جستجو در سایت :   

عنوان : تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی بر ترانسفورماتورهای توزیع

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد بندرعباس

پایان‌نامه کار‌شناسی ارشد   رشته مهندسی برق”M.SC. “

گرایش : قدرت

عنوان:

تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی بر ترانسفورماتورهای توزیع

استاد راهنما:

دکتر سید محمد موسوی آگاه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

بهره گیری از خودروهای الکتریکی  نظیر خودروهای الکتریکی ترکیبی در صنعت حمل و نقل روز بروز بیشتر می گردد. باطری این خودروها می‌توانند از طریق سوکت برق خانگی یا از طریق پارکینگ‌های عمومی شارژ گردد. بار اضافی ناشی از شارژ باطری خودروها می‌تواند موجب بروز پیامد‌های زیانبار روی شبکه توزیع گردد که مانند این پیامدها  کاهش عمر تجهیزات شبکه قدرت می‌باشد. در این پایان‌نامه با بکارگیری مدل حرارتی ترانسفورماتور و محاسبه دمای نقطه داغ ترانسفورماتور، اثرات ناشی از حضور تعداد مختلف خودروی الکتریکی و بازه‌های زمانی شارژ آنها بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع مورد مطالعه و ارزیابی قرار می‌گیرد. روش مورد نظر روی یک ترانسفورماتور توزیع نمونه که تامین کننده توان الکتریکی مصارف خانگی می باشد پیاده‌سازی می گردد. نتایج بدست آمده از نمودارها بصورت کمی نشان می‌دهد که دوره شارژ شبانه کمترین اثر را بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور دارد. این در حالی می باشد که شارژ خودروها در بازه زمانی عصر و ابتدای شب که همزمان با پیک مصرف خانگی می باشد، بیشترین اثر رابر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور خواهد داشت .

 در ادامه محاسبات نشان خواهد داد که حضور30% خودروی‌ الکتریکی در بازه زمانی شارژ عصر، در مقایسه با شرایط عدم حضور خودرو، موجب900% افزایش در نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور می گردد.

فصل اول: کلیات پژوهش

مقدمه:

توسعه سریع فنّاوری در بخش حمل ‌و نقل به همراه نگرانی‌های زیست محیطی افزایش قیمت نفت سبب شده تا کوشش‌هایی در جهت رفع وابستگی به سوخت‌های فسیلی در بسیاری از کشورهای دنیا انجام گردد. یکی از کوشش‌های انجام شده در این زمینه، سرمایه‌گذاری جهت طراحی و ساخت خودروهای الکتریکی می باشد. بر این اساس بسیاری از شرکت‌های معتبر سازنده خودرو  اقدام به تولید تجاری خودروهای الکتریکی نموده‌اند.

ساخت تجاری خودروهای الکتریکی به دو صورت خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری و خودروهای ترکیبی بنزینی- الکتریکی انجام می گردد. خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری، نیروی محرکه خود را از باطری‌های قابل شارژ نصب شده بر روی خودرو تأمین می‌کنند. جهت عملکرد روزانه این خودروها ،باطری موجود در خودروها می‌بایست در ایستگاه‌هایی در سطح شهر شارژ شوند. بهره گیری از این خودروها به دلیل زمان طولانی انتظار جهت شارژ باطری در ایستگاه‌های شارژ و همچنین عملکرد پائین‌تر از لحاظ سرعت و شتاب نسبت به خودروهای بنزینی با استقبال مواجه نگردید. گرچه با تمرکز بسیاری از شرکت‌های معتبر سازنده خودرو بر بهبود کیفیت خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری و بهره گیری از شارژ سریع برای شارژ آن‌ها انتظار می‌رود در آینده نزدیک این خودروها نیز بازار خود را در کاربردهای خاص پیدا کنند. پیش روی در طی چند سال گذشته تولید خودروهای ترکیبی بنزینی –الکتریکی در دستور کار شرکت‌های سازنده خودرو بوده و عرضه این محصولات به بازار در حال افزایش می باشد. با در نظر داشتن کاهش قیمت تکنولوژی بکار رفته در این خودروها انتظار می‌رود استقبال مشتریان از این خودرو در آینده نزدیک افزایش چشمگیری پیدا کند. در خودروهای ترکیبی بنزینی- الکتریکی، نیروی محرکه خودرو از ترکیب کارکرد توام موتور احتراقی بنزینی و موتور الکتریکی تولید می گردد. در این ترکیب از طرفی اندازه مصرف سوخت در این خودروها نسبت به خودروهای بنزینی کاهش پیدا می کند و از طرف دیگر، عملکرد آن‌ها نسبت به خودروهای الکتریکی کاملاً مبتنی بر باطری بهبود می‌یابد.

نکته قابل توجه در افزایش بکار گیری خودروهای ترکیبی، این می باشد که فناوری مورد بهره گیری در باطری این خودروها، امکان شارژ آن‌ها را از هر منبع خارجی فراهم می‌آورد. این منبع قدرت خارجی می‌تواند شبکه قدرت باشد و شارژ خودروهای مذکور می‌تواند در هر مکان ممکن مانند خانه‌های مسکونی که دسترسی به شبکه قدرت به‌راحتی امکان پذیر می باشد، انجام گردد.

امکان شارژ آسان این خودروها سبب می گردد که صاحبان آن در طی سفرهای روزانه داخل شهری خود، از خودرو بهره گیری کرده و هنگام بازگشت به منزل، بااتصال خودرو به سوکت برق خانگی، خودرو خود را برای سفر روز آینده آماده نمایند. درطی دوره اتصال این خودروها به سوکت برق،  انرژی مورد نیاز برای شارژ مجدد باطری خودروهای ترکیبی، از شبکه قدرت تأمین می گردد. در این زمینه در نظر داشتن این نکته ضروری می باشد که بهره گیری از این خودروها که جهت صرفه جویی در مصرف سوخت توسعه پیدا کرده می باشد می‌تواند سبب ایجاد اثرات نامطلوبی بر روی شبکه قدرت گردد. زیرا انرژی مورد نیاز برای شارژ این خودروها را می‌توان مانند انرژی لازم  جهت تغذیه یک مجموعه بار اضافی برای شبکه قدرت مدل‌سازی نمود که در هر زمان ممکن می‌تواند به شبکه متصل شوند. این در حالی می باشد که طراحی و ساخت بسیاری از شبکه‌های قدرت مورد بهره‌برداری، بدون در نظر گرفتن امکان اتصال این تجهیزات به شبکه انجام شده می باشد. از آنجا که شارژ بدون آگاهی این تجهیزات از طریق شبکه‌های قدرت می‌تواند منجر به معضلات عدیده‌ای در عملکرد عادی شبکه‌ها گردد، محققین بسیاری به مطالعه اثرات فنی اتصال خودروهای الکتریکی قابل شارژ بر عملکرد شبکه‌های قدرت پرداخته‌اند.

با در نظر داشتن اینکه درک اثرات شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه قدرت و اقدام جهت حذف یا کاهش این آثار مستلزم برنامه ریزی شبکه قدرت و اجرای راهکارهای بلند مدت پیشگیرانه می باشد، لازم می باشد شناخت کافی در این زمینه پیش از بهره گیری گسترده از آن‌ها به دست آید. به همین دلیل در بسیاری از مراجع]1[–]5[، محققین به مطالعه اثرات گوناگون ناشی از اتصال این خودروها در زمینه‌های تغیر پروفیل بار مصرف کنندگان، افزایش تلفات و افت ولتاژ شبکه قدرت پرداخته‌اند. اما به اثرات شارژ خوروهای الکتریکی بر عمر تجهیزات الکتریکی شبکه قدرت توجه خاصی نشده می باشد. این در حالی می باشد که با اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت، اندازه توان عبوری از تجهیزات شبکه افزایش می‌یابد و این مطلب می‌تواند منجر به کاهش عمر آن‌ها گردد. با در نظر داشتن اتصال خودروهای الکتریکی به سوکت های خانگی، انتظار می‌رود شبکه‌های توزیع نسبت به بخش‌های تولید و انتقال تأثیر بیشتری را از شارژ خودروهای مذکور بپذیرند. همچنین از مهم‌ترین تجهیزات شبکه توزیع که دارای هزینه‌های بالایی بوده و به ‌وفور در شبکه‌های توزیع پیدا نمود می شوند، ترانسفورماتورهای توزیع هستند. به همین دلیل، این پایان نامه بر مطالعه عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور خودروهای الکتریکی متمرکز می گردد.

در این راستا همانگونه که در مراجع]8 [- ]6 [نشان می‌دهد ترانسفورماتورهای توزیع اکثراً تحت تأثیر استرس‌های حرارتی دچار پیری یا از دست رفتن عمر می شوند. در این پژوهش تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع تحت تأثیر استرس‌های حرارتی، بر اساس دمای نقطه داغ انجام می گردد. روش‌های متعددی در مراجع ]9 [و]10 [جهت محاسبه این کمیت ارائه شده می باشد. روش ارائه شده در مرجع]9 [از مقبولیت عام برخوردار بوده و در بسیاری از مراجع دقت آن مورد تائید قرار گرفته می باشد. پس در این پایان نامه از این روش جهت تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع بهره گیری می گردد. بر اساس این روش تغییرات دمای هوا و بار عبوری از ترانسفورماتور پارامترهای تعین کننده در طریقه پیری ترانسفورماتورها هستند. به بیانی دیگر هرگونه افزایش دمای محیط و افزایش بار ترانسفورماتور موجب سریع‌تر شدن طریقه پیری ترانسفورماتور می گردد. از طرفی، اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه توزیع سبب بالا رفتن بار ترانسفورماتور در بازه‌های خاصی از شبانه روز می گردد. پس می‌توان انتظار داشت که طریقه پیری ترانسفورماتورهای توزیع، در حضور خودروهای الکتریکی افزایش یابد. اما در مراجع موجود شناخت کافی و مدل ریاضی جهت تعین اندازه عددی تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی خصوصاً ضریب نفوذ و بازه‌های زمانی شارژ آن‌ها بر طریقه پیری ترانسفورماتورهای توزیع وجود ندارد.

در این پایان نامه روشی ارائه می گردد که توسط آن می‌توان اثرات شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی را بر طریقه از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع از دیدگاه عددی مورد مطالعه قرار داد. بر این اساس آغاز مدل تصادفی جامعی از الگوی مصرف انرژی الکتریکی توسط این خودروها در زمان اتصال به شبکه توزیع ارائه می گردد. مدل به دست آمده به همراه الگوی بار مصرف کنندگان شبکه توزیع و الگوی تغییرات دمای هوا در روزهای نوعی سال مورد بهره گیری قرار می‌گیرد تا تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور خودروهای الکتریکی انجام گردد.

در ادامه با مدل‌سازی سناریوهای مختلف شارژ، اثرات زمان اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع تحلیل می گردد. نتایج حاصل می‌تواند درک درستی از اندازه پیری ترانسفورماتورهای توزیع ناشی از شارژ خودروهای الکتریکی برای متصدیان شبکه ارائه نماید، تا از این طریق برنامه ریزی تقویت ساختار و گسترش شبکه با در نظر گرفتن شارژ خودروهای الکتریکی انجام گردد.

در ادامه این فصل، آغاز کلیات پژوهش شامل طرح موضوع، اظهار مسئله و ضرورت مطالعه موضوع، سؤالات، اهداف و فرضیات پژوهش معرفی می گردد. سپس در فصل دوم بعضی از تحقیقات انجام شده قبلی در خصوص تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر تلفات توان، تغیر ولتاژ، تأثیر افزایش ضریب نفوذ بر هزینه‌های سرمایه گذاری و تلفات شبکه، تأثیر چگونگی اعمال جریان شارژ و .. مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در فصل سوم چگونگی بدست آوردن اطلاعات مورد نیاز برای انجام پایان نامه و چگونگی دسته بندی اطلاعات بار و دما جهت بهره گیری در مدل به ‌مقصود محاسبه دمای نقطه داغ تشریح شده و در ادامه اجزای مدل نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور معرفی می گردد. در فصل چهارم ضمن ارائه الگوریتم کلی شبیه سازی انجام گرفته، نتایج حاصل از بکارگیری مدل برای محاسبه نرخ از دست رفتن عمر یک عدد ترانسفورماتور نمونه با مشخصات موجود، مطالعه و تفسیر می گردد. در نهایت در فصل پنجم نتایج حاصل از شبیه‌سازی با سوالات و اهداف پژوهش مقایسه و جمع‌بندی نهایی انجام می‌گیرد.

1-1- ضرورت مطالعه اثر شارژ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع

با در نظر داشتن طریقه پیشرفت فناوری­ خودروهای الکتریکی قابل شارژ، انتظار می­رود به‌ زودی تعداد زیادی از خودروهای الکتریکی جهت شارژ به شبکه قدرت متصل شوند. انرژی مورد نیاز برای شارژ این خودروها به‌ صورت انرژی لازم جهت تغذیه یک مجموعه بار اضافه برای شبکه قدرت قابل مدل‌سازی می باشد. درک اثرات فنی بار اضافی تحمیل شده از طرف این خودروها بر عملکرد شبکه قدرت، اهمیت بسیاری برای متصدیان شبکه دارد. زیرا به کمک این مطالعات، متصدیان شبکه­های قدرت قادر خواهند بود برنامه­ریزی تقویت و توسعه آینده شبکه را به‌ گونه‌ای انجام دهند که اولاً شبکه توانایی تغذیه خودروهای الکتریکی را داشته باشد و ثانیاً عملکرد شبکه هنگام اتصال این خودروها به ‌صورت بهینه یا نزدیک به بهینه انجام گردد.

یکی از مهم‌ترین اثرات فنی شارژ خودروهای الکتریکی از طریق شبکه قدرت، تغییر طریقه از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور این خودروها می باشد، که در مراجع توجه کمتری به آن شده می باشد. این در حالی می باشد که با اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت، اندازه توان عبوری از ترانسفورماتورهای توزیع افزایش می­یابد و این مطلب می­تواند منجر به کاهش طول عمر آن‌ها گردد. هدف از این پایان نامه، ارائه روشی جهت تعیین تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی، ضریب نفوذ و بازه­های اتصال آن‌ها بر طریقه از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع می­باشد. ضرورت انجام این پژوهش آن می باشد که تنها با تعیین اثرات اتصال خودروهای الکتریکی قابل شارژ به شبکه بر عملکرد تجهیزات قدرت، می­توان برنامه­ریزی تقویت ساختار شبکه موجود و گسترش آینده شبکه را انجام داد. با در نظر داشتن اینکه درک مجموعه اثرات ناشی از شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه قدرت و اقدام جهت حذف یا کاهش این آثار مستلزم برنامه­ریزی شبکه قدرت و اجرای راهکارهای بلندمدت پیشگیرانه می باشد، لازم می باشد شناخت کافی نسبت به جنبه­های مختلف شارژ خودروهای ترکیبی قابل اتصال به شبکه، پیش از بهره گیری گسترده از آن‌ها به دست آید تا با افزایش تعداد این خودروها، معضلات پیش روی اتصال آن‌ها به شبکه قدرت، به‌ گونه‌ای پیشگیرانه از بین رفته باشد.

2-1- اهداف پژوهش

 در راستای انجام پایان نامه اهداف خاصی پیش بینی شده که یکی از این اهداف، مطالعه و مطالعه و آشنایی با فناوری­های تجاری رایج در خودروهای الکتریکی می باشد. آشنایی با این فناوری‌ها می‌تواند به ‌مقصود بکارگیری آن‌ها در تحقیقات آتی و بهره گیری از تکنولوژی‌های روز دنیا در صنعت برق و حمل‌ و نقل کشور مورد بهره گیری قرار گیرد.

شارژ خودروهای الکتریکی در هر دوره شارژ با عدم قطعیت زیادی همراه می باشد و با بهره گیری از الگوریتم‌های شناخته شده امکان تعین تعداد خودروهایی که در هر دوره شارژ به شبکه متصل می شوند مقدور نیست. بهره گیری از شبیه‌سازی مونت کالرو برای تعین الگوی تصادفی شارژ خودروهای الکتریکی، از اهداف این پایان‌نامه می باشد.

از طرف دیگر پیاده­سازی مدل ریاضی و عددی نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور­های توزیع با در نظر گرفتن اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه توزیع و تعیین و ارزیابی اثر ضرایب نفوذ مختلف و بازه­های مختلف شارژ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع یکی دیگر از اهداف این پژوهش می باشد که به ارائه مدل نهایی منجر می گردد.

در نهایت تعیین بازه­های زمانی بهینه به ‌مقصود مدیریت شارژینگ خودروهای الکتریکی از موردها مطلوب در پایان‌نامه می باشد که در بهره‌برداری بهینه و مناسب از شبکه توزیع کاربرد دارد.

تعداد صفحه : 85

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد رشته برق: جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل سازی بارهای مختلف

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

 

دسته‌ها: مهندسی برق