هاب انرژی

ارائه نیروگاه های نسل جدید تولید هم زمان برق و حرارت (CHP) با بازده های بالا و اندازه های متنوع در دهه اخیر باعث شده است تا بسیاری از مراکز صنعتی و شهری جهان به تولید غیرمتمرکز توان الکتریکی با استفاده از گاز طبیعی روی بیاورند. در این مقاله، این دست آورد فن آوری های جدید باهدف کاهش هزینه های تولید توان در یک دوره طولانی مدت مورد مطالعه قرار می گیرد. رشد روزافزون تمایل به استفاده از سیستم گرمایش ناحیه ای در سال های اخیر، در کنار پیشرفت-های حاصل شده در زمینه فن آوری مربوط به واحدهای CHP، باعث مطرح شدن هرچه بیش ترِ روش موسوم به «هاب انرژی» برای تأمین توان شده است. هاب انرژی روشی برای بهره برداری هم زمان از چند حامل مختلف انرژی برای تأمین بارهای موردنیاز الکتریکی، حرارتی و غیره است. در این روش، تمامی قابلیت های تجهیزات مختلف تأمین انرژی به طور بهینه برای کاهش هزینه های بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، فرمول بندی جدید و جامعی برای طراحی بهینه تجهیزات تحت این روش معرفی می شود که برخلاف روش های معمول، مشخصه دقیق کاری واحدهای CHPرا برای حل مسائل بهره برداری و طراحی بهینه به کار می گیرد. نتایج طراحی بر روی یک سیستم موردی ارائه شده و میزان کاهش در هزینه ها و تأثیر استفاده از مدل دقیق CHP در فرمول بندی مسأله مورد مطالعه قرار گرفته است.

هاب انرژی به عنوان مدلی برای مطالعه یکپارچه زیرساخت های مختلف انرژی تعریف شده، که به شبکه های برق و گاز طبیعی متصل بوده و به وسیله مبدل ها و ذخیره سازهای مختلف، تقاضای مختلف مصرف کنندگان را تأمین می کند. امنیت تأمین تقاضای مصرف کنندگان در طول قطعی شبکه گاز به این دلیل که مهم ترین اجزای هاب با سوخت گاز کار می-کنند، مسئله مهمی است که باید مورد مطالعه قرار گیرد. در این مقاله، چارچوبی برای ارزیابی تاب آوری هاب در شرایط قطعی شبکه گاز ارائه شده است. همچنین به منظور بهبود تاب آوری از منابع تجدیدپذیر و تکنولوژی(برق به گاز) G2P استفاده شده است. کارآیی چارچوب پیشنهادی از طریق شبیه سازی مطالعات موردی متعدد بررسی شده است. در نهایت تأثیر مشارکت منابع تجدیدپذیر و G2P در شرایط قطعی شبکه گاز به وسیله یک شاخص عددی محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که میزان تاب آوری تنها با وجود منابع تجدیدپذیر و مشارکت منابع تجدیدپذیر و G2P به طور همزمان به ترتیب 78/6%و 12/20% بهبود می یابد.

حکمرانی و توسعه پایدار با مدیریت هاب انرژی و بهینه سازی انرژی از طریق احداث ریزشبکه های هوشمند و مدیریت اجرایی می تواند به بهبود بهره وری و کاهش هزینه ها بپردازد. همچنین مدیریت بازاریابی و ریسک در بازار برق از اهمیت بالایی برخوردار بوده و شامل چندین رویکرد و ابزار می شود که به بهبود کارایی و کاهش ریسک کمک می کنند. ریزشبکه مجموعه ای از منابع تولید پراکنده، سیستم ذخیره انرژی و بارها می باشد که می تواند به صورت اتصال به شبکه و عملکرد جزیره ای مورد بهره برداری قرار گیرد. در این مقاله، ریزشبکه به عنوان یک هاب انرژی به منظور ترکیب حامل های انرژی مختلف و انجام تبدیل در آنها برای تأمین بارهای الکتریکی و حرارتی بهینه مورد نیاز مصرف کننده مدل سازی شده است. علاوه بر مدیریت واحدهای تولیدی، به منظور بهبود عملکرد ریزشبکه و کمک به اپراتور ریزشبکه، استراتژی مدیریت بار پاسخگو و شارژ و دشارژ خودروهای الکتریکی پیشنهاد شده که باعث کاهش هزینه کلی هاب انرژی شده است.