پایان نامه محاسبات پخش بار در شبكه داخلي نيروگاه سيكل تركيبي يزد

مقدمه اي بر توليد برق در ايران

1-1 انواع نيروگاههاي توليد برق :

در ميان پركار برد ترين و مهمترين نيروگاههاي متداول در جهان و ايران ، مي توان از نيروگاههاي حرارتي نام برد . اين نوع نيروگاهها ، مبدل هايي هسنتد كه انرژي نهفته در سوخت هاي جامد ، مايع ، گازي و يا سوخت هاي هسته اي را به انرژي برق تبديل مي كند .

نيروگاههاي حرارتي ، طيف وسيعي از نيروگاهها را در برمي گيرند كه از آن جمله مي توان به نيروگاههاي بخاري ، گازي ، چرخه تركيبي ، ديزلي و هسته اي اشاره نمود . نوع بسيار متداول نيروگاههاي حرارتي ، نيروگاههاي بخاري مي باشد . در اين نوع نيروگاه با مشتمعل شدن سوخت هاي فسيلي ، آب سيكل ، تبديل به بخار مي شود .سپس انرژي بخاري توليدي ، سبب چرخش توربين و در نهايت ، توليد انرژي برق مي گردد . تفاوت اساسي نيروگاههاي گازي با بخاري در آن است كه سيال سيكل توربين گازي ، هواي محيط مي باشد . اما نيروگاههاي سيكل تركيبي , متشكل از واحدهاي گازي و بخاري مي باشند كه در آنها به منظور افزايش بازده كل حرارتي و بازيافت بخشي از انرژي باقي مانده در گازهاي خروجي از توربين هاي گازي ، اين گازها را به يك ديگ بخار بازياب هدايت مي كنند . بخار حاصل از اين طريق ، توربين بخاري را به گردش در مي آورد . از مهمترين نيروگاههاي حرارتي مي توان به نيروگاههاي هسته اي ( اورانيم غني شده ، پلوتونيم و … ) بخار با انرژي نهفته بسيار زيادي توليد مي شود . با استفاده از انرژي بخار توليد شده ، توربين بخاري به چرخش در مي آيد و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود .

در نيروگاههاي برق آبي ، عامل و سيال واسطه ، جريان آب يا انرژي پتانسيل آب پشت سدها و آب بند ها است . نيروگاههاي جريان رودخانه اي و نيروگاههاي برق آبي از اين نوع نيرگاهها هستند . از انرژي موجود در جريان آب رودخانه ها  مي توان در چرخاندن پرهاي يك توربين آبي براي توليد انرژي مكانيكي ( و پس از آن توليد الكتريكي توسط ژنراتورها ) بهره جست . همچنين با ايجاد سدها و ذخيره سازي آب رودخانه در پشت اين سدها مي توان مي توان از انرژي پتانسيل نهفته درآب پشت سد ( براي به چرخش در آوردن توربين ها ) نيز استفاده نمود .

در حال حاضر نيروگاههاي حرارتي ، بيشترين سهم را در توليد و تامين انرژي برق مورد نياز صنعت را بر عهده دارند . البته كشورهايي وجود دارند كه سهم توليد انرژي نيروگاهاي برق آبي آنها قابل توجه و يا حتي بيشتر از توليد نيروگاههاي حرارتي است كه در اين ميان  ، مي توان از كشورهاي نروژ ، پرتغال ، سوئيس ، اتريش ، آلباني ، كانادا ، برزيل و برخي ديگر از كشورهاي آمريكاي جنوبي نام برد

علاوه به نيروگاههاي بخاري ، هسته اي ،گازي ، سيكل تركيبي . آبي كه كاربرد بيشتري دارند ، مي توان  انواع زير را نام برد :

• نيروگاههاي ديزلي :

در اين نوع نيروگاهها، نيروي محركه ژنراتور يك موتور درو نسوز ديزلي است . امروزه از نيروگاه ديزلي به عنوان يك نيروگاه پايه ، كمتر استفاده مي شود و بيشتر براي مواقع اضطراري و احتمالا براي حداكثر شبكه استفاده مي گردد در حاليكه در مناطقي از ايران كه به شبكه سراسري وصل نيستند ، از نيروگاههاي ديزلي هم كه قدرت توليدي آنها معمولا تا 5000 كيلو وات مي باشد ، استفاده مي شود.

• نيروگاه تلمبه ذخيره اي :

در بعضي از مناطق كه شرايط جغرافيايي مناسبي وجود داشته باشد ، از مبادله آب بين دو منبع در سطوح مختلف ، مي توان انرژي مورد نياز را براي چرخاندن توربين ها ايجاد نمود . در اين نوع نيروگاهها ، آب از منبع در سطح پائين ( كه مي تواند يك درياچه باشد ) توسط پمپ هايي در ساعاتي از روز كه مصرف انرژي الكتريكي پائين است به منبع بالايي فرستاده مي شود . سپس در مواقعي كه به انرژي الكتريكي نياز است ، از منبع بالايي آب را توسط لوله هايي به روي پره هاي يك توربين آبي هدايت مي كنند و بدين ترتيب انرژي الكتريكي توليد مي شود .

• نيروگاه خورشيدي :

يكي از آرزوهاي بزرگ بشر ، كاربرد انرژي خورشيدي به عنوان يك منبع لايزال براي مصارف بزرگ بوده است . اشكال بزرگ در كاربرد انرژي خورشيدين متمركز نبودن ، تناوبي بودن و ثابت نبودن مقدار انرژي ، و پائين بودن شدت تشعشع مي باشد . به خاطر دانسيته پائين انرژي ، سطح لازم براي كسب انرژي قابل توجه ، بزرگ خواهد شد و به خاطر تناوبي بودن و ثابت نبودن مقدار آن ، معمولا براي انرژي خورشيدي ، يك منبع ذخيره انرژي كسب شده مورد نياز است . همچنين به دليل متمركز نبودن انرژي خورشيدي ، احتياج به تجهيزاتي براي متمركز ساختن آن مي باشد .

انرژي خورشيدي را مي توان در موارد زير مورد استفاده قرار داد . تامين انرژي هايي كم مثل گرمايش و سرمايش ساختمان ، پختن غذا ، گرم كردن آب ، استرليزه كردن وسايل بهداشتي خشك كردن محصولات كشاورزي ، شيرين كردن آب ، توليد سوخت هاي شيميايي ، احتراق مواد آلي ، توليد گاز هيدروژن ، توليد الكتريسيته به روش فتووليتك ( باطري خورشيدي ) ، توليد بخار آب براي به چرخش در آوردن يك توربين بخار و توليد الكتريسيته و موارد ديگر .

• نيروگاه بادي :

بادهاي محلي و موسمي ، حامل مقدار زيادي انرژي مي باشند كه مقدار آن بستگي به سرعت باد دارد . بعلاوه هر قدر سطح برخورد باد با يك جسم ، بيشتر باشد. انرژي بيشتري را ميتوان به آن جسم منتقل نمود . بنابراين ، كسب انرژي قابل توجه از باد ، علاوه بر مناسب بودن سرعت باد ، به سطح بزرگ تماس با باد نيز وابسته است . استفاده از انرژي باد براي مصارف محدود و محلي مناسب است ، ولي به دلايل محدود بودن مقدار اين انرژي ، ثابت نبودن ، مقدار تناوبي بودن آن و نيز محلي بودن ، نمي توان از انرژي باد به عنوان يك منبع توليد عمده انرژي براي آينده ياد نمود . امروزه در مناطقي كه يك متوسط وزش باد ثابت دارند و سرعت باد در آنجا مناسب است . با نصب توربين هاي بادي ، انرژي الكتريكي توليد مي شود . همچنين با توليد باد مصنوعي از طريق تابش خورشيدي بر روي سطح گسترده سياه رنگ و متمركز كردن باد ايجاد شده بر روي پره هاي توربين بادي نيز انرژي الكتريكي قابل ملاحظه اي توليد مي شود .

5-نيروگاههاي زمين گرمايي :

يكي از منابع انرژي كه به مقدار زيادي در دسترس مي باشد ، انرژي زمين گرمايي ( ژئوتر مال – انرژي گرمايي داخل زمين ) است كه به دو روش قابل بهره برداري مي باشد .

الف) استفاده از بخار آب به صورت داغ و خشك كه به طور طبيعي در زير پوسته زمين وجود دارد .

ب) ايجاد مصنوعي بخار ، به وسيله عبور آب از روي سنگ هاي داغ زير زميني كه داراي درجه حرارت زياد و نزديك به نقطه ذوب هستند ( اين موضوع با توجه به اين نكته است كه در بعضي از نقاط زير پوسته زمين در عمق 5 تا 6 كيلومتري مي توان به درجه حرارت هاي تا 3000 درجه هم رسيد . )

هم اكنون نيرگاههاي متعددي از اين انرژي در هردو روش الف و ب مورد استفاده قرار مي گيرند .

6 – نيرگاههاي آبي با امواج دريا :

امواج دريا به دليل بالا و پائين رفتن مداوم و تحرك زياد و ايجاد اختلاف ارتفاع هاي كه گاه به چندين متر هم مي رسد ، حاوي مقدار زيادي هستند . البته اين انرژي به صورت پراكنده در سرتاسر سطح آب به وجود مي آيد . بنابراين به وسيله تجهيزات بخصوص ( كه سطح بزرگي از آب را مايع مي پوشانند ) مي توان مقداري از اين انرژي را كسب نمود و در توليد انرژي الكتريكي مورد استفاده قرار داد. البته استفاده از اين انرژي هنوز در مراحل تحقيقاتي و آزمايشي خود مي باشد .

• – نيروگاه آبي جذر مدي :

در درياها به خاطر چرخش ماه به دور زمين ، روزانه دوبار جذر و دوبار مد به وجود مي آيد . اختلاف ارتفاع آب در حالت جذر مد در هر نقطه بستگي به وضع قرار گرفتن ماه ، زمين و خورشيد دارد و بزرگترين اختلاف ارتفاع آب در حالت جذر و مد ، معمولا در اوايل پائيز به وجود مي آيد براي آنكه بتوان از انرژي جذر مد استفاده نمود ، بايد يك خليج ( يا يك درياچه مصنوعي ) را توسط سدي از دريا جدا نمود و در هنگام جذر مد از جريان آبي كه متناوباً بين اين دو منبع ايجاد مي شود ، براي چرخاندن پره هاي يك توربين ( و نهايتاً توليد نيروي الكتريسته ) استفاده كرد . با توجه به محدوديتهاي جغرافيايي در رابطه با استفاده از نيروي جذر و مد از اين روش نمي توان به عنوان يك منبع عمده توليد انرژي در همه جا استفاده نمود .

• – چند نوع نيروگاه ديگر :

البته در كشورهاي ما ، بعضي از اين نيروگاهها متداول هستند كه شامل نيروگاههاي بخاري ، گازي ، سيكل تركيبي ، ديزلي ، آبي و بادي مي باشند .

در اين فصل بر آنيم تا به منظور آشنايي هرچه بيشتر با سيستم هاي توليد انرژي در ايران نگاه سريعي به وضعيت توليد انرژي توسط نيرگاهها و عرضه آن به مصرف كنندگان داشته باشيم .

1-2 عرضه و تقاضاي انرژي برق 

سالانه ميزان رشد تقاضاي انرژي برق در كشور ما ، رشد صعودي دارد . با توجه به تنوع مصرف كنندگان شبكه هاي برق از اين قبيل مصارف خانگي ، صنعتي ، كشاورزي ، عمومي و … ميزان رشد براي مصرف برق براي هر كدام ، متفاوت مي باشد . همچنين اين نوع تقسيم بندي مصرف كنندگان را مي توان از نظر مقدار مشتركان و در صد مصرف آنها مورد بررسي قرار داد. در جدول (1-1) اين تقسيم بندي براي سال 1381 همرا با مقايسه وضعيت مصرف در سال 1380 مشخص مي شود كه در اين سال ، از تعداد 17153 هزار مشترك صنعت برق ، اكثريت بزرگي شامل 8/83 درصد مشتركان را مصرف كنندگان خانگي تشكيل داده اند .

پایان نامه محاسبات پخش بار در شبكه داخلي نيروگاه سيكل تركيبي يزد