بخشی از مقاله
ژنراتورهای کمکی، با مالکیت مشتری برای مدیریت انرژی و توسط خدمات عمومی توزیع
چکیده :
این مقاله اندازه گیری مهم ترین منافع ناشی شده از کاربرد سیستماتکیِ ژنراتورهای کمکیِ تحت مالکیت مشتری و توسط خدمات عمومی توزیع یا موجودیت های خدماتی بار را توسعه می دهد. موتور پیستونی کمکی یا موتور احتراق داخلی شایع ترین شکل تولید توزیعی است که سطوح نفوذ بالا در نواحی تجاری و صنعتی را توضیح و شرح می دهد. اگر شیء لود سرونگ (خدماتی بار) می تواند اجرا و کاربرد برخی از این واحدها را در طی ساعات استراتژیکی نظارت که، منافع مهمی نه
فقط برای خود مورد کاربردی بلکه برای صاحب دستگاه جامعه در حالت کلی می تواند استنباط شود، همانگونه که در قسمت نتایج نشان داده شده است. مهمترین منافع این کاربرد هماهنگ با استفاده از اطلاعات هزینه ای واقعی و قیمت گیری از یک بازار برقی در آمریکای شمالی مشخص و معین شده اند.
واژگان ضمیمه ای : تولید توزیعی، شبکه توزیع، منافع اقتصادی، شیء با خدمات باری.
1 ) مقدمه :
واحدهای تولیدی پیستون دیزل (RGu) ، به طور گسترده، شایع ترین شکل انتخابی تولید توزیعی (D6) هستند که در حدود چند میلیون دلار را در بازار جهانی به طور سالیانه به خود اختصاص می دهند. این واحدها کارائی، اعتبار و هزینه های سرمایه ای کم را برای شخص کاربر ارائه می کند و با تکنیسین های ماهر و آموزش دیده و تقریباً در هر جائی تجاری شده و سرویس دهی می شوند.
اگرچه شعاری از کاربردهای مختلف برای RGus موجود می باشد. رایج ترین کاربرد، در جهت بهبود و توسعه و اعتماد و کمک اضطراری در طی و وقفه های منبع توسط دستگاه است. RGus کاربردی تحت این عملکرد خاص، به عنوان واحدهای پیستونی کمکی BRUs ارجاع می شوند. واحدهای پیستونی با سوخت گازی، به طور کلی برای این منظور استفاده نمی شوند. آماده با سوختی مانند دیزل برآورده شود ولی با سوخت های مثل گاز طبیعی یا انواع دیگر گازی شکل نمی شود.
صنایع یا اشیائی که فعالیت های حساس را با هزینه های فاصله ای بالا انجام می دهند (برای نمونه صنعت بانکداری) معمولاً چندین سطح از سیستم حمایتی یا قوای اضطراری را راه اندازی می کنند تا هزینه های فاصله ای (قطع) را کم و قابلیت اعتماد را افزایش دهند. اعمال و فعالیت های دیگر که معمولاً BRUs را بنا به دلایل اعتماد، می پذیرند، صنعت ساخت، بیمارستان ها، بازارچه های خرید و مدارس در میان اقشار دیگر می باشند. بنابراین سطح نفوذ BRUs در مناطق صنعتی یا
بازرگانی رایج، بالا است. این واحدها در بیشتر اوقات بالااستفاده هستند ولی در معرض برنامه های حفاظتی سختی قرار گرفته اند تا مطمئن شوند که دستگاه به هنگام نیاز اجرا خواهد شد. برنامه های حفاظتی را تولیدکنندگان، به طور کلی، راه اندازی می کنند که شامل شرایطی است که دستگاه باید برای شمار ساعتی مشخص در طول سال روشن شود تا قابل کاربرد بودن آن حفظ شود.
این مقاله نشان می دهد که کاربرد استراتژیکی BRUs با مالکیت مشتری می تواند منجر به ایجاد یک سری منافع و فرصت های جدید برای دستگاه های توزیع شود. این سری از منافع، مقدار و ارزش اضافی را برای کاربرد BRUs به عنوان شکلی از تولید توزیعی فراهم می کند یعنی علی رغم هدف اولیه بهبود و توسعه قابلیت اعتماد برای مالکای آنها.
2 ) تجاری سازی برق به کمک دستگاه های توزیع :
در بازارهای برقی آزاد، ژنراتورها، برق را در یک بازار باز، رقابتی و سود ده می فروشند، در حالیکه شرکت های انتقالی (پخش) درآمد خود را از نسبت های کاربردی و پخش قانونی هزینه شده برای ژنراتورها و تقاضاها به دست می آورند. در این مدل صنعتی اشیاء با خدمات باری (LSE) که منابع بلند مدت را مشخص می کند، با ژنراتورهای محلی یا بازاری مختلط و تحت نسبت های رقابتی به صورت متقابل قرار داد می بندند. این شرکت ها ممکن است همچنین در بازارهای برقی محلی
کوتاه مدت (گذرا) تجارت کند زمانیکه قراردادهای متقابل بلندمدت، به طورکلی نیازهای تقاضائی را پوشش نمی دهند، یا زمانیکه شرایط چنین بازار کوتاه مدت، از نظر اقتصادی بسیار مطلوب می باشند. با این حال، خطرات تجارتی در بازار محلی زیاد است، بعضی اوقات پیک های (نقطه اوج) قیمتی غیرقابل انتظار، را ارائه می کند که ممکن است بار مالی مهمی را برای شرکت وضع کند. بنابراین دپارتمان تجاری LsEs باید، یک پیش بینی از شرایط آتی بازار را به منظور گردآوری یک
پورتفولیو منبع بهینه برای تقاضای کلی مورد انتظار در جهت سروشدن، انجام دهد. استفاده از BRu مشتری از طریق یک برنامه انبوه کنترل شده به صورت مرکزی، یک سری فرصت های جدید را برای LsEs به وجود می آورد. این واحدها می تواند به صورت استراتژیک در طی ساعات خاص خاص سال برای تکمیل و افزایش پورتفکیو منبع شرکت به کار روند. نکته کلیدی آن است که BRUs باید مطابق با برنامه حفاظتی تنظیمی توسط تولیدکنندگان در حداقل ساعات از سال روش شود. ای
ن شرایط می تواند با LsE برای جذب همه یا بخشی از محصول آن واحدها و در صورت انجام، سودگیری از منافع مربوطه هماهنگ و تطابق داشته باشد. انگیزه اولیه این کار، تشخیص و تعیین این منافع متفاوت از طریق یک مورد تحقیقی می باشد.
3 ) مزایای تکمیل BRUs با مطالعه موردی و LsE :
مزایای بالقوه BRU به مانند شرح توصیفی زیر، با استفاده از یک نسخه اصلاحی از آزمایش 123 باس شبکه توزیع و اطلاعات بازار واقعی برق نشأت گرفته از اپراتور سیستم برقی منتقل (IESo) در استان اوتقاریوی کاندا تعیین شد. مزایای متفاوت بررسی شده و به طور جداگانه از طریق مورد تحقیقی مشخص شدند.
A ) خریدهای برقی ممنوع شده :
هماهنگونه که در بالا بیان شد، LSE پورتفلیوی منبع خود را از قراردادهای دو جابنه با ژنرانورها در بازار برق محلی، بلند مدت و کوتاه مدت به وجود می آورد با توجه و ارتباط با عزینه های اجرائی BRUs و شرایط اعمال شده توسط بازارهای محلی، ممکن است اجرای این واحدها و تلفیق محصولاتشان با شبکه توزیع به جای خرید برق از بازار، جذاب باشد. قاعده ساده، برای اجرای واحدها، هر زمانی است که هزینه های متغیر، ارزانتر هزینه برقی خریده شده در بازار می باشد. این ممکن است یک موقعیت بُرد – بُرد برای LSE و صاحب دستگاه باشد : مورد دوم شامل سرمایه گذاری دستگاه یا هزینه های ثابت به عنوان مخارج می باشد، بنابراین سود و منفعت مذکور نباید متحمل هزینه های سرمایه گذاری شود.
بنابراین سهم عمده ای از هزینه برق تولید از BRUs ، را هزینه های متغیر حفاظت و سوخت نشان می دهد. در اینجا فرض شده که مقدار MW کلی برنامه انبوه BRU ، کمتر از مقدار توانی است که دائماً توسط LSE در بازار محلی تجارت و معامله می شود، پس نظام محصولات BRU ، خریدهای بازار محلی تحویل را تعدیل می کنند. محاسبه هزینه برای اجرای یک BRU بر مبنای قیمت سوخت در پیوست A ارائه شده است.
یک تحلیل حساس و نکته ای برای برآورد شمار ساعاتی انجام شده که BRUs برای قیمت خاص دیزل با استفاده از چیزی که می تواند منحنی دوره ای قیمت برق سیستم نامیده می شود به اجرا در آید. در شکل 1 شرح آن ارائه شده است. این منحنی نشان می دهد که شمار ساعات در طول سال بین یک سپتامبر 2004 تا 31 آگوست 2005 است که قیمت های واضح بازاری در بازار برقی اونتاریو بالاتر یا معادل با سطح قیمت مذکرو یعنی برای هزار ساعت از بالاترین قیمت های مجموعه اطلاعات بود.
به منظور به دست آمده ایده حد و اندازه منافع تحت تحلیل، یک بازگشت توانی با منحنی متناسب انجام شده است. این منحنی می تواند با فرمول زیر نشان داده شود :
1 ) مگاوات ساعت
مربع ضریب وابسته 98/0 است. در 1 ، قیمت تصفیه بازاری به واحد $/mwh و h و تعداد ساعت ها در مجموعه اطلاعات، در طول سال معین جائیکه قیمت تصفیه ، بیشتر از یا معادل با سطح قیمت داده شده می باشد. با این حال در تحلیل مذکور، ما علاقه مندیم که معکوس این تابع را به دست آوریم یعنی اگر ما هزینه تولیدی برق از BRUs را فرض کنیم، می خواهیم که بدانیم برای چند ساعت، بهای برق بازار، بالاتر از چنین هزینه ای خواهد بود. از فرمول 1 ، این تابع توسط فرمول زیر ارائه می شود :
2 )
این فرمول، ایده ای را ارائه می کند که چه زمانی BRUs باید با بررسی هزینه تولیدیشان روشن شوند. هر زمانی که بهای تصفیه ای بازار، بالاتر از این هزینه باشد، آن برای LSE ارزان تر خواهد بود تا برق را از BRUs به دست آورد. تا زمانیکه آن را از بازار برق عمده فروش بخرد. به عبارت دیگر با جایگزین لامدا توسط هزینه تولید BRU یعنی واحد $/mwh (پیوست A ) ما شمار ساعات اوج را به دست می آوریم که برای کاربرد و اجرای BRUs با بررسی بازار عمده فروشی ارزانتر است. یعنی 1 – A (پیوست A ) و (2) :
3 )
بنابراین
4 )
در اینجا قیمت دیزل در واحد $/1 است. همچنین آن برای برآورد اثر واریانس بهای دیزل بر تعداد ساعاتی که BRU از نظر اقتصادی و با بررسی صرف خریدهای عمده فروش برق اجرا می شود، مهم است. از فرمول (4) داریم :
5 )
تغییر در شمار ساعات یعنی برای اجرای بهینه BRU به خاطر تغییر در قیمت دیزل با فرمول زیر ارائه می شود :
6 )
بنابراین از فرمول (6) داریم :
7 )
به عنوان یک مثال، اگر ما قیمت دیزل را به گفته ای و با توجه به فرمول 4 70 بررسی کنیم، تعداد ساعات اوج که BRUs باید روشن شود را به دست می آوریم :
8 )
برق تولیدی از BRUs ، ارزانتر از خریدهای عمده فروشی برق برای بالاترین زمان یعنی 115 ساعت در سال تحت تحلیل خواهد بود. اگر قیمتهای دیزل بنا به گفته ای از فرمول 7 تا 5 (یا 1 $ 5% ) پایین بیاید، افزایش یا صعود در تعداد ساعات برای کاربرد BRU با فرمول زیر به دست می آید :
9 )
بنابراین BRUs از نظر اقتصادی در مدت بیشتر از 31 ساعت در طول دوره تحلیل اجرای خواهند شد، اگر بهای دیزل به اندازه 1 5 ارزانتر باشد. از این نتیجه ما می توانیم بررسی کنیم که چقدر آن برای بررسی هزینه واقعی سوخت، به هنگام تعیین اقتصادی ترین کاربرد واحدهای BRU مهم است.
قیمت یک دیزل با 1 $ 44/0 به 681 ساعت کاربرد اقتصادی را در طول سال ارائه خواهد داد.
یک گام جلوتر در این تحلیل، برآورد ذخیره هائی است که LSE با کاربرد استاتژیکی BRU و با پیگیری مسیرهای فرمول 4 ادراک خواهد کرد. این ذخیره ها را تفاوت ساعتی بین قیمت تصفیه ای عمده فروش و هزینه تولیدی BRUs برای تمام ساعان که واحدها اجرا می شوند، ارائه خواهد کرد. برای یک قیمت ارائه شده دیزل یعنی، ، تعداد ساعات ، کاربرد اقتصادی با فرمول 4 به دست می آید.
بنابراین خریدهای منع شده برای AP , LSE به واحد $/mwh در مدت ساعات h یا فرمول زیر به دست آورده می شود :
10 )
در شکل متداول داریم :
11 )
بنابرایت از فرمول 1 ) :
12 )
با حل انتگرال برای مقدار h و بررسی اینکه از فرمول 4 داریم : 19 . 29 = h0 می توانیم اثبات کنیم که :
13 )
در حالت کلی :
14 )
این فرمول، میانگین خریدهای عمده فروش منع شده، برای دوره کلی ساعات h 0 کاربرد اقتصادی را ارائه می کند هماهنگونه که فرمول 4 آن را تعیین می نماید.
همچنین جالب است که خریدهای منع شده را در واحد BRUs , $/kw کاربردی محاسبه کنیم. این با ضرب ساده فرمول 14 در تعداد ساعات کاربردی ارائه شده توسط فرمول 14 و تقسیم 1000 به دست آورده می شود (برای تبدیل نتیجه به $/kw ) که فرمول زیر را داریم :
15 )
در مثال ما، برای یک قیمت دیزلی یعنی 1 70 ( 1 / $ 70% ) به کاربرد BRUs به دنبال استراتژی توصیف شده در بالا (اجرا یا کاربرد در طی بالترین ساعات 115 ساعت برای آن قیمت دیزلی ) ذخایر زیر را برای LSE ارائه خواهد کرد.
16 )
این نتایج به آن معنا است که با اجرای BRUs در قسمت دیزلی 1 $ 70/0 در طی 115ساعت با بالاترین تقاضا، LSE به اندازه 73/57 دلار به ازای هر mwh تولیدی با دستگاه ها یا به طور مساوی 62/6 دلار به ازای هر کیلووات BRUs کاربردی ذخیره خواهد کرد.
شکل 2 شمار بهینه ساعات را برای واحدهای BRU ، در قیمتهای مختلف دیزل نشان می دهد در حالیکه شکل 3 خریدهای عمده فروشی منع شده، در هر دوی $mwh و $kw (کیلو وات دلار) برای همان رنج قیمت دیزلی طراحی می کند.
از شکل 2 می تواند بررسی شود که مطابق با شرایط و عملکرد (رفتار) بازار برق، وتتاریو،
کاربرد بهینه BRUs ، به طور قابل توجهی نسبت به قیمت های دیزل معمول، حساس و هوشمند است : در 1 $ 50% ، آن به طور بهینه برای فقط 44ساعت عمل خواهد کرد. در شکل 3 شیب مثبت خریدهای منع شده در واحد $/mwh با توجه به قیمت دیزل با این حقیقت شرح داده می شود که دیزل گرانتر، فقط کاربرد BRU را برای قیمت های عمده فروش بالا تشویق می کند که می تواند به مقادیر چندصددلار در mwh برسد. بنابرایم خریدهای منع شده با واحد متوسط، به بالاتر خواهند بود.
توجه کنید که تحلیل های قبلی یک منحنی متناسب و توسعه یافته برای بالاترین ساعات تقاضا را بررسی کرده است. ساده کردن بی قاعدگی (ناهنجاری) بازاری که در آن ساعات، یا یک منحنی پیوسته روی می دهد، درجه درستی نتایج را تصدیق می کند. خط پایانی مزیتی است که آشکار می کند بالاترین قیمتهای بازاری معمولاً در طول آن ساعات روی می دهد، سپس BRUs را برای تعدیل خریدهای برقی کوتاه مدت (گذرا) در زمان هائی که همیشه مقرون به صرفه خواهد بود، به اتمام می رساند.
همچنین همانگونه که بالاترین قیمت های برقی، که الزاماً در ساعات پیوسته روی می دهند، حاکی از آن است که کاربرد BRU با شرایط اعمال در فرمول 2 ممکن است نشان از خاموشی یا روشنی متداول BRU باشد. این، به عنوان چالش تکنولوژیکی برای یک BRU نیست در حالیکه برای دیگر فناوریهای DG بوشن میکروتوربین ها را سلول های سوختی به این صورت اسن BRUs در ابتدا برای کاربرد در دوره ای کوتاه زمانی در طول مدت اضطراری طراحی شدند. این موضوع، مزیت دیگر استفاده از BRUs برای مدیریت انرژی به وسیله خدمات رفاهی و با توجه به فناوری های دیگر نشان می دهد.
B ) کاهش توان افت :
با اجرای BRUs در محصول تطبیقی آن در سیستم، تلفات توزیع کلی، کاهش می یابند، که نشانی از مزایای اقتصادی برای LSE می باشد. تلفات شبکه توزیع در یک ساعت مشخص (K) ، تابعی از تقاضای سستم و توان تولیدی با BRUs می باشد. بنابراین BRUs خاص قرار کرفته به صورت استراتژیکی، وجود دارند که تولیدشان کاهش تلفات را افزایش خواهد داد. افزایش کلی تلفات سیستم به خاطر تولید BRU قرار گرفته در باس i با فرمول زیربه دست می آید :
17 )
در اینجا درجه حساسیت تلفات سیستم در ساعت k با توجه به تولید BRU قرار گرفته در باس i است و با فرمول زیر به دست می آید :
18 )
در بین تمامی واحدهای شرکت کننده در برنامه BRU ، LSE باید نسبت به مواردی با بزرگترین درجه منفی ارجح و مقدم باشد. هر kwh تولید توسط این واحدها، به بالاترین کاهش اتلاف را ارائه خواهد کرد. ضریب اتلاف که فرمول 18 ارائه می کند، برای تمامی باس های شبکه آزمایش محاسبه می شود طبقانتظار بزرگترین ضرایب منفی به طور کلی در باس های قرارگرفته در نقاط دور از ایستگاه فرعی به دست می آمدند شکل 4 ضرایب تلفی (به صورت درصدی از محصول توان BRUs در واحد KVA ) برای یک BRU قرار گرفته، در هر باس شبکه (که BRU را در هزاران، در یک باس قرار می دهد) برای یک رایج منظم از ضرایب توان، نشان می دهد.
همانگونه که می توان بررسی کرد، ضرایب اتلاف به طور گسترده با توجه به موقعیت در شبکه و ضریب توان تغییر می کند. بزرگترین ضرایب،از باس 60 و بالاتر از آن با حداکثر 25/2 درصد خروجی BRU در ضریب توان یک، برای باس 96 (25/2 درصد در ضریب توان اصلی 9/0) به دست می آمد. میانگین ضریب تلفی برای تمام باس های بالاتر از 60 ، 97/1 درصد است.
این نتایج به آن معنا است که کاربرد BRUs ممکن است به طور تقریبی 0/2 درصد مازاد محصولشان
را در خریدهای عمده فروش برقی ذخیره کند. برای نمونه محاسبه شده که اگر LSE
باید برق را از بازار عمده فروش برق، در طی بالاترین ساعات تقاضا یعنی 300 ساعت برای یک سال بین اول سپتامبر 2004 و 31 آگوست 2005 بخرد، کاهش های توان تلفی نشان دهنده 2 درصد از هر mwh (مگاوات ساعت ) از محصول BRU در طی هر یک از آن ساعات است که LSE را با مقدار کلی 35/824 دلار ذخیره می کند و آن را به 75/2 دلار بر مگاوات ساعت محصول BRU ، مبدل می کند.
