برنامه ‌ ریزی کوتاه مدت تأمین سوخت نیروگاهها در شرایط بحران

1. برنامه‌ریزی کوتاه مدت تأمین سوخت نیروگاهها در شرایط بحران Fuel scheduling of thermal power plants in crisis conditions Fuel scheduling of thermal power plants in crisis conditions برنامه‌ریزی کوتاه مدت تأمین سوخت نیروگاهها در شرایط بحران محسن اصیلی مصطفی رجبی مشهدی شرکت برق منطقه‌ای خراسان- امور دیسپاچینگ شمال شرق

2. مقدمه • در زمستان سال 1386 همزمان با استقرار سامانه پر فشار در سطح زمین و گسترش هوای سرد در لایه های فوقانی، هوای سردی در اکثر نقاط کشور استقرار یافت. • آمارها بیانگر آن است که میانگین دمای حداقل دیماه سال 1386 پس از سال 1342 تاکنون بی‌سابقه بوده است. • در چنین شرایط دمایی با افزایش مصرف گاز در شهرها و قطع گاز ورودی از کشور ترکمنستان، گاز مورد نیاز نیروگاهها که سوخت اول نیروگاهها بوده به شکل جدی محدود شد و حتی در برخی از هفته ها با قطع کامل روبرو گردید.

3. در چنین شرایطی نیروگاهها از سوخت اضطراری که معمولا گازوئیل و یا مازوت است استفاده می کنند. • تأمین سوخت اضطراری (سوخت دوم) در شرایطی که گاز تامین نمی شود به عهده شرکت نفت است.

4. حجم ذخیره سوخت در نیروگاهها یک نیروگاه با ظرفیت 1000 مگاوات روزانه بین 4 تا 6 میلیون لیتر مصرف سوخت دارد. حجم مخازن: نیروگاه نیشابور 20 میلیون لیتر نیروگاه شریعتی 10 میلیون لیتر نیروگاه شیروان 60 میلیون لیتر

5. بحران • با ادامه این روند ذخیره تانک های سوخت دوم هر نیروگاه به شدت کاهش یافت و در اغلب روزها سوخت تحویلی روزانه به هر نیروگاه از سوخت مصرفی آن کمتر بوده و شرایط را به بحران نزدیک‌تر می‌نمود. • در حالی که شرکت نفت با تمام قوا و با توجه به برودت هوا و لغزندگی سطح جاده‌ها و از آن مهمتر موجودی ذخایر سوخت، امکان تامین سوخت بیشتری را نداشت، در برخی روزها سوخت مفید هر نیروگاه توان تأمین تنها 60 درصد تولید انرژی مورد نیاز را داشت. بنابراین بحران به شکل فزاینده‌ای سایه خود را بر اعمال خاموشی‌های برنامه‌ریزی شده انداخت.

6. بازده بیشتر بازده کمتر انتقال سوخت به نیروگاههای دارای بازده بیشتر

7. محدودیت تعداد تانکرهای ناوگان سوخت‌رسانی شرکت نفت محدودیت حمل و نقل به علت شرایط نامساعد جوی در بعضی از روزها محدودیت روزانه انتقال سوخت

8. محدودیت در سوخت تحویلی از مخازن موجودی مخازن شرکت نفت بارگیری در ترمینالها

9. حداقل و حداکثر ظرفیت مخازن محدودیت تخلیه در ترمینالها ظرفیت مخازن نیروگاهی

10. قیود و محدودیتهای الکتریکی

11. انرژی تولیدی توسط نیروگاههای روی سوخت گاز انرژی تولیدی توسط نیروگاههای روی سوخت اضطراری انرژی تولیدی توسط سایر نیروگاهها (برقابی) انرژی تبادلی قید تعادل تولید و مصرف روزانه انرژی کل نیاز مصرف منطقه در روز

12. 1- حداکثر انرژی تولیدی توسط هر نیروگاه در روز انرژی تولیدی توسط هر نیروگاه 2- حداقل انرژی تولیدی توسط هر نیروگاه محدودیت اضافه بار در شبکه محدودیت مینیمم تولید اگر نیروگاهی در یک روز خاص در مدار نباشد در برنامه حداکثر و حداقل تولید آن صفر منظور می‌شود.

13. راه حل : تمام نیروگاهها باید در هر روز سوخت کافی برای حداقلی از تولید را دارا باشند. B A B A اضافه بار در خط کاهش شدید و یا توقف تولید اضافه بار خطوط انتقال تعیین حداقل تولید: پخش بار بهینه مستقیم DC optimal power flow

14. متغیرهای برنامه ریزی انرژی تولیدی توسط هر نیروگاه در هر روز سوخت منتقل شده از هر مخزن شرکت نفت به هر نیروگاه‌ در هر روز تابع هدف (هزینه) = هزینه سوخت مصرفی در نیروگاهها + هزینه حمل ونقل سوخت (در یک دوره برنامه‌ریزی) دوره برنامه ریزی : 7 روزه تابع هدف و متغیرهای برنامه‌ریزی

15. مسئله به صورتی فرمول بندی شده است که مشابه با یک مسئله حمل و نقل با استفاده از برنامه‌ریزی خطی بطور مؤثری قابل حل است. روش حل مسئله

16. اطلاعات مورد نیاز • اطلاعات برای یک دوره برنامه ریزی (7 روزه) • شرکت گاز • نیروگاههایی که گاز آنها تأمین می‌شود ( تمام نیروگاه و یا واحدهایی از آن) • شرکت نفت • میزان سوخت تحویلی از هر مخزن در روز • کل ظرفیت سوخت رسانی در هرروز ( با توجه به اوضاع جوی و همچنین ظرفیت ناوگان سوخت رسانی) • هزینه حمل و نقل سوخت به ازای لیتر بر کیلومتر • قیمت سوخت ( گازوئیل و مازوت)

17. اطلاعات مورد نیاز • اطلاعات برای یک دوره برنامه ریزی (7 روزه) • شرکت برق • بازده متوسط نیروگاهها (متوسط حجم سوخت مصرفی به ازای تولید یک مگاوات ساعت) • حجم مخازن نیروگاهی (حداکثر و حداقل) • حداقل و حداکثر تولید روزانه هر نیروگاه ( با توجه به قیود شبکه در مورد حداقل تولید) • نیاز مصرف انرژی منطقه • میزان تبادل روزانه انرژی منطقه • میزان تولید روزانه انرژی توسط نیروگاههای برقابی و نیروگاههایی که گاز آنها تامین شده است.

20. مزایا • درنظر گرفتن دو نوع سوخت : گازوئیل مازوت • اطلاعات مورد نیاز اطلاعاتی هستند که بطور معمول اخذ می‌شوند. • نتایج کاملا کاربردی است. در یک دوره زمانی (مثلا 7 روزه): میزان تولید هر نیروگاه سوخت ارسالی از هر مخزن به هر نیروگاه • برنامه ریزی را می‌توان با توجه به اطلاعات جدید در هر روز و یا هر دو روز یکبار اجرا کرد. • این مسئله برای دیسپاچینگ شمال شرق انجام شده است و قابل استفاده برای سایر مناطق و همچنین قابل توسعه برای دیسپاچینگ ملی می‌باشد.

21. کاهش حجم خاموشی در سطح شبکه صرفه‌جویی در ابعاد ملی (کاهش مصرف سوخت گرانقیت نیروگاهها) تصمیم گیری صحیح و مدیریت مؤثر بحران مزایای کلی

22. پایان با تشکر از توجه شما