکنده قابل بهره­برداری، سیستم­های قدرتی که از منابع تولید توان الکتریکی مختلفی استفاده می­کنند، با عنوان سیستم قدرت هیبرید شناخته می­شوند. طراحی اجزای سیستم­های قدرت کوچک با قابلیت اتصال و انفصال از شبکه سراسری برق که اصطلاحاً ریز شبکه نامیده       می­شوند، باید به نحوی باشد که عملکرد مطمئن آن را در هر دو حالت بهره برداری شامل حالت اتصال به شبکه و حالت جزیره ای یا مستقل از شبکه تضمین نماید. بارها و منابع انرژی هیبرید در یک ریز شبکه می توانند با حداقل زمان ممکن، از شبکه سراسری منفصل شده و مجددا به آن وصل شوند و بدین ترتیب منجر به افزایش قابلیت اطمینان در تأمین بارهای ریز شبکه شوند.

یکی از کاربردهای اساسی فناوری ریز شبکه، هماهنگی بین تولیدکننده های مختلف و بارهای کنترل پذیر جهت ارائه یک سیستم کارا و سودمند می­باشد. در این راستا سیستم مدیریت انرژی به منظور مدیریت عملکرد ریز شبکه نیاز است. مقالات زیادی نیز پیش از این در این زمینه ارائه شده­اند. از جمله [۱۱] که کاربرد یک کنترل کننده مرکزی را برای بهینه سازی عملکرد یک ریز شبکه در زمان اتصال به شبکه تشریح می­کند. در [۱۲] یک سیستم مدیریت انرژی برای بهینه کردن عملکرد ریز شبکه شامل مدیریت سمت بار و منابع تولید پراکنده ارائه شده است. اما یکی از موضوعات مهمی که در طراحی سیستم مدیریت انرژی باید مورد توجه قرار گیرد، مسأله ذخیره سازی انرژی در عناصری با این قابلیت است. مبحث فوق، توام با بکارگیری منابع تولید تجدیدپذیر مشتمل بر سلول خورشیدی، توربین بادی، پیل سوختی و… مورد توجه قرار گرفته است. علت این امر، پاسخ گویی سریع به تغییرات بار شبکه توسط ذخایر چرخان و باتری های ذخیره ساز انرژی است. با مطرح شدن خودروهای برقی با قابلیت تبادل توان با شبکه های قدرت، تحقیقات جدیدی در زمینه استفاده از قابلیت ذخیره سازی انرژی در آن­ها و بکارگیری آن­ها در پایداری شبکه های قدرت انجام شده است. که در اغلب این تحقیقات استفاده از قابلیت خودروها به عنوان رزرو چرخان ارزیابی شده است [۱۳-۱۴].

مقدمه

در این فصل، ابتدا ریزشبکه­ها و تولیدات پراکنده تعریف شده، سپس مدل دینامیکی سیستم پیشنهادی متشکل از: سیستم فتوولتائیک، دیزل ژنراتور و خودرو الکتریکی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در نهایت سیستم کنترلی پیشنهادی (منطق فازی) توضیح داده خواهد شد.

۲-۲ ریز شبکه (MG)[1]

شبکه­های کوچک، شبکه هایی هستند که از قرار گرفتن تعدادی مولدهای کوچک در کنار هم تشکیل شده اند که میزان بار اندکی را در محدوده خود تامین می­کنند و با اتصال چندین شبکه کوچک به یکدیگر یک شبکه وسیع شکل می دهند که کارائی شبکه­های کنونی را داشته و در عین حال در مواقع بحرانی می تواند مجددا به شبکه کوچک تشکیل دهنده خود تجزیه شود. ریز شبکه را می توان به عنوان یک شبکه کوچک براساس مولد های تولید توزیع شده در نظر گرفت. در بهره برداری از ریز شبکه­ها اهداف گوناگونی چون کاهش تلفات، هزینه های تولید و نیز کاهش میزان آلودگی مورد بررسی قرار می گیرد [۱۵].

۲-۳ تولیدات پراکنده(DG)[2]                                          

در این بخش، ابتدا به تعریف تولیدات پراکنده پرداخته می شود، سپس به بهره­برداری از واحدهای تولیدات پراکنده اشاره می شود و در نهایت انواع تولیدات پراکنده معرفی می­گردند.

۲-۳-۱ تعریف تولیدات پراکنده

تعاریف مختلفی برای تولیدات پراکنده به کار رفته است ولی تعریف جامع و بدون محدودیت آن عبارت است از: ”منبع انرژی الکتریکی که مستقیماً به شبکه توزیع و یا سمت مصرف کننده وصل می­گردد“ [۱۶].

۲-۳-۲ مزایای تولیدات پراکنده

بکارگیری تولیدات پراکنده در سیستم توزیع مزایای زیست محیطی، اقتصادی و فنی بسیار زیادی را به دنبال دارد. برای رسیدن به این مزایا تولیدات پراکنده باید دارای اندازه مناسب بوده و در مکان­های مناسب نصب شوند [۱۷].

به طور کلی استفاده از نیروگاه های با تولید پراکنده در شبکه قدرت مزایایی را به همراه دارد [۱۷]:

• کاهش هزینه مربوط به تجهیزات قدرت
• کاهش تلفات انتقال قدرت
• زمان نصب و بهره­برداری کوتاه این نیروگاه­ها
• کاهش آلودگی­های زیست محیطی و صوتی نیروگاه­های بزرگ
• کاهش تلفات با جایابی بهینه نیروگاه­های تولید پراکنده در شبکه­های توزیع
• آزاد­سازی ظرفیت سیستم­های انتقال و توزیع اعم از خطوط و پست­ها
• امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه

با توجه به پایین بودن بازده­ی نیروگاه هایی که با سوخت­های فسیلی کار می کنند و همچنین به دلیل آلودگی­های زیست محیطی مربوط به نیروگاه­های با سوخت فسیلی، لزوم استفاده از تولیدات پراکنده روز به روز بیشتر احساس می شود. سیستم­های توزیع موجود بدون در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده طراحی شده اند. در نتیجه به کارگیری آن­ها، می تواند امکان بروز شرایط غیر مطلوبی در کیفیت برق، قابلیت اطمینان، بازده، مسائل ایمنی و … را ایجاد کند [۱۸].

۲-۳-۳ بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده

بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده به دو شکل امکان پذیر می باشد:

الف: حالت متصل به شبکه[۳]: در این حالت واحد­های تولید پراکنده به شبکه اصلی متصل هستند.

ب: حالت جزیره ای[۴] (مستقل از شبکه): در این حالت واحدهای تولید پراکنده با شبکه ی سراسری ارتباط ندارند و مجموعه­ی واحدهای تولید پراکنده چند بار محلی را تغذیه می کنند.

الف: سیستم­های متصل به شبکه

سیستم­های متصل به شبکه، سیستم­هایی هستند که با اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین  می­کنند. این امر بدین صورت است که هر مشترک شبکه سراسری برق، با نصب سیستم متصل به شبکه، خود به عنوان یک تولید­کننده پراکنده کوچک می تواند به صورت نیروگاهی کوچک عمل نماید. در این روش علاوه بر تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف­کننده، انرژی الکتریکی (مازاد بر مصرف) به شبکه سراسری برق تزریق می شود.

ب: سیستم­های مستقل از شبکه

سیستم­های مستقل از شبکه (سیستم­های جزیره­ای)، سیستم­هایی هستند که بدون اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین می نمایند. این سیستم­ها برای مناطق دور از شبکه که به دلیل   محدودیت­های فنی(صعب العبور بودن منطقه) و اقتصادی( همانند دور بودن از مراکز تولید توان و یا داشتن جمعیت پایین) انتقال برق رسانی مشکل است، کاربرد زیادی دارند.

کاربرد مستقل سیستم­های تولید پراکنده به صورت جزیره­ای، جهت تامین بار مصرف کنندگان، از مزایای عمده آن­ها محسوب می­شود. برای صنایع و واحدهایی که قطع برق خسارت فراوانی را برای آن ها در برداشته و یا به طور کلی مکان­هایی که امکان دسترسی به انرژی برق از طریق شبکه سراسری با قیمت مناسب را نداشته باشند، بکارگیری این سیستم­ها مفید می­باشد. با گسترش پیشرفت صنعت برق، تکنولوژی­های جدید و مختلفی ایجاد شده است. اکثر این تکنولوژی­ها به صورت تجاری و صنعتی در دسترس می باشند.

یکی از مهم ترین مسائل در سیستم­های تولید پراکنده در حالت مستقل از شبکه، پیوستگی تغذیه بار و کنترل ولتاژ و فرکانس آن است. معمولا در سیستم های تولید پراکنده مستقل از شبکه، از منابع تجدیدپذیر انرژی (مانند انرژی خورشیدی یا بادی) به عنوان منبع اولیه انرژی استفاده می­شود. باتوجه به تغییرات شدت نور و سرعت باد در طول روز، توان حاصل از این منابع دارای نوساناتی است. در نتیجه استفاده از واحد ذخیره انرژی برای تامین پیوسته بار اجتناب ناپذیر است. لذا بهره­مندی از سیستم کنترلی مناسب برای کنترل توان بین واحدهای ذخیره انرژی با منابع انرژی اولیه به گونه ای باشد، که بار به طور پیوسته تامین شود [۱۹]. هدف از این پایان نامه ارائه سیستم کنترلی مناسب برای کنترل پخش توان بین واحدهای انرژی و کنترل فرکانس در سیستم تولید پراکنده می­باشد.

[۱] Micro Grid

[۲] Distributed Generators

^[۳] Grid Connected

^[۴] Stand Alone