دانلود پایان نامه

برق هم به صورت انرژی اولیه و هم به صورت انرژی ثانویه در تراز انرژی کشور وارد می شود. برق تولیدی از انرژیهای حرارتی فسیلی در قالب نیروگاههای بخار، نیروگاههای گازی، نیروگاههای سیکل ترکیبی و نیروگاههای دیزلی تحت عنوان انرژی ثانویه طبقهبندی شدهاند و سایر روشهای تولید نیروی برق (اعم از برق آبی، بادی، زمینگرمایی، خورشیدی و اتمی) جزو انرژیهای اولیه محسوب شدهاند.
انرژی الکتریکی معمولا در فواصل طولانی به وسیله خطوط هوایی انتقال مییابد و از خطوط زیرزمینی فقط در مناطق پرجمعیت شهری استفاده میشود و این به دلیل هزینه بالای راهاندازی و نگهداری و همچنین تولید توان راکتیو اضافی در این گونه خطوط است.
پیشبینی تقاضای مصرف برق و عوامل موثر بر آن یکی از کلیدیترین مباحث مربوط به انرژی میباشد با توجه به اینکه این موضوع با مباحث توسعه و اقتصاد یک کشور پیوند میخورد بنابراین مصرف برق وابسته به متغیرهای اقتصادی، غیراقتصادی و محیطی میباشد. در ایران 16 شرکت برق منطقهای وظیفه تامین، تولید و انتقال برق را بر عهده دارند و این مناطق با نیروگاههایی که در آنها موجود است میزان عرضه برق را که در توان دارند ایجاد میکنند. متقاضیان مصرف برق در مناطق مختلف کشور بر اساس تقسیمبندی وزارت نیرو به چند گروه تقسیم میشوند: صنعتی، کشاورزی، تجاری، خانگی، عمومی و سایر مصارف که ولتاژهای برق مصرفی در این بخشها با هم متفاوت است. تقاضا برق تحت تاثیر عواملی مانند کل مشترکین برق، محصول ناخالص داخلی، قیمت واقعی برق، مصرف سرانه برق به ازای هر مشترک، محصول ناخالص داخلی سرانه و… می باشد. و همچنین عرضه از عواملی مانند تولید نیروگاهها (حرارتی، هسته ای، بادی، آبی، خورشیدی)، قیمت برق، تقاضای صادراتی و. . . تاثیر میپذیرد. با توجه به اینکه انرژی الکتریکی یک انرژی پاک است باید تلاش گردد که این انرژی به نحو بهینه تولید و توزیع شود و از اتلاف آن جلوگیری شود. در این تحقیق به بررسی سیستم توزیع انرژی الکتریکی و اتلاف انرژی از جنبه توزیعی پرداخته می شود.
پیشبینی تقاضای برق بعد از جنگ جهانی دوم و تا دهه 1970 به شکل سادهای صورت میگرفت. این امر برای بسیاری از کشورهای اروپایی و آمریکا نیز صادق بود. به طوریکه در آمریکا رشد سالانه برق در حدود 7 درصد در نظر گرفته میشد و بدین ترتیب هر ده سال مصرف برق دو برابر میگردید. اما تغییرات شدید در قیمتهای انرژی در دهه 1970 همراه با کند شدن نرخ رشد اقتصادی کشورهای صنعتی سبب شد که این پیشبینیها قابلیت اعتماد خود را از دست بدهند و به همین علت روشهای دقیقتری برای پیشبینی و تحلیلهای تقاضای برق مطرح گردید. این پیشبینیها برای این است که از میزان تقاضا به طور تقریبی آگاه شد که بتوان بسترهای لازم برای عرضه آن را فراهم کرد. در صنعت برق ایران، تلفات انتقال و فوقتوزیع و توزیع بسیار بالاتر از استاندارد جهانی آن است. یکی از عوامل بالا بودن این رقم انتقال جریان الکتریسته در فواصل طولانی است. حرکت در جهت خودکفایی تولید منطقهای باعث کاهش تلفات انتقال خواهد شد. خودکفایی تولید منطقهای در صورتی میسر است که پیشبینی دقیقی از تراز ظرفیت شرکتهای برق منطقهای در سالهای آینده، وجود داشتهباشد. همچنین به دلیل وابستگی روزافزون همه زیر بخشهای اقتصادی به انرژی و از جمله انرژی الکتریکی و همچنین جایگزینی نیروی ماشین به جای نیروی انسانی، سبب شدهاست که برق در کنار سایر عوامل تولید (سرمایه و نیروی کار) یک عامل موثر در رشد و توسعه اقتصادی تلقی شود و در عملکرد بخشهای مختلف اقتصادی نقش چشمگیری ایفا مینماید. دلایل و انگیزههای متعددی در زمینه اهمیت تحلیل و پیشبینی تقاضا و عرضه برق وجود دارد:
برنامهریزی و تعیین ظرفیت موردنیاز برای تولید برق در آینده
ملاحظات قیمتگذاری برق
تجزیه و تحلیل اثرات زیستمحیطی و یا سایر اثرات ناشی از افزایش تقاضا
انتقال برق در مسافتهای طولانی، هزینه خطوط انتقال نیرو شامل خطهای 400 کیلو ولتی را افزایش میدهد و از این رهگذر قیمت تمامشده برق را بالا میبرد. انتقال جریان الکتریسته در فواصل طولانی میان مکانهای تولید و مصرف در کنار عواملی همانند برقرسانی به اماکن کم جمعیت و دوردست تاثیر بسزائی بر افزایش تلفات انتقال دارد. به طوری که تلفات انتقال و فوقتوزیع وتوزیع در صنعت برق ایران نزدیک به 15 درصد است و از استاندارد جهانی آن فاصله زیادی دارد. جهت کاهش تلفات انتقال و کاهش قیمت تمام شده برق، توزیع مناسب جغرافیایی نیروگاههای جدید با توجه به نیازهای هر منطقه بسیار ضروری و بااهمیت است. با توجه به مطالب ارائه شده در خصوص اهمیت برنامهریزی انرژی به خصوص انرژی الکتریکی برای کشور، در این تحقیق تلاش میشود مدل یکپارچه و سیستمی و در عین حال پویایی از تعاملات تولید و مصرف انرژی الکتریک در اقتصاد کشور و هر منطقه تدوین گردد و به کمک آن دورنمایی از آینده تولید و مصرف انرژی الکتریکی ترسیم شود و نقاط عطفی که در این دورنما قابل پیشبینی است، شناسایی شود. به این ترتیب با تکیه به مدل سیستمی که دورنمای تولید (عرضه) و مصرف (تقاضا) انرژی الکتریکی را در اقتصاد کشور به تصویر میکشد، راهکارهای سیاستی قابل گزینش برای مدیریت بهینه این نقاط عطف، تحلیل و بررسی شود.
1-3 اهداف تحقیق
با توجه به منطقهبندی برق در کشور، نیروگاههای موجود در هر منطقه توان تولید انرژی الکتریکی بیشتر یا کمتر از حد نیاز منطقه را فراهم میکنند. به خاطر این مسئله که انرژی الکتریکی قابل ذخیره کردن نمیباشد بنابراین هر منطقه زمانی که کمبود دارد باید این انرژی را از مناطقی که دارای مازاد هستند تامین کند و همچنین زمانی که مازاد انرژی دارد باید این انرژی را به مناطق دارای کمبود انتقال دهد. بیشتر هدف ما این است که مناطق کشور را از نظر میزان مصرف صنعتی، کشاورزی، خانگی و. . . شناخت و به یک برنامهریزی دست یافت که نیروگاههای هر منطقه توان تامین انرژی منطقه خود را داشته باشند یعنی دولت باید بودجه خود را طوری تخصیص دهد که تعادل منطقهای از نظر عرضه و تقاضا ایجاد شود و وزارت نیرو هم باید میزان تقاضای منطقهای خود را بشناسد و برای صادرات برق هم باید نیروگاهای مناطق مرزی را توسعه دهیم. در این کار از شبیهسازی استفاده خواهد شد و مدل چندین بار در سناریوهای مختلف محتمل مورد تجزیه و تحلیل قرار داده میشود و هر بار نتایجی به دست میآید آنگاه با تحلیل آمار به دست آمده به نتایج قابل اطمینانی از عملکرد حقیقی سیستم واقعی دست خواهید یافت.
1-4 فرضیه های تحقیق
با وجود تراز کلی عرضه و تقاضای برق در کشور اما تعادل منطقهای در عرضه و تقاضا وجود ندارد.
1-5 قلمرو تحقیق
این تحقیق در حوضه اقتصاد ایران انجام شده است. برای تخمین توابع تقاضای موجود در مدل سیستم دینامیک از اطلاعات مقطعی برق منطقهای موجود در سالنامههای آماری مرکز آمار، بین سالهای 1387تا 1389 استفاده خواهد شد. عرضه برق نیز براساس میزان تولید نیروگاههای هر منطقه از سال 1387تا 1389 که داده واقعی داریم به دست خواهد آمد سپس استفاده از شبیه سازی عرضه برای سالهای آتی پیشبینی خواهد شد. معادلات به صورت چهار گام زمانی در سال انجام میگیرد، در طول هر گام زمانی ابتدا متغیرهای جریانه یا نرخ در درون متغیرهای انباره یا سطحانباشته می شوند (انتگرال گرفته میشوند)، سپس تمامی روابط متغیرهای نرخ بر اساس مقادیر جدید متغیرهای سطح روزآمد میگردد. این تاثیر متغیرهای حالت بر روی متغیرهای نرخ و پس از آن تاثیر متقابل متغیرهای نرخ بر روی متغیرهای حالت، در صورتی که زنجیره پیوندها در نهایت به متغیر اولیه بازگردد میتواند منجر به شکل گیری حلقههای بازخوردی شود. این حلقه های بازخوردی از دید متخصصان دانش سیستم دینامیک به عنوان مهم ترین پایه ایجاد رفتار سیستم شناخته میشود.
مدل این پژوهش مبتنی بر طبقه مدلهای شبیه سازی رفتاری و دینامیک سیستمی است. متدولوژی سیستمی مبتنی بر تئوری کنترل مدرن است که در آن رفتار سیستم به وسیله معادلات دیفرانسیل و انتگرال شبیهسازی میگردد. در این متدولوژی از پیش هیچ فرض محدودکنندهای در مورد رفتارسیستم در نظر گرفته نمیشود و برای تحلیل سیستمها و بازارهای پیچیده که در آن عوامل متعددی به یکدیگر تنیده شدهاند، مناسب است.
1-6 تعاریف مفاهیم و اصطلاحات
نیروگاه: نیروگاه عبارت است از محل استقرار مولدهای نیروی برق و تجهیزات وابسته.
نیروگاه برق آبی : نیروگاهی است که در آن از انژری پتانسیل آب انباشتهشده در پشت سدها جهت مصرف در توربین آبی برای تولید برق استفاده میگردد.
نیروگاه بخاری : نیروگاهی است که درآن از انرژی حرارتی سوختهای مایع و جامد و گاز جهت تولید بخار و مصرف آن در توربینهای بخار برای تولید برق استفاده میشود.
نیروگاه چرخه ترکیبی : نیروگاهی است که در آن علاوه بر انرژی الکتریکی توربینهای گازی از حرارت گازهای خروجی از توربینهای گازی جهت تولید بخار از یک دیگ بخار بازیاب استفاده شده و بخار تولیدی در یک دستگاه توربوژنراتور بخار، تولید انرژی برق میکند.
نیروگاه گازی : نیروگاهی است که در آن از انرژی حرارتی سوختهای فسیلی گاز و مایع جهت تولید گاز داغ (دود) و مصرف آن در توربین گازی برای تولید برق استفاده میگردد.
نیروگاه دیزلی : نیروگاهی است که در آن از سوخت گاز یا مایع در سیلندرهای دستگاه استفاده کرده و انرژی مکانیکی حاصل توسط ژنراتور کوچله شده با آن به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.