بخشی از مقاله
چکیده
صنعت فولاد کشور یکی از مهمترین ارکان تولید ملی را تشکیل می دهند. یکی از مهمترین دغدغههای مدیران فولاد کشور، حداقلسازی هزینه تولید به همراه کاهش آلودگی زیستمحیطی میباشد. شبکه های هوشمند یک راهکار برای مصرف انرژی با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی و اقتصادی برای این صنعت ارائه می دهند. اهداف این مقاله کمینهسازی هزینه سیستم و کاهش آلودگی زیست محیطی در یک دوره یکساله میباشد. هزینه های سیستم شامل هزینههای سرمایهگذاری اولیه، هزینه جایگزینی و هزینه تعمیر ونگهداری سالیانه اجزای سیستم و هزینه مصرف انرژی در مصرف کنندههای انرژی الکتریکی و فسیلی می باشد.
مقدمه
وجود نهادههای اصلی تولید در صنعت فولاد مانند سنگآهن، گاز - عامل احیاکننده - و انرژی به همراه نیروی کار متخصص، ایران را به یکی از کشورهای دارای مزیت نسبی برای رشد و توسعه صنعت فولاد تبدیل کرده است. بهینه سازی مصرف انرژی وکاهش آلودگی هم اکنون در کشور بیش از پیش مورد توجه مسئولان صنعت فولاد قرار گرفته است.
شبکه های هوشمند برق، یک فرصت بی نظیر را به صنعت برق برای ورود به سطح جدیدی از قابلیت اطمینان ،دسترسی و بازدهی می دهد که به سلامت محیط و اقتصاد ما کمک خواهد کرد. فناوریهای مخابراتی و دیجیتالی که امکان ارتباط دو طرفه را بین تولید کننده های برق و مشتریان و در طول خطوط انتقال مهیا میسازد، همان چیزی است که یک شبکه را هوشمند میسازد.
برای سمت مصرف کننده بدین معنی است که آنها میتوانند بروی مصرف خود مدیریت هوشمندانه انجام دهند[1]، تا در ساعات پیک که قیمت انرژیگران می باشد، هزینه کمتری بپردازند و برای کارشناسان محیط زیست، این شبکه به معنی استفاده از تکنولوژی جهت کمک به حل تغییرات مضر آب و هوایی و اجتناب از تولید گازهای کربن بیش از اندازه میباشد و برای همکاران صنعت برق پیک سایی و تصمیم گیری هوشمندانه جهت کاهش هزینه تولید و ارائه اطلاعات دقیق از وضعیت شبکه است[2] و در نهایت برای صنایع فولاد به معنی کاهش هزینه تولید و کاهش آلودگی زیست محیطی است.
روش تحقیق
در این مقاله از نرم افزار بهینه سازی GAMS استفاده شده است. این روش به صورت الگوریتم های بهینه سازی تمامی اجزای شبکه را بررسی کرده و اپراتور را جهت کاهش هزینه ها راهنمایی می نماید. بدین صورت که با نمایان کردن محل مصرف انرژی و اولویت و اجبار به کار آن قسمت و زمانبندی حالت یک یا صفر را به آن واحد دستور می دهد. این مورد قابل تعمیم به منابع انسانی و حضور یا غیاب نیز می باشد که نیازمند آنالیز دقیق از تعداد پرسنل و بازده کاری می باشد.
مدل اقتصادی مورد مطالعه در این مقاله، بر پایه بررسی هزینه سالیانه سیستم - ACS - و حداقلسازی هزینه برق مصرفی بیان میگردد. هزینه سالیانه سیستم شامل هزینههای سرمایهگذاری اولیه - ACC - ، هزینههای جایگزینی - ARC - ، هزینه سوخت - AFC - و هزینههای تعمیر و نگهداری - AOC - میباشند
: Ccap هزینه سرمایهگذاری اولیه تجهیزات
: CRF ضریب بازیابی اولیه که به صورت زیر تعریف میگردد:
: n طول عمر پروژه - سال -
: i بهره واقعی میباشد که بر حسب بهره نامی و نرخ تورم سالیانه تعریف میگردد.
: iloan بهره نامی
: f نرخ تورم سالیانه
- 15 - واحدهایی که نیاز به تعویض در طول عمر پروژه دارند، واحدهایی هستند که طول عمری کمتر از طول بازه پروژه داشته و یا در حین عملیات بهرهبرداری دچار خرابی کلی میشوند. هزینه جایگزینی سالیانه - - ARC و هزینه نگهداری تجهیزات به صورت بالا تعریف می گردد.هزینه نگهداری سیستم برای دوره یکساله سیستم میباشد.
نتایج و بحث
به منظور تعیین ظرفیت بهینه واحدها در سیستم مورد مطالعه از نرمافزار GAMS استفاده شده است. دادههای سیستم، پروفیل بار ماهیانه محل مورد مطالعه - شکل - 1 و پروفیل بار پیک سالیانه محل مورد مطالعه - شکل - 2 میباشند.
سیستم مورد نظر با استفاده از نرمافزار GAMS برای دوره یکساله مدل شدهاست.[7] توان مصرفی مورد نیاز در اجزای مصرف کننده تقسیم شده و هر واحد به مصرف سهمی خاص از توان، به منظور حداقل سازی هزینه مصرف برق و هزینه سوخت مصرفی میپردازد. لازم به ذکر است که قیمت سوخت $2 نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی در جدول - 2 - آورده شده است.
لازم به ذکر است هزینه بهینه سازی شده سالیانه سیستم به صورت بهترین حالت موازنه فی مابین کاهش هزینه تولید و کاهش آلودگی زیست محیطی است.
نتیجه گیری
هدف کلی این مقاله کاهش هزینه تولید در صنایع کشور با در نظر گرفتن کاهش آلودگی زیست محیطی - مخصوصاً صنعت فولاد کشور - می باشد.
