بخشی از مقاله
چکیده:
ساختار و تشکیلات برق ایران به سه بخش کلی تولید، انتقال و توزیع تقسیم میگردد شرکتهاي توزیع برق، انرژي الکتریکی را از بخش انتقال تحویل گرفته و در نقاط مصرف یعنی مشترکان خود توزیع مینمایند. از آنجا که بخش توزیع برق حدود %67 تلفات برق را به خود اختصاص میدهد؛ فعالیت در این بخش به منظور کاهش تلفات تاثیر بسزایی خواهد داشت و از طرفی با توجه به محدودیتهاي بودجه در شرکتهاي توزیع و تنوع زیاد مولفهها و روشهاي کاهش تلفات، لزوم اولویتبندي راهکارهاي کاهش تلفات در این شرکتها را ضروري ساخته است. تلفات در بخش توزیع را میتوان به دو بخش فنی و غیرفنی تقسیم نمود و با تجزیه تلفات به اجزا کوچکتر در هر بخش میتوان به منابع ایجاد آن و همچنین روشهاي کاهش آن پی برد.
پژوهش حاضر در تلاش است تا ضمن بررسی و شناسایی راهکارهاي عمده کاهش تلفات در شرکت توزیع برق استان یزد، آنها را از منظر شاخصهاي سهولت اجرا، هزینه سرمایهگذاري، میزان اثربخشی و همچنین مدت زمان اجرا، اولویتبندي نموده و در انتها، برنامه عملیاتی کاهش تلفات برق را براي شرکت مذکور ارایه نماید.
.1 مقدمه
قدمت کاهش تلفات به اندازه قدمت صنعت برق میباشد و موضوعی قدیمی است ولی آنچه باعث شده تا همچنان به عنوان یک موضوع مهم در صنعت برق مطرح باشد هزینههاي گزافی است که تلفات به این صنعت تحمیل میکند. از آنجا که بخش توزیع برق حدود %67 تلفات برق را به خود اختصاص میدهد
توجه به تلفات برق در بخش توزیع از حساسیت بیشتري برخوردارگردیده است. از دیدگاه منافع ملی، در سطح نمایندگان مجلس و وزارت نیرو به این موضوع توجه بیشتري شده و تلفات ایجاد شده در طول مسیر از نظر اقتصادي، اهمیت ویژهاي پیدا کرده است
بنابراین شناسایی دقیق عوامل ایجاد تلفات، میزان تلفات ناشی از هر یک ازاین عوامل و اولویتبندي راهکارهاي اساسی جهت کاهش تلفات، بسیار ضروري بوده، تا با تهیه یک برنامه مدون و سپس سرمایهگذاري مناسب، بتوان با توجه به محدود بودن منابع در کمترین زمان، حداکثر کاهش تلفات را ایجاد نمود. ساختار و تشکیلات صنعت برق ایران به سه بخش کلی تولید، انتقال و توزیع تقسیم می گردد. شرکتهاي توزیع برق انرژي الکتریکی را از شرکت مدیریت شبکه و بورس انرژي خریداري نموده وپس از انتقال آن به نقاط مصرف به خریداران واقعی - تا سقف قدرت 7000 کیلووات - یعنی همان مصرف کنندگان برق بفروشند.
در این مسیر مقداري از انرژي برق به دلایل مختلف تلف میشود از آنجا که محدویت منابع مالی همواره مشکل و محدودیت اساسی دراجراي پروژهها میباشد و در هر شرکت توزیع با توجه به نوع اقلیم و جغرافیاي منطقه و تنوع نوع مشترکین - صنعتی، کشاورزي، .... - و رفتار بار متفاوت مشترکین و سایر عوامل تاثیرگذار در ایجاد تلفات، میزان اثرگذاري هر راهکار، متفاوت میباشد. لذا هر ساله این موضوع به عنوان یک پروژه در شرکتهاي برق وزارت نیرو مطرح می گردد. لذا در این مقاله با توجه به شاخصهاي فوق الذکر ،اجراي هر یک از روشها در شرکت توزیع نیروي برق استان یزد مورد مطالعه قرارگرفته واولویتبندي شدهاند و در پایان نسبت به ارایه یک برنامه عملیاتی با پروژههاي مختلف براي کاهش تلفات با توجه به محدودیتهاي مختلف نظیر بودجه و زمان اقدام شده است.
-2 ادبیات موضوع
پژوهشهاي متعددي در خصوص زیانها و نگرانیهاي ناشی از تلفات انرژي الکتریکی و اهمیت کاهش آن و همچنین درخصوص شناسایی عوامل ایجاد تلفات در صنعت برق، به ویژه شبکههاي توزیع نیروي برق و مطالعاتی در رابطه با راهکارها و روشهاي کاهش تلفات و همچنین در خصوص بررسی تکنیکهاي اولویتبندي عوامل موثر بر کاهش تلفات صورت گرفته است که در ادامهي این بخش بررسی شدهاند.
نظري [3] بیباري ترانسفورماتورها که یکی از عوامل موثر در ایجاد تلفات میباشد را بررسی نموده است و با توجه به مقایسه ترانسفورماتورها به این نتیجه رسیده که با توجه به قیمت بیشتر ترانسفورماتورHI ، ممکن است خرید این ترانسفورماتورها در ابتدا مستلزم صرف هزینه بیشتري باشد اما به علت کمتر بودن مقدار تلفات، بازگشت سرمایه مناسبی حاصل خواهد شد و از نظر اقتصادي بهتر است.
لطفی [4] با بررسی و مقایسه تکنیکهاي مختلف از قبیلTOPSIS ،AHP، AHP-LP و AHP فازي، روش AHP فازي را جهت اولویتبندي روشهاي کاهش تلفات انرژي برگزیده و با تعیین معیارهاي اساسی به اولویتبندي راهکارها در شرکت توزیع برق شیراز پرداخته است.
جهرمی [5] براي اولویتبندي فعالیتها و پروژههاي کاهش تلفات انرژي برق در شبکههاي توزیع ایران از ابزارQFD و روش AHP استفاده نموده و پروژهها و فعالیتهاي فنی و غیرفنی کاهش تلفات انرژي برق در شبکه توزیع را اولویتبندي نموده است و با بررسی 116 خواسته مشتري که در اصل راهکارهاي اساسی، فعالیتها و پروژههاي ریز و درشت تاثیرگذار بر کاهش تلفات انرژي برق در شبکههاي توزیع برق میباشند؛ در 10 گروه - با عناوینی که اغلب بخشهاي سازمانی شرکتهاي توزیع برق میباشند - دستهبندي نموده و فعالیتهاي با درجه اهمیت بیش از 8 را جزء بهترین و موثرترین فعالیتها و پروژههاي قابل اجرا در بخش توزیع برق ایران دانسته است و اعلام نموده که در ادامه این پروژه میتوان فعالیتهاي دیگري را با توجه به معیارهاي فنی و روشهاي طراحی، بهرهبرداري و خدمات مشترکین و .... از شبکه توزیع برق بررسی نمود.
کیانی [6] علاوه بر ذکر مقادیر مطلق تلفات و درصد آنها در قبل و بعد از اجراي طرحهاي ارایه شده به منظور کاهش تلفات در شبکه توزیع نیروي برق، در هریک ازمناطق نمونه، به اولویتبندي فنی- اجرایی - اقتصادي پرداخته است و به این نتیجه رسیده که با راهکارهاي میان مدت کاهش تلفات در شبکههاي توزیع، میتوان به حجم وسیعی از کاهش میزان تلفات در شبکه دست یافت و پیشنهاد شده به منظور کاهش میزان تلفات توان و انرژي در شبکههاي توزیع نیروي برق کشور، نسبت به نصب دستگاههاي ثبات در شبکههاي الکتریکی جهت مشخص نمودن وضعیت شبکه موجود اقدام گردد.
یکتا [7] ضمن بررسی نقش اتصالات در شبکههاي فشار ضعیف توزیع، به طور کمی و کیفی اثر روشهاي متعارف و غیراستاندارد اتصالات در شبکههاي فشار ضعیف و فشارمتوسط از نقطه نظر افزایش تلفات انرژي، نوسانات ولتاژ و کاهش ضریب اطمینان در برقرسانی در بخشهاي توزیع برق را مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیده که باتوجه به اینکه شبکههاي توزیع هوایی و زمینی به مقدار زیادي توسعه یافتهاند و همچنین رشد فزاینده احداث اینگونه شبکهها، علاوه بر اینکه پارامترهاي الکتریکی مثل افت ولتاژ را ایجاد میکند باعث اتلاف بیش از حد انرژي میگردد.
حیدري [8] با بیان اینکه در برنامهریزي و تنظیم تولید نیروگاهها در ساعات پیک شبکه سراسري برق، تلفات در ساعات پیک یکی از فاکتورهاي مهم میباشد و با توجه به اینکه تلفات با مجذور توان انتقالی وابسته است؛ در نتیجه تلفات در ساعات پیک نیز بالاترین مقدار را به خود اختصاص میدهد.
در تحقیق مذکور نشان داده شده است که الگو قراردادن قدرت مصرفی 15 دقیقهاي براي تمام مشترکین منطقی نمیباشد و چه بسا صلاح این باشد که براي برخی از مشترکین که داراي تغییرات شدید بار میباشند؛ مثلا ثبت دیماند 2 دقیقهاي یا 5 دقیقهاي و براي برخی دیگر که تغییرات شدید بار ندارند؛ ثبت دیماند 15 تا 30 دقیقه اي مناسب باشد زیرا این اقدام ضمن اینکه سبب افزایش دقت محاسبات تلفات در ساعات پیک میشود و میتواند در طراحی تأسیسات برقرسانی نیز مؤثر باشد و از این رو، لازم است درمحاسبه تلفات توان یا انرژي در ساعات پیک مصرف به دوره زمانی اندازهگیري نیز توجه شود.
پورکاشانی [9] ضمن بررسی 16 عامل، منابع ایجاد تلفات در سه بخش منابع تجهیزاتی، منابع نیروي انسانی و منابع خارجی، راهکارهاي پیشنهادي در خصوص هر 16 عامل جهت بهبود تلفات را عنوان نموده است.
حضرتی [10] ضمن بررسی کاربرد عامل تجدید آرایش فیدر در بحث کاهش تلفات به توجیه فنی اقتصادي اجراي تجدید آرایش فیدر در شبکههاي توزیع میپردازد و در نهایت به ارایه روشی جهت تجدید آرایش شبکههاي توزیع جهت کاهش تلفات انرژي میپردازد. در این روش زمان محاسباتی نسبت به زمان موردنیاز براي روشهاي مینیممسازي تلفات توان تقریبا ایدهآل میباشد. این مطالعه بر روي بخشی از شبکه برق استان تهران صورت پذیرفت که تعمیم آن به کل شبکه سراسري امکانپذیر است.
آزاد [11] ابتدا به دلایل عمده ایجاد و ازدیاد تلفات در شبکه برق و اهمیت کاهش تلفات در شبکه توزیع نیروي برق پرداخته و سپس براساس یک مثال اجرایی، انواع روشهاي کاهش تلفات در شبکههاي توزیع مورد بررسی و اولویتبندي قرار داده است. در پایان با استفاده از الگوي ارایه شده، بر اساس اعتبار مالی موجود میتوان طراحی مهندسی در راستاي کاهش تلفات در شبکه توزیع را انجام داد.
میگلی نژاد [12] به طراحی بازاري براي فروش برق به شرکتهاي توزیع پرداخته است به گونهاي که درآمد شرکتهاي توزیع تابعی از منحنی بار و میزان فروش برق به مشترکین باشد. در این صورت اگر منحنی بار شرکتها به منحنی استاندارد نزدیک شود؛ درآمد این شرکتها افزایش مییابد. نتایج تحقیق مذکور نشان داده است که اگر شرکتهاي توزیع قادر به مدیریت بار و کاهش تلفات شبکه باشند؛ درآمد آنها به صورت قابل قبولی افزایش مییابد و با توجه به استقلال شرکتهاي توزیع، راهکار ارایه شده میتواند راه حل مناسبی براي کاهش تلفات در شبکههاي توزیع و مدیریت بار باشد.
بختیاري [13] در تحقیقی با عنوان استراتژي اقتصاد مقاومتی در شرکت توزیع نیروي برق استان لرستان ضمن بررسی رابطه اقتصاد مقاومتی و روشهاي بهبود تلفات برق، برنامههاي عملیاتی مورد نظر جهت جهت تحقق هر یک از اهداف را بیان نموده و در پایان به این نتیجه رسیده است که شرکت توزیع برق لرستان به درستی اهداف اقتصاد مقاومتی مربوط به خود را شناسایی کرده و برنامهریزي درستی در جهت تحقق آنها انجام داده است.
روحی [14] ضمن مروري بر آمار تلفات انرژي، رقم تقریبی دیماند تلفات در ساعات پیک شبکه سراسري را محاسبه و سپس به کمک اطلاعات مربوط به تلفات توان و انرژي، زیانهاي تحمیلی را تعیین نموده است. در ادامه تلفات در زمان پیک و تلفات انرژي در یک دوره مورد بررسی قرار گرفته و زیانهاي ناشی از تلفات شبکه برق را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و مواردي از زیانها را به در قالب: زیان استهلاك نیروگاه، سهم ریالی زیان تلفات، سهم ارزي زیان تلفات و حجم سوخت هدر رفته بیان نموده است.
اکبري [15] بیان نموده که تلفات برق در شبکههاي تولید، انتقال و توزیع برق ایران بخش قابل توجهی از سرمایه گذاري کشور را در این شبکه ناکارآمد کرده است و اضهار نموده که البته مدیریت جهادي ایجاب می کند که کاهش تلفات از حکم قانون هدفمند کردن یارانهها فراتر رفته و حداقل طی دو یا سه سال آینده در بخش توزیع به متوسط دیگر کشورهاي خاورمیانه برسد.
در این تحقیق سعی شده است که با استفاده از نتایج سایر تحقیقات به عنوان سرخط اولیه، پس از دریافت ترجیحات شرکت توزیع برق استان یزد، مدلی نیز براي بهینهسازي تخصیص بودجه به راهکارها ارایه شود که بخش مغفول در تحقیقات پیشین بوده است.
-3 روش انجام تحقیق
این تحقیق در قالب فلوچارت ارایه شده در شکل 1 پیش برده شده است.
- بررسی تحقیقات منتشر شده
- تدوین فهرست اولیه عوامل ایجاد تلفات در شبکه هاي توزیع به تفکیک مسایل فنی و غیرفنی
- تهیه و ارسال پرسشنامه اول براي خبرگان - یک نفر فنی و یک نفر غیر فنی در هر شهرستان و همچنین خبرگان ستاد شرکت - با هدف شناسایی کلیه عوامل تلفات
- نهاییسازي فهرست عوامل تلفات توسط خبرگان
- تهیه و ارسال پرسشنامه دوم براي خبرگان به منظور تعیین جزییات عوامل تلفات از منظر معیار میزان تاثیرگذاري بر تلفات
- اولویتبندي مهمترین عوامل تلفات با توجه به اصل پارتو
- برگزاري جلسات توفان فکري با حضور خبرگان به منظور یافتن راهکارهاي کاهش تلفات
- تعین جزئیات راهکارها شامل هزینه، زمان، اثربخشی و سهولت اجرا
- طراحی و صحهگذاري مدل بهینهسازي
- اجراي مدل بهینهسازي و تهیه برنامه عملیاتی - Action Plan - جهت کاهش تلفات برق درشرکت توزیع برق استان یزد
جزییات هر مرحله به همراه نتایج حاصل در هر گام، در بند بعدي ارایه شدهاند اما مدل بهینهسازي طراحی شده در همین بند ارایه میشود.
-1-3 مدل بهینهسازي انتخاب اقدامات
تابع هدف این مدل، بیشینهسازي نمرات نرمال موزون راهکارهاي انتخابی است و محدودیتهاي فنی آن، شامل بودجه و زمان انجام راهکارها بوده است. با این توضیح که بر اساس تفاهمنامه منعقد شده شرکت توانیر با شرکت توزیع در سال 97، مبلغ 5000 میلیون تومان بودجه براي این منظور لحاظ شده است و مدت زمان اجراي یک ساله نیز بر اساس تفاهمنامه منعقده متصور میباشد
