پایان نامه بهره برداری دیسپاچینگ ملی و شناسايي عوامل مؤثر بر پياده سازي برنامه هاي نگهداری و تعمیرات (نت) شبكه انتقال در حوزه ديسپاچينگ
مقدمه
با توجه به گسترده شدن مصرف برق و وابستگي شديد صنعت به اين نوع انرژي و يكپارچگي و پيوسته شدن شبكه هاي انتقال و توزيع برق ، نيازمند آنست كه دائما از طريق مراكزي مديريت شود بنحوي كه هم حوادث و اتفاقات تحت كنترل و نظارت باشد و هم مديريت انرژي انجام گردد، كه اين كار توسط مراكزي بنام ديسپاچينگ ( ) انجام مي پذيرد .
دیسپاچینگ سری کننده وتولید کننده ویا پاراله شونده نیست بلکه هماهنگ کننده همسان ساز یکسان کننده چندین نیروگاه فعال ودر حال تولید جریان الکتریسیته با هم می باشد.حدودا وسط و کانون چندین نیروگاه در حال تولید و بهره برداری یک مرکز دیسپاچینگ نصب و راه اندازی می شود. امروزه دیسپاچینگ با ابزار های دقیق و هوشمند فوق دیجیتال تولیدات نیرو گاه های تحت پوشش زیر نظر گرفته وتمام دستورت لازم شامل فرکانس ومگاوات را در تمام نیروگاه ها هر ثانیه پارامترهای ذیل را چک می کنند و دستورات لازم به نیروگاه واشکالات به اپراتورهای مربوط خبر داده واز ایشان درخواست می شود هر چه زودتر اشکال را بر طرف وجریان الکتریسیته ی صد در صد سالم مورد نیاز صنعت و کشاورزی و مصارف خانگی وارد خطوط ارسال نمایند.
توضیح این که بیش تر عملکرد دیسپاچینگ روی و اطلاع رسانی و استاندارد نگه داشتن تولیدات تمام نیروگاه های تحت پوشش این مرکز می باشد.
فصل اول :
بهره برداری دیسپاچینگ
1-1- مقدمه
رشد مداوم ديسپاچينگ ملي مسئوليت برنامه ريزي، هدايت و كنترل شبكه سراسري توليد و انتقال صنعت برق را بمنظور هماهنگ نمودن توليد با ميزان مصرف با در نظر گرفتن امكانات و ظرفيت هاي انتقال، عهده دار مي باشد. اهم وظايف ديسپاچينگ ملي عبارت است از:
- پيش بيني نياز مصرف در مقاطع سالانه، ماهيانه، هفتگي، روزانه لحظه.
- برنامه ريزي و هماهنگي توليد مولدهاي نيروگاهي شبكه با توجه به معيارهاي اقتصادي.
- حفظ ايمني و پايداري شبكه توليد و انتقال.
- بهره برداري بهينه و اقتصادي از منابع توليد و انتقال.
- نظارت بر عملكرد ديسپاچينگ مناطق.
وظايف فوق در حال حاضر در يك مركز كنترل ملي و شش مركز كنترل منطقه اي ذيل انجام مي گردد:
- ديسپاچينگ منطقه اي تهران
- ديسپاچينگ منطقه اي اصفهان
- ديسپاچينگ منطقه اي شمال غرب
- ديسپاچينگ منطقه اي شمال شرق
- ديسپاچينگ منطقه اي جنوب شرق
- ديسپاچينگ منطقه اي جنوب غرب
اين مراكز با برخورداري از پيشرفته ترين تكنولوژي و قابليت هاي كنترل خودكار و كنترل از راه دور در رده مجهزترين مراكز كنترل جهان قرار دارند.
1-2- تاريخچه صنعت برق
توليد الكتريسيته ساكن و اندازهگيري آن و انجام تحقيقات اوليه توسط فيزيكداني بنام كولن و سپس توليد الكتريسيته جاري در سال 1799 توسط يك نوع باطري توسط الكساندر ولتا به مرحله اجرا درآمد و با پيشرفت علوم در سال 1882 براي اولين بار در اشتوتگارت آلمان نيروگاهي بوجود آمد كه قادر بود فقط چندخانه را تغذيه نمايد ( صد وچهارسال پيش و بتدريج به تعداد نيروگاه هاي افزوده شد ، بطوريكه 99 سال پيش ( 1887 ) 375 نيروگاه در تمامي نقاط آلمان شروع به كار كردند. تكامل صنعت ماشينسازي بخصوص ماشين هاي بخار و توربين هاي مختلف توليد اين انرژي را در سراسر دنيا افزايش دادند ، در اين سال ها بحث زيادي در زمينه استفاده از جريان مستقيم و متناوب در گرفت ، در نتيجه اين بحث منجر به استفاده از جريان سه فاز گرديد و براي اولين بار در سال 1891 خط انتقال سه فاز به طول 175 كيلومتر كشيده شد و بيست سال بعد و 50 سال بعد خط 400 كيلو ولت مورد بهره برداري قرار گرفت و در همان سال از خط شوروي و در سال 1965 خط 735 كيلو ولت در كانادا به مدار پيوست . ولتاژ انتقال پيوسته رو به فزوني ميباشد ، ولي حداكثر ولتاژ انتقال به وسيله سيستم سه فاز با امكانات موجود در حدود 1100 كيلو ولت ميباشد .
صنعت توليد برق به لحاظ نياز كليه صنايع به آن در اكثر ممالك از اولويت نخست برخوردار بوده و در واقع توسعه اقتصادي و صنعتي به توسعه اين صنعت وابسته است ، بخش اصلي توسعه اين صنعت در شاخه هاي نيروگاه هاي بخاري صورت گرفته و اين رويه همچنان ادامه دارد . در ايران از قرار معلوم سياست دولت بر توسعه اين نوع نيروگاه هاي قرار گرفته است. اينك به تاريخچه صنعت برق در ايران ميپردازيم .
توليد برق در سال 1383 هجري شمسي با بهره برداري از يك مولد 400 كيلو واتي كه توسط يكي از تجار ايراني بنام حاج امين الضرب تهيه و در خيابان چراغ برق تهران ( اميركبيرفعلي ) نصب گرديده بود ، آغاز شد و در سال 1316 مؤسسه برق تهران تحت نام “دايره روشنايي تهران” كه زير نظر بلديه اداره ميشد و بعد اداره كل برق تهران تغيير نام يافت و در همين سال مولد 6000 كيلوواتي زير نظر شهرداري شروع به كار نمود و در سال 1328 اين مؤسسه تحت نام بنگاه برق تهران زير نظر وزارت كشور فعاليت هاي مربوط به تأمين برق را بر عهده گرفت . در سال 1332 دو واحد ديزل 2 مگاواتي و در سال 1335 واحد 2 مگاواتي ديگر و در سال 1338 نيروگاه طرشت با چهار واحد توربين بخار هر يك به قدرت 5/12 مگاوات مشغول به كار گرديد ، به طوري كه در پايان سال 1338 ظرفيت مولدهاي نصب شده در تهران به 3/78 مگاوات رسيد، علاوه بر آنچه ذكر گرديد از سال 1328 به بعد شركت هاي مختلفي كه عهده دار سرويس برق به مشتركين بودند ، در گوشه و كنار تهران مشغول به كار بودند كه مجموع ظرفيت نصب شده مولدهاي آنها به حدود بالغ ميگرديد. پس از تشكيل وزارت آب و برق در سال 1343 سازمان مذكور ابتدا بصورت سازماني وابسته و در سال 1344 به صورت معاونت واحد برق در وزارت مذكور ادغام گرديد ، وزارت آب و برق از سال 1353 به وزارت نيرو تغيير نام يافت .
با توجه به آمار روز به روز به مقدار مصرف افزوده ميشود، و بتدريج در شهرهاي بزرگ ايران هم نيروگاه هايي در همه جا امكانپذير نبود و يا اينكه پيك بار در هر منطقه فرق ميكرد . نياز به خطوط انتقال و توزيع احساس ميشد، پست هاي با ولتاژهاي مختلف احداث شود و توسط خط انتقال نيروگاه ها و پستها به محل متصل شدند و روز به روز گستردهتر شد و شبكه به هم پيوسته بوجود آمد . با گسترده شدن شبكهها و خطوط انتقال و نيروگاه ها نياز به مراكزي براي بهره برداري بهتر و هماهنگي بين نيروگاهي و پست ها و كنترل ولتاژ و فركانس و برنامههاي تعميرات و در نتيجه مركز كنترل و ديسپاچينگ در تهران و در شهرهاي بزرگ راهاندازي شد .
1-3- اهميت و نقش ديسپاچينگ
امروزه صحبت از اهميت و يا ضرورت توليد انرژي از جهات مختلف اقتصادي ، اجتماعي و حتي سياسي بر همگان روشن است . مصرف الكتريكي بطوري به زندگي روزانه ما عجين شده است كه بدون آن اگر نگوييم زندگي ناممكن است، بلكه به جرأت ميتوان گفت كه بسيار مشكل است. جهش سريع تكنولوژي و بهبود زندگي در دهه اخير در كشورهاي پيشرفته بسيار قابل چشمگير بوده و به علت نزديكي جامعه جهاني به هم بويژه با ارتباطات سريعي كه بوجود آمده است به كشور ما نيز رسوخ كرده و تكنولوژي زندگي ما را بدنبال خود ميكشد، گويا فرهنگ مصرفي انرژي الكتريكي در جهان حكومت ميكند كه ملت ها به آرامي به اين فرهنگ متصل ميشوند. تأمين انرژي بويژه انرژي الكتريكي از نيازهاي اصلي هر اجتماع صنعتي و نيمه صنعتي ميباشد و توسعه اقتصادي و شكوفايي صنعتي بدون توسعه صنعت برق ممكن نيست، چرا كه كمبود انرژي الكتريك ميتواند صدمات جبران ناپذيري بر پيكره اقتصادي جامعه وارد كند.
توليد انرژي الكتريكي همزمان با مصرف تحقق مييابد، يعني توليد انرژي زماني امكانپذير است كه همزمان مصرفكننده اي بدنبال داشته باشد . بنابراين توليد بدون مصرف امكان پذير نيست و اين عبارت به اين معناست كه نميتوان انرژي الكتريكي را به سادگي توليد و ذخيره كرد.
از طرفي توليدكنندگان برق (نيروگاه ها) اطلاع و ارتباط چنداني با مصرفكنندگان خرد و كلان ندارند و مصرفكنندگان انرژي الكتريكي بدون اطلاع از كميت و يا كيفيت انرژي الكتريكي توليدشده در هر شرايط و به ميزان دلخواه به سهولت از آن بهرهمند ميشوند . حال به اهميت هماهنگي بين فرآيند توليد و مصرف و چگونگي اين اهميت پي ميبريم.
در حال حاضر در كشور ما بيش از بيست هزار مگاوات قدرت نصب شده وجود دارد كه از اين مقدار بيش از ده هزار مگاوات را نيروگاه هاي بخاري، پنجهزار مگاوات را نيروگاه هاي آبي، بيش از سههزار مگاوات را نيروگاه هاي سيكل تركيبي و حدود چهار هزار مگاوات را نيروگاه هاي گازي تأمين ميكنند. اين قدرت بوسيله نيروگاه هايي با قدرتهاي متفاوت و عمر متفاوت توليد ميشود كه بازده آنها با هم بسيار فرق دارند. هزينه توليد هر واحد نيروگاه با ديگري فرق داشته و هزينه كل تابعي از سهم بار هر يك از واحدهاست . بازده ماشين هاي نو بيشتر از ماشين هاي كهنه است. مسلما يك تقسيم بار بخصوص بين واحدهاي توليد وجود دارد كه هزينه توليد به حداقل برسد.كافي نيست كه واحدهاي نو را با ظرفيت كامل بار كنيم و واحدهاي كهنه را با ظرفيت كمتر تا نتيجه مطلوب بدست آيد زيرا هزينه توليد تنها قسمتي از مسئله است.
ميانگين بازده حرارتي نيروگاه ها از عوامل متعددي نظير قدرت نيروگاه ها ، نوع سوخت مصرفي ، وضعيت بهره برداري ، نسبت بار توليدي به بار نامي ، ميزان توقف نيروگاه ها و… تأثير ميپذيرد.
ولتاژ ژنراتورهاي بزرگ معمولاً بين 8/13 كيلوولت تا 24 كيلوولت است . البته ژنراتورهاي مدرن براي 18 كيلوولت تا 24كيلوولت ساخته ميشوند و هيچ استاندارد خاصي براي ولتاژ ژنراتورها انتخاب نشده است. سطح ولتاژ ژنراتورها ( ولتاژ توليد شده ) جهت انتقال، به 115 كيلوولت تا 165 كيلوولت افزايش داده ميشود. 115 ، 118 ، 230 كيلوولت سطح استاندارد ولتاژ براي ولتاژ فشار قوي است . 345 ، 500 ، 765 كيلوولت جزو سطوح ولتاژ فوق فشار قوي است .
مزيت خطوط انتقال فشار قوي وقتي مشخص ميشود كه ظرفيت انتقالي خط مورد نظر باشد. ظرفيت خطوط هم اندازه ( از نظر طول) با نسبتي بيش از مربع ولتاژ تفاوت دارند . با اينحال ولتاژ خط هر چقدر باشد نميتوان تعريف مشخصي براي ظرفيت داشته باشيم ، چون ظرفيت خط به محدوده حرارتي خط ، افت ولتاژ قابل قبول ، قابليت اطمينان ، عوامل دخيل در سنكرونيزوم كردن بين ماشين هاي سيستم – همانند پايداري – وابسته است كه بيشتر اين عوامل به طول خط بستگي دارند .
حال بايد اين انرژي توليد شده با اين سطوح ولتاژ به مصرف كنندگان متفاوت با سطح ولتاژ ديگري برسد . اين انرژي بايستي معمولا بوسيله شبكه پيچيدهاي از نيروگاه تا مصرفكننده ها انتقال يابد كه در اثر عبور جريان از هادي هاي شبكه با مقاومت معين افت حاصل ميشود. در شبكههاي بزرگ ارزش دارد كه كوشش كنيم تا نحوه تغذيهاي پيدا كنيم كه تلفات حداقل باشد ، چون بهبود حداقل 5/0 % در بازده باعث صرفهجويي زيادي ميشود .
به منظور بهره برداري مناسب از سيستمهاي قدرت لازم است سيستم با حداقل هزينه مورد بهره برداري قرار گيرد و هم چنين از قابليت اطمينان بالايي برخوردار باشد . سيستم مطمئن به سيستمي اطلاق ميشود كه از خطرهايي نظير وقفه هاي زنجيرهاي ، جدا شدن بخشي از شبكه ، خارج شدن ژنراتور از حالت سنكرون ، قطع بار ، عدم رعايت محدوديتهاي توان انتقالي خطوط ، ولتاژ شينها و فركانس سيستم محفوظ باشد . بهره برداري از سيستم قدرت از اصول و قواعدي پيروي ميكند كه آگاهي از آنها براي مسئولان و بهرهبرداران سودمند است . همچنين عملكرد و استفاده از اين سيستم داراي دشواري هايي است كه بايد آنها را بشناسيم و به موقع در رفع آنها بكوشيم. عملكرد موفق سيستمهاي قدرت نيازمند عطف توجه به ايمني كاركنان و تجهيزات و ارائه خدمت بدون وقفه با پايينترين قيمت ممكن به مشتركين است . مسئله ارائه برق ارزان قيمت تابع عواملي چون كارآيي تجهيزات توليد برق ، هزينه نصب و هزينه سوخت در نيروگاه ها است .
در صنعت برق طراحي و بهره برداري مؤثر اقتصادي همواره مورد نظر بوده است ، زيرا صرفه جويي هاي حاصل از بهره برداري صحيح منابع قدرت پر اهميت ميباشند و در سيستمهاي قدرت بزرگ به چندين هزار دلار در روز بالغ ميشوند . ميتوان گفت دستيابي به اين اهداف تأثير مستقيمي در سطح زندگي اجتماعي دارد . يك انرژي ارزان و مطمئن يك شرط اوليه براي داشتن يك زندگي در سطح بالا ميباشد. از آنجايي كه مصرفكنندگان برق نياز به انرژي حتيالامكان ارزان ، قابل اطمينان و در دسترس در تمام نقاط ممكن دارند.سيستمهاي مديريت انرژي كامپيوتر ميتوانند كمك مؤثري در كاهش هزينه ها و همچنين قابليت اطمينان و كاهش حاشيه اطمينان باشند .پيچيدگي دنياي تكنولوژي روز در سيستمهاي توزيع قدرت باعث شده كه اپراتورها بدون نياز به دستگاه هاي پيشرفته قادر به كنترل سيستم هاي پيشرفته قدرت و برآوردن هدف هاي مديريت انرژي نميباشند. اين كنترل ها بايد اين اطمينان را به سيستم قدرت بدهد كه يك قدرت الكتريكي مطمئن ، انعطافپذير با شرايط بهينه اقتصادي داشته باشيم .
با توجه به موقعيت جغرافيايي خاص كشور ما و پراكندگي مصرف در نقاط مختلف و همچنين متفاوت بودن چگالي بار در اين نقاط از يك سو و مناسب نبودن همه نقاط از نظر امكا نات جنبي براي نصب نيروگاه ها براي برآوردهكردن مصرف ، وزارت نيرو ناچار به نصب شبكهاي گسترده در سطح ايران شده است . در اين شبكه هدايت بار توليدي واحدها به مصرفكنندهها تأمين كند. انحراف از محدوده پيشبيني فركانس و ولتاژ ميتواند باعث خسارات اساسي براي مصرفكننده و ضربهاي بر اقتصاد ملي باشد . اهميت كنترل توليد و مصرف وقتي آشكارتر ميشود كه به تغيير آماري و غيرقابل پيشبيني بار مصرفي توجه شود . در چنين شرايطي توليد در شبكه از تعدادي واحد توليدي بوجود آمده كه توسط سازمان هاي مختلفي نظير توانير ، برقهاي منطقهاي ، آب هاي منطقهاي و غيره بهره برداري ميگردد و ميبايست توليد اينها هميشه هماهنگ با مصرفكننده اي غيرمعين و آماري تغيير داده شود ، با توجه به منابع توليد مختلف در سازمان هاي مربوطه و نوع تغيير بار مصرفكننده ملاحظه ميشود كه ايجاد سيستم كنترلي متمركز و قوي تحت نظارت يك سازمان ضروري ميباشد .در اين شبكه هدايت بار توليدي واحدها به مصرفكننده بايد به نحوي انجام شود كه علاوه بر رعايت پارامترهاي اقتصادي ، ولتاژ و فركانس معيني را براي مصرفكننده تأمين كند.
1-4- مفهوم ديسپاچينگ
هدف اصلي از يك سيستم مديريت انرژي پشتيباني كردن فعاليت هاي اتاق كنترل نظير بررسي، برنامه ريزي، كنترل صحيح و سريع عمليات سيستم قدرت ميباشد . هدف ديگر از بكارگيري سيستم مديريت انرژي تأمين انرژي كافي در مواقع بروز اتفاقات در شبكههاي قدرت از طريق پيشبيني توليد و انتقال مناسب انرژي يعني ولتاژ و فركانس ثابت و پايداري شبكه از اهداف ديگر بكارگيري سيستمهاي مديريت انرژي ميباشد. يكي ديگر از مسئوليت هاي عمده بهره برداران سيستم قدرت ، كنترل سيستم است .سطوح ولتاژ ، فركانس، توان خطوط رابط ، جريان خطوط مستقيم و بارگذاري ابزار بايد در حدود معين ايمني نگهداشته شوند تا عرضه خدمات رضايت بخش را به مشتركين سيستم قدرت امكان پذير سازد . سطوح ولتاژ و جريان خطوط و بارگذاري تجهيزات در هر سيستم از هر نقطه به نقطه ديگر متفاوت است و كنترل به شكل نسبتا محلي انجام ميشود.
ديسپاچينگ همان كلمه بوده كه مصدر آن يعني هماهنگ كردن توليد و مصرف و ديسپاچينگ در واقع فرآيندي است كه عمل هماهنگي و تنظيم انرژي و خطوط انتقال نيرو توسط مركز كنترل در آن انجام ميشود.نقش ديسپاچينگ در شبكه برق بسيار حساس است و اين نقش براساس اطلاعاتي كه از ديسپاچينگ مناطق و شبكه دريافت ميكند ، استوار است . وظيفه ديسپاچينگ مادر ، كنترل شبكه ، بهره برداري بهينه ، حفاظت از پايداري شبكه و حفظ ايمني آن است . اطلاعاتي كه ديسپاچينگ دريافت ميكند بايد لحظه به لحظه و واقعي باشد .
سياست بهرهبرداري از نيروگاه ها ، ايستگاه هاي فشار قوي انتقال نيرو و خطوط انتقال فشار قوي با سطوح ولتاژ بالا ( 400 ، 230 ، 132 ) كيلوولت در سطح كشور به عهده ديسپاچينگ است. انتخاب مراكز كنترل با توجه به محدوديتهاي مالي و تكنيكي در هر كشوري منجر بكارگيري نوع خاصي ازاين سيستم خواهد شد. فاكتورهايي كه نياز به يك نوع خاص مركز كنترل را مشخص ميكند ، به سه دسته كلي ميتواند تقسيم گردد:
- رشدي پيچيدگي مسائل بهره برداري
- افزايش ارزش اقتصادي سيستم
- افزايش قابليت اطمينان سيستم
كه خود اين سه فاكتور در اثر افزايش تعداد نيروگاه ها و خطوط ارتباطي مهم شبكه حاصل ميشود . مراكز كنترلي كه امروزه در سراسر دنيا از آن بهرهبرداري ميشود طيف وسيعي را از نظر سخت افزار و نرم افزار ميپوشاند . استراتژي هاي بهره برداري به همراه محدوديتهاي مالي و تكنيكي منجر به ايجاد مراكز كنترل بسيار متنوعي گرديده است ، اما آنچه در اين زمينه اهميت دارد تحليل هزينه / فايده احداث يك مركز كنترل ميباشد. روشن است كه احداث يك مركز كنترل مدرن از نوعي كه امروزه متداول است براي يك شبكه با ظرفيت پايين با توجه به هزينه نسبتا بالاي اين نوع مراكز منطقي نميباشد . از طرف ديگر در شبكه هايي كه از نظر اقتصادي قابليت احداث يك چنين مراكز كنترلي را دارند بايد تحليل هزينه / فايده گردد . براساس بررسيهاي اقتصادي ، طرح ساختار سازماني مراكز ديسپاچينگ تعيين گردد .
وزارت نيروي ايران پيشرفتهترين سيستم كنترل را براي سهولت نظارت ، كنترل ، بهينه سازي توليد ، انتقال و
توزيع نيروي برق را در شبكه سراسري اجرا كرده است . اولين مركز ديسپاچينگ در سال 1971 با حداكثر ظرفيت نظارت بر 50 ايستگاه و ظرفيت توليد 1675 مگاوات با قله مصرف 924 مگاوات ايجاد شد. هر چند طرح هاي اوليه براي مراكز جديد در نيمه دوم دهه هفتاد شروع شد اما پيشرفت كارها تا پايان جنگ تحميلي به تأخير افتاد . اواخر سال 1989 كار براي 6 مركز كنترل محلي و يك مركز كنترل شروع گرديد. ساختار مراكز ديسپاچينگ ايران بر اساس سيستم هاي اسكادا به قسمي برنامهريزي شدهاند كه عضوي از يك مجموعه شامل 6 مركز محلي و يك مركز اصلي ميباشند .
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.