(COS/ROR) - 1 مقدمه. 1 Rate of Return 2 Cost of Service

Transcript

1 ارزيابي فني و احسان عليشاهي اقتصادي سيستم اتوماسيون توزيع جهت مديريتمصرف در بازار برق تجديد ساختار شده مرتضي سعيدي محسن پارسا مقدم دانشگاه تربيت مدرس- دانشكده فني و مهندسي كلمات كليدي: سيستم اتوماسيون ارزيابي اقتصادي مديريت بار بازار برق تجديد ساختار يافته ميعادرضاشفيعيخواه چكيده- در گذشته شركتهاي توزيع بوسيله هزينه خدمات و يا نرخ بازگشت سرمايه (COS/ROR) اداره ميشدند. در اين روش هر هزينهاي كه شركت توزيع انجام ميداد در نهايت با افزايش نرخ جبران ميشد و به شركت بر ميگشت. اين كار شركتها را تشويق ميكرد كه بيش از حد هزينه كنند و براي محاسبه مخارج و حذف هزينه هاي اضافي و يا افزايش راندمان و قابليت اطمينان انگيزهاي نداشته باشند. ليكن با ايجاد بازار برق رقابتي و تجديد ساختار يافته و با حضور خرده فروشها روش تنظيم COS/ROR ديگر عملا كنار گذاشته شد و از روشهاي جديدي جهت تنظيم بازار و يا نظارت بر شركت توزيع استفاده شده است. روش مورد استفاده در بازار برق رقابتي جهت تنظيم بازار روش تنظيم مبتني بر كاراي ي( PBR ) است كه اساس اين روش پاداشها و جريمههايي است كه براي شركتهاي توزيع در نظر گرفته ميشود. اين پاداشها و جريمهها بر اساس قابليت اطمينان انرژي الكتريكي است كه تعيين شاخصهاي قابليت اطمينان نيز با استفاده از SIDI و SIFI صورت ميگيرد و در اين كار مسي له مديريت مصرف و بارزدايي نيز بايستي در نظر گرفته شود. بنابراين شركتهاي توزيع بايستي به فكر افزايش قابليت اطمينان شبكه باشند. براي اين كار دو روش استفاده از توليد پراكنده و اتوماسيون سيستم توزيع پيشنهاد شده است. با اجراي سيستم توزيع در سطح مشتركين مديريت مصرف با قابليت اطمينان بالاتري صورت ميگيرد. اجراي اين روش علاوه بر افزايش قابليت اطمينان بايستي داراي سوددهي اقتصادي نيز باشد لذا يك ارزيابي اقتصادي نيز در مورد استفاده از اين روش صورت گرفته است و با استفاده از ضرايب نرخ بهره نرخ تورم طول عمر تجهيزات اتوماسيون و رشد بار در هر سال فزمول رياضي براي آناليز اقتصادي محاسبه شده است. - 1 مقدمه در گذشته شركتهاي توزيع بوسيله هزينه خدمات و يا نرخ 1 بازگشت سرمايه ) /ROR (COS 2 اداره ميشدند. در اين روش هر هزينهاي كه شركت توزيع انجام ميداد در نهايت با افزايش نرخ جبران ميشد و به شركت بر ميگشت. اين كار شركتها را تشويق ميكرد كه بيش از حد هزينه كنند و براي محاسبه مخارج و حذف هزينه هاي اضافي و يا افزايش راندمان و قابليت اطمينان انگيزهاي نداشته باشند. ليكن با ايجاد بازار برق رقابتي و تجديد ساختار يافته و با حضور خرده فروشها روش تنظيم COS/ROR ديگر عملا كنار گذاشته شد و از روشهاي جديدي جهت تنظيم است. بازار و يا نظارت بر شركت توزيع استفاده شده در بازار برق تجديد ساختار يافته خردهفروشها اجازه انتخاب Disco مورد نظر خود را دارند. روش مورد استفاده در بازار برق رقابتي جهت تنظيم بازار روش تنظيم مبتني بر 1 Rate of Return 2 Cost of Service

2 كاراي ي( (PBR 1 است كه اساس اين روش پاداشها و جريمههايي است كه براي شركتهاي توزيع در نظر گرفته ميشود. اين پاداشها و جريمهها بر اساس قابليت اطمينان انرژي الكتريكي است كه تعيين شاخصهاي قابليت اطمينان نيز با استفاده از SIDI و SIFI صورت ميگيرد. بنابراين شركتهاي توزيع بايستي به فكر افزايش قابليت اطمينان شبكه باشند. براي اين كار دو روش استفاده از توليد پراكنده و اتوماسيون سيستم توزيع پيشنهاد شده است. در اين مقاله راجع بيشتر به بحث اتوماسيون توزيع پرداخته شده است. اجراي اين روش علاوه بر افزايش قابليت اطمينان بايستي داراي سوددهي اقتصادي نيز باشد[ ١ ]. اين مقاله شامل شش قسمت ميباشد.]در قسمت دوم مقاله در مورد نحوه تنظيم بازار در سيستم تجديد ساختار شده و روش تنظيم مبتني بر كارآيي بحث شده است. راههاي افزايش قابليت اطمينان شبكه توزيع كه يكي از نكات بسيار مهم در بازار برق تجديد ساختار ميباشد در قسمت سوم آمده است. همچنين در اين بخش راجع به سيستم اتوماسيون توزيع و اهميت آن در سطح مشتركين بحث شده است. سپس در قسمت چهارم راجع به ارزيابي اقتصادي سيستم اتوماسيون توزيع مطالبي آمده است و فرمول رياضي مربوط به ارزيابي اقتصادي و محاسبه سود به دست آمده است. در قسمت پنجم نتايج مطالعه موردي بر روي شبكه نمونه در سطح مشتركين آورده شده است. نتيجهگيري كلي نيز در قسمت ششم آمده است. بر اساس عملكرد در زمينه تعمير و نگهداري شبكه و همچنين بر اساس روش اولويتبندي نقاط بار و يا مشتريان جهت افزايش كيفيت و افزايش سرمايهگذاري مرتبط پاداش تعلق ميگيرد. به طور كلي اساس كار روشهاي تنظيم بر پايه ارزش بار قطع شده نوع مشتريان نوع منطقه چگالي بار تعداد مشتريان و يا مقدار توان مصرفي ميباشد و در شركتهاي توزيع كشورهاي مختلف متفاوت ميباشد[ ١ ]. هدف اصلي شركت توزيع افزايش سود ميباشد. بنابراين در بازاري كه بر اساس روش تنظيم مبتني بر كاراي ي فعاليت مي- كند شركت توزيع براي كاهش جريمه نياز به در نظر گرفتن تصميمات و سياست صحيحي بر اساس ميزان جريمه و پاداش و هزينه جهت افزايش كاراي ي( هم راندمان و هم كيفيت) در طول سال دارد. شركت توزيع براي انجام اين كار بايستي به منحني كه در شكل 1 نشان داده شده است توجه داشته باشد. در اين نمودار محور افقي ميزان تغييرات SIDI را نشان داده و محور عمودي ميزان سود يا جريمه در نظر گرفته شده براي شركت توزيع را نشان ميدهد. شيب منحني نشاندهنده نرخ تغييرات پاداش و جريمه نسبت به تغييرات SIDI ميباشد. اين شيب در مورد پاداش و جريمه ميتواند متفاوت باشد. قسمتي از نمودار نيز با Dead Zone نشان داده شده است كه در اين قسمت هيچ پاداش يا جريمهاي در نظر گرفته نميشود ) زا b تا c). شكل 1: نمودار تنظيم كيفيت برق در PBR برخي از مشخصههاي مطلوب تنظيم بر اساس كارآيي عبارتند از: - مكانيزم محاسبه پاداش و جريمه بايد ارزش بار مشتري و مكان آن را در نظر بگيرد. - مقدار پاداش و جريمه بايد به حدي باشد تا شركت توزيع را تشويق به افزايش قابليت اطمينان و كيفيت خدمات خود نمايد. معمولا براي تعيين كارآيي روش تنظيم PBR يك دوره زماني چند ساله در نظر گرفته ميشود و در پايان اين چند سال كارآيي - 2 روش تنظيم مبتني بر كارآيي روش مورد استفاده در بازار برق رقابتي جهت تنظيم بازار روش مبتني بر كارآيي ميباشد. در يك بيان ساده تنظيم مبتني بر كارآيي يك نوع تنظيم ميباشد كه بر اساس پاداشهاي مالي استوار است و جهت تغيير رفتار شركتهاي توزيع از جريمههاي مالي استفاده ميشود. اهداف تنظيم مبتني بر كارآيي عبارتند از: - حذف هزينههاي اضافي - بهبود خدمات شركت توزيع - استفاده از روشهاي ابتكاري توسط شركت توزيع جهت افزايش كارآيي تنظيم كيفيت مهمترين مسي له در روش تنظيم مبتني بر كارآيي بوده و مهمترين ابزار تشويقي تنظيم كننده بازار ميباشد. چارچوب روش تنظيم كيفيت اين است كه به شركتهاي توزيع 1 Performance Base Regulation

3 شركت توزيع محاسبه و پاداش و جريمه مناسب در نظر گرفته ميشود. بنابر بحثهايي كه تاكنون در مورد روش تنظيم مبتني بر كارآيي صورت گرفت يكي از مهمترين مساي ل در بازار برق تجديد ساختار شده بحث قابليت اطمينان ميباشد. شاخصهاي متداول ارزيابي قابليت اطمينان كه در روش تنظيم مبتني بر كارآيي از آنها استفاده ميشود[ ١ ] عبارتند از: SIDI 1 - SIFI 2 - MIFI راههاي افزايش قابليت اطمينان در مديريت بار در بازار تجديد ساختار شده همانطور كه در قسمت قبل نيز بيان شد براي افزايش قابليت اطمينان دو راه حل استفاده از توليد پراكنده و استفاده از سيستم اتوماسيون پيشنهاد شده است. در اين قسمت به بررسي اثر توليد پراكنده در افزايش قابليت اطمينان پرداخته شده و به علت اينكه بحث اصلي در مورد سيستم اتوماسيون است در بخش بعد به تفصيل درباره سيستم اتوماسيون و منافع آن توضيح داده شده است استفاده از توليد پراكنده تجديد ساختار صنعت برق شركت هاي توزيع را به سمت افزايش قابليت اطمينان شبكه تحت مالكيت خود سوق داده است. با ارزيابيهاي فني و اقتصادي انجام شده در صنعت برق تجديد ساختار يافته تمايل به استفاده از توليدات پراكنده در سيستم توزيع افزايش يافته است. سرمايه گذران جديد به عنوان بازيگران جديد بازار انتظار دارند شانس بستن قرارداد مستقيم با مشتري و يا گروهي از مشتريان را داشته باشند و ترجيح مي دهند توليدات پراكنده خود را در مركز بار نصب كنند. بازيگران جديد بازار خدمات زير را اراي ه مي دهند[ ٢ ]: - فراهم كردن انرژي براي تمام ساعت ها - تغذيه مقداري از بار پيك شبكه - نگه داشتن و ذخيره مقداري از ظرفيت خود جهت نوسانات و شرايط اضطراري - افزايش قابليت اطمينان شبكه - بهبود پروفيل ولتاژ و تا مين توان راكتيو -2-3 استفاده از سيستم اتوماسيون توزيع جهت افزايش قابليت اطمينان و اجراي برنامههاي مديريت مصرف با تجديد ساختار صنعت برق در سراسر جهان صنعت برق دستخوش تغييرات چشمگيري شده است. حركت سريع به سمت خصوصيسازي و رقابت در صنعت برق منجر به تغيير نقش DSM 4 كه تحت نظر شركتهاي برق بوده گرديده است. اين تغييرات همچنين بر انگيزههاي شركت برق و ديدگاه آنها نسبت DSM تاثير گذاشته است. شركتهاي برق جهت روبرو شدن با چالشهاي محيط تجديد ساختار در بهرهبرداري از سيستم ميتوانند از توابع مختلف اتوماسيون توزيع از جمله اتوماسيون فيدر توابع كنترل از راه دور و... جهت مديريت بار استفاده كنند[ ٣ ]. قبل از تجديد ساختار صنعت برق انگيزه اجراي سيستم اتوماسيون توزيع صرفا افزايش قابليت اطمينان و بدون در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي بوده است و تا مين هزينههاي اجراي برنامه اتوماسيون توزيع به عهده مشتركين بوده و در نهايت قابليت اطمينان سيستم نيز دستخوش تغيرات چنداني نميشد زيرا سيستم بسيار پيچيده بود و اصولا جهت اجراي اينگونه برنامهها طراحي نشده بود و انگيزهاي نيز در شركت برق جهت افزايش قابليت اطمينان وجود نداشت[ ٣ ]. مديريت مصرف( DSM ) و بطور كلي مديريت انرژي ) 5 (EMS در ابتدا توسط مصرف كنندگان صنعتي آغاز شد زيرا آنها خواهان كاهش هزينه انرژي مصرفي خود بودند. از آنجا كه مديريت مصرف باعث كاهش ميزان انرژي انتقالي از شبكه مي- شد شركتهاي توزيع برق در ابتدا تمايلي به اجراي برنامههاي مديريت مصرف نداشتند. بعد از تجديد ساختار صنعت برق و وضع قوانين جديد جهت تنظيم بازار برق و استفاده از روش تنظيم مبتني بر كاراي ي( PBR ) اكنون شركتهاي برق به 4 Demand Side Management 5 Energy management System 1 System verage Interruption Duration Index 2 System verage Interruption Frequency Index 3 Momentary verage Interruption Frequency Index

4 دلايلي تمايل زيادي به اجراي برنامه D 1 /DSM پيدا كردهاند. يكي از مهمترين دلايل استفاده از اتوماسيون توزيع در مناطقي كه از نظرجغرافيايي وسيع مي باشند مشكلات مربوط به بهره- برداري و هزينه بالاي بهرهبرداري از اين نوع شبكهها ميباشد. 2 تنظيمكننده بازار مدت زمان خاموشي را به عنوان معيار بهره- وري شركت توزيع در نظر گرفته و شركت برق جهت تبعيت از تنظيمكننده بازار بايد را سيستم خود طوري طراحي كند كه زمان قطعيها حتي الامكان كاهش يابد. تجربه نشان داده است استفاده از تكنولوژيهاي اتوماسيون توزيع مدت زمان خاموشي را از چند ساعت به چند دقيقه كاهش ميدهد. برنامههاي مديريت مصرف در بازار منجر به افزايش رقابت شده و باعث بالا رفتن بهرهوري از انرژي شده و همچنين ميتواند باعث كاهش قيمت بازار در ساعات پيك گردد[ ۴ ], [٣]. در محيط تجديد ساختار اكثر شركتها تمايلي به اجراي كامل برنامه D/DSM با استفاده از تمام تكنولوژي اتوماسيون توزيع ندارند. اما آنها مايل هستند كه قسمتي از توابع اتوماسيون توزيع را كه در جهت منافع آنهاست اجرا كنند و سود بيشتري عايد آنها شود. شركتهاي مختلف برق نيازها و مشكلات گوناگوني دارند كه با زمان نيز تغيير ميكنند بنابراين تكنولوژيهاي مختلف D/DSM نيز بايد انعطافذير و قابل گسترش باشند. بيشتر سيستمهاي اتوماسيون بر اساس طراحي سيستم باز بهرهبرداري ميشوند. در اين طرح امكان اضافه كردن تجهيزات نرمافزاري و سختافزاري به سيستم اتوماسيون وجود دارد[ ۴ ]. بنابراين هدف كلي اجراي سيستم اتوماسيون تغيير رفتار شركتهاي برق ميباشد. شركتهاي برق در محيط تجديد ساختار علاوه بر تغيير فعاليتهاي تجاري شرايط اضطراري بارهاي حساس از جمله مراكز تجارت الكترونيكي مراكز خدمات رساني اينترنت و صنايع و كارخانههايي كه فرايندهاي حساس و غير قابل قطع دارند يك محرك براي شركت توزيع محسوب ميشوند تا با استفاده از تكنولوژي هاي جديد و سيستم اتوماسيون زمان خاموشيها را كاهش و قابليت اطمينان سيستم را افزايش دهند تا زير بار جريمههاي سنگين قطع بارهاي حساس نروند. اين بارهاي حساس سهم كمي از بار پيك را به خود اختصاص ميدهند(حدود 5 تا 13 درصد) ولي نياز به استانداردهاي بالاي قابليت اطمينان و كيفيت بالاي توان دارند[ ۵ ]. به طور كلي اهداف اجراي سيستم اتوماسيون عبارتند از: - كاهش هزينههاي بهرهبرداري و نگهداري - افزايش رضايت مشتريان - كاهش خسارتهاي وارده به مشتريان - فروش بيشتر انرژي - بهبود قابليت اطمينان سرويسدهي - به تعويق انداختن هزينه سرمايهگذاري - واكنش مناسب در برابر خاموشيها و بازيابي سريعتر - ايجاد ديد عمومي مثبت به طور كلي سيستم اتوماسيون شامل مركز كنترل تجهيزات موجود در شبكه براي كنترل و كسب اطلاعات و سيستم مخابراتي ميباشد. مركز كنترل وظيفه پردازش دادههاي زمان واقعي مانند سيگنالهاي آنالوگ و ديجيتال و صدور فرمانهاي لازم براي كنترل و هماهنگي سيستم را بر عهده دارد كه اين كار را به كمك تجهيزات ديگر انجام ميدهد. تجهيزات موجود در سيستم اتوماسيون مانند MR 4 سنسورها نشانگرها RTU 3 كليدها سوييچها ريكلوزرها و سكشنالايزرها وظيفه جمعآوري اطلاعات مربوط به فيدر و دادههاي مربوط به مصرف مشتريان را بر عهده دارند. سپس اين اطلاعات را از طريق سيستم مخابراتي به مركز كنترل ميفرستند و در نهايت دستورات صادر شده توسط مركز كنترل را اجرا ميكنند. ساختار اصلي اين سيستم در شكل 2 نشان داده شده است. اين سيستم داراي RTUهاي موجود در فيدر( (FRTU 5 واحد پايانه فيدر( (FTU 6 واحد پايانه مشتريان( (CTU 7 واحد پايانه اطلاعاتي( (DTU 8 مركز كنترل فيدر( (FDCS 9 پستهاي ثانويه و سيستم ارتباطي ميباشد. توابع سيستم اتوماسيون به طور كلي عبارتند از: - توابع اتوماسيون فيدر - توابع آناليز و تحليل شبكه - توابع مديريت مشتريان توابع اتوماسيون فيدر براي مانيتور كردن وضعيت سيستم ثبت دادهها و اطلاعات عملياتي سيستم و كنترل تجهيزات موجود در شبكه استفاده ميشوند. اين توابع عبارتند از: 3 Remote Terminal Unit 4 utomated Meter Reading 5 Feeder Remote Terminal Unit 6 Feeder Terminal Unit 7 Customer Terminal Unit 8 Data Terminal Unit 9 Feeder Control Center 1 Distribution utomation 2 Regulator

5 - اكتساب داده و كنترل نظارتي( SCD ) - تشخيص مكانيابي و جدا كردن قسمت داراي خطا و بازيابي سيستم( (FDIR 1 - كنترل بانك خازني( (CBC 2 - بازيابي و ذخيرهسازي اطلاعات( (ISR 3 - برنامهريزي خاموشيها و خروجها( (OS 4 - سيستم تماسهاي مشتريان( (TCB 5 - شبيهساز آموزسدهنده به ديسپاچر( (DTC 6 شكل 2: سيستم اتوماسيون توزيع توابع آناليزي و تحليلي نيز براي مهندسين و بهرهبرداران اين امكان را فراهم ميكند كه تحت شرايط خاص سيستم را آناليز و تحليل كنند. اين توابع عبارتند از: - پخشبار توزيع( (DPF 7 - سوييچينگ بهينه( (OSW 8 - آناليز اتصال كوتاه( (SC 9 - جايابي بهينه خازن( (OCP 10 بهرهبرداري توابع مديريت مشتريان نيز براي جمعآوري و مانيتور دادهها و اطلاعات مربوط به مشتريان قيمتگذاري زمان واقعي و كنترل مستقيم بار( (DLC 11 استفاده ميشوند. كاربرد اين قسمت بيشتر در زمينه مديريت مصرف ميباشد و راجع به اين قسمت در ابتداي همين قسمت توضيح داده شد. جهت تكميل اين توضيحات ميتوان به بحث درباره اين موضوع پرداخت كه جهت بهرهبرداري انعطاف پذيرو مو ثر ايجاد ساختار مخابراتي ضروري ميباشد. ساختار مخابراتي امكان تبادل اطلاعات ميان مصرف- كننده و توليدكننده را فراهم مي كند. از ويژگي هاي اين ساختار ميتوان به كرد. هزينه پايين و عدم نياز به تعمير و نگهداري اشاره مطلع كردن مصرفكننده از قيمت زمانواقعي و امكان مديريت بار لوازم خانگي از استفادههاي ساختار مخابراتي مي- باشد. در نتيجه استفاده از ساختار مخابراتي مشتركين ميتوانند در برنامههاي مديريت بار و جابجايي بار روزانه از ساعات پيك به ساعات غيرپيك شركت كنند. از آنجا كه فعاليتهاي مصرف- كنندگان انرژي الكتريكي از نظر زمان انجام انعطافپذير است لذا با ايجاد يك ساختار مخابراتي ميتوان از ايجاد پيك بار بيش از حد جلوگيري كرد. بنابراين هر ساختار مخابراتي جهت مديريت بار بايد براي هماهنگيهاي كوتاهمدت و زمانواقعي مناسب باشد همچنين بايد اطلاعات مربوط به قيمت را در هر لحظه به اطلاع مصرفكننده برساند و امكان تغيير در الگوي مصرفكننده را فراهم آورد[ ۶ ]. اجراي برنامههاي DSM به اين نكته بستگي دارد كه رشد مصرف انرژي در بازار تا چه حدي قابل پيشبيني باشد. ميتوان در بازارهاي مختلف امكانسنجي برنامههاي DSM تحت شرايط آن بازار خاص را تحقيق كرد. ميتوان بازارها را از نظر اجراي برنامههاي DSM به سه دسته بازار پايدار بازار با دورههاي زماني نامناسب قيمت بازار آشفته تقسيمبندي كرد. بازار آشفته در پيشبيني رشد مصرف غير قابلاطمينان است اما جابجايي بار به ساعات غيرپيك تا ثير بسيار زيادي بر ديناميك بازار ميگذارد. جهت اجراي برنامههاي DSM در بازار آشفته بايد يك مشاركت بين نيروگاهها و مصرفكنندگان وجود داشته باشند. اين كار همراه با اتوماتيك كردن بخش توليد (نيروگاهها) و بخش مصرف امكان اجراي برنامههاي مديريت مصرف را فراهم ميآورد[ ۵ ]. به شكل مطلوب بنابراين سيستم اتوماسيون توزيع داراي اهميت بسيار زيادي در مديريت مصرف ميباشد و نقش آن غير قابل انكار است. به طور كلي توابع مديريت مشتريان عبارتند از: - خواندن اتوماتيك ميترها( MR ) - ارزيابي بار ترانسها( (TLS 12 - مديريت بار( (LM 13 بنابراين اجراي سيستم اتوماسيون يك بحث كليدي در اجراي برنامههاي مديريت مصرف ميباشد كه با اجراي آن مشتركين ديگر نگران چگونگي استفاده از تجهيزات مديريت بار نخواهند 12 Transformer Load Survey 13 Load Management 1 Fault Detection, Isolation, and Service Restoration 2 Capacitor Bank Control 3 Information Storage and Retrieval 4 Outage Scheduler 5 Trouble Call System 6 Dispatcher Training Simulator 7 Distribution Power Flow 8 Optimal Switching 9 Short Circuit nalysis 10 Optimal Capacitor Placement 11 Direct Load Control

6 ز ا DTS بود زيرا تمامي اين تجهيزات و كارها به طور اتوماتيك انجام خواهد شد. ضمنا با اجراي اتوماسيون جهت برنامههاي مديريت مصرف پذيرش اين برنامهها از طرف مشتركين بهبود خواهد يافت. هدف اصلي بهرهبردار سيستم توزيع در محيط تجديد ساختار بيش اينكه قابليت اطمينان سيستم باشد كاهش هزينه است. يك راهكار مو ثر و كارآمد و در عين حال اقتصادي براي انجام اين كار پذيرفتني خواهد بود بنابراين اجراي سيستم اتوماسيون براي بهرهبردار نيز بايد داراي سوددهي اقتصادي باشد. در بخش بعد راجع به استفاده از سيستم اتوماسيون يك ارزيابي اقتصادي صورت گرفته است. منافع تعويق توابع سرمايهگذاري كاهش هزينه بهرهبرداري و نگهداري فروش بيشتر انرژي كاهش خسارت مشتركين جدول 1: سود مربوط به توابع اتوماسيون فيدر TCS OS ISR CBC FDIR SCD 4- ارزيابي اقتصادي سيستم اتوماسيون توزيع براي شروع ارزيابي اجراي اتوماسيون سيستم توزيع ابتدا بايد بعضي از متغيرها مانند طول فيدرها تعداد ترانس به ازاي هر فيدر تعداد مشتريان مربوط به هر ترانس تقاضاي ميانگين براي هر مشتري ردهبندي و كلاسبندي مشتريان و هزينه خاموشي براي هر يك از كلاسها را مشخص كرد. سپس با توجه به تعداد سوييچها رلهها وسايل اندازهگيري سيستمهاي ارتباطي و هزينه اپراتورها و ما مورين هزينه سرمايهگذاري براي هر سطح از اتوماسيون به دست آورده ميشود. بنابراين هزينه مربوط به اجراي اتوماسيون سيستم توزيع را ميتوان با در نظر گرفتن اين هزينهها محاسبه كرد. براي ارزيابي اقتصادي اجراي طرح از روش آناليز سود به هزينه استفاده ميشود. به طور كلي سودها و منافع اجراي سيستم اتوماسيون شامل سودهاي كيفي و كمي ميباشد. سودهاي كيفي سودهايي هستند كه ميتوان ارزش ريالي يا دلاري آنها را محاسبه كرد. اين سودها شامل كاهش خسارت وارده به مشتركين فروش بيشتر انرژي كاهش هرينههاي تعمير و نگهداري و به تعويق انداختن هزينههاي سرمايهگذاري ميباشند. سودهاي كيفي نيز شامل بهبود ديد عمومي كيفيت بهتر اطلاعات سيستم و افزايش رضايت مشتريان ميباشد. تعيين ارزش هيچكدام از اين سودهاي كيفي براي واحدها ممكن نميباشد در صورتيكه بهبود ديد عمومي به علت كوتاه شدن زمان بازيابي توان تحت شرايط اضطراري و كيفيت اطلاعات بهتر جهت طراحي و مهندسي براي واحدها بسيار ارزشمند هستند. در جدول 1 و 2 سود مربوط به اجراي سيستم اتوماسيون براي توابع مختلف اتوماسيون فيدر آناليز و تحليل شبكه توزيع و مديريت مشتريان آمده است [۶]. منافع جدول 2: سود مربوط به تحليل سيستم توزيع و مديريت مشتريان تعويق توابع سرمايهگذاري كاهش هزينه بهرهبرداري و نگهداري فروش بيشتر انرژي كاهش خسارت مشتركين LM TLS MR OCP PCN SC OSW DPF از آنجا كه سودها و هزينههاي محاسبه شده در ارزيابي اقتصادي مربوط به سالهاي آينده نيز ميباشند بنابراين در انجام محاسبات بايستي يك ضريب به نام ضريب ارزش فعلي تراكمي( (CPV 1 را به كار برد تا هزينهها و سودها بهروز گردند. براي محاسبه ضريب CPV جهت به دست آوردن كاهش هزينه تعمير و نگهداري و افزايش سود مربوط به فروش انرژي از ضرايب نرخ بهره( (IR 2 نرخ تورم( (IF 3 و طول عمر( (EL 4 تجهيزات استفاده شده است كه روابط مربوط به آن در ذيل آمده است: IF P = 1 IR Cummulative Present Value 2 Interest Rate 3 Inflation Rate 4 Economic Life (1)

7 1 CPV = 1 1 ( P1 ) ( P ) 1 EL (2) براي محاسبه كاهش خسارت وارده به مشتريان در نتيجه استفاده از سيستم اتوماسيون بايستي علاوه بر نرخ تورم نرخ بهره طول عمر تجهيزات نرخ رشد بار( (LG 1 را نيز در نظر گرفت. بنابراين ضريب CPV از رابطه زير محاسبه ميشود: IF LG P = 2 IR (3) EL 1 ( P2 ) CPV = 2 1 P (4) ( ) 2 از اين روابط براي محاسبه سود مربوط به اجراي طرح سيستم اتوماسيون توزيع استفاده ميشود. همانطور كه در جداول 1 تا 2 نيز نشان داده شده است تابع FDIR كاملترين تابع جهت محاسبه سوددهي سيستم اتوماسيون ميباشد زيرا با اجراي سيستم اتوماسيون تمام منافع در نظر گرفته شده شامل حال اين تابع خواهد شد. بنابراين اگر فرمول رياضي سود مربوط به اين تابع محاسبه شود به كمك آن ميتوان فرمول رياضي مربوط به سود بقيه توابع را به راحتي به دست آورد.با اجراي تابع FDIR زمان لازم براي مكانيابي خطا جدا كردن خطا و بازيابي بار كاهش مييابد. بنابراين هزينه مربوط به به مشتريان كاهش و خسارتهاي وارده درآمد ناشي از فروش انرژي افزايش مييابد همچنين هزينه كاري مربوط به مكانيابي خطا جدا كردن قسمت داراي خطا و عمليات بازيابي كاهش مييابد. اين منافع از رابطه زير به دست ميآيند: ( LC FDIR - LC FDIR B FDIR FDIR ) λ FDIR = + ( LC FR - LC FR FDIR FDIR ) λ CPV + RR - RR + CIC - CIC CPV ( ) 1 2 (5) در اين رابطه B FDIR سود كمي تابع FDIR ميباشد. LC FDIR نرخ هزينه براي تعمير خطا ميباشد و واحد آن ريال بر ساعت ميباشد. و FDIR FDIR زمان ميانگين بر حسب ساعت براي تشخيص مكانيابي خطا جدا كردن قسمت داراي خطا و عمليات بازيابي قبل و بعد از استفاده از سيستم اتوماسيون ميباشد. و FR FR زمان ميانگين براي تعمير هر خطا قبل و بعد از استفاده از سيستم اتوماسيون ميباشد. λ نيز نرخ وقوع خطا در فيدر و در طول يك سال ميباشد. و RR RR نيز مقدار عدم فروش انرژي بر حسب ريال و در طول يك سال قبل و بعد از استفاده از سيستم اتوماسيون ميباشد و در نهايت CIC و CIC هزينه مربوط به خسارت وارده به مشتريان بر حسب ريال و در طول يك سال قبل و بعد از استفاده از سيسستم اتوماسيون ميباشد. هزينههاي اجراي سيستم اتوماسيون نيز همانطور كه قبلا نيز بيان شد هزينه مربوط به تجهيزات سختافزاري و نرمافزاري و همچنين هزينه اجراي اين طرح ميباشد. هزينه نگهداري و بهرهبرداري و همچنين پارامترهاي مربوط يه ارزيابي سودها و منافع از دادههاي عملياتي ميداني و اطلاعات آماري جمعآوري ميشود. از نسبت سود به هزينه براي تعيين اقتصادي بودن يا نبودن اجراي طرح استفاده ميشود. اگر نسبت سود به هزينه طرح پس از عمر مفيد پروژه بزرگتر از يك باشد اجراي طرح داراي سوددهي اقتصادي ميباشد در غير اين صورت اجراي طرح داراي سوددهي اقتصادي نبوده و اجراي آن بستگي به نوع بار حساسيت بار و... دارد. در اين حالت توجه به سودهاي كيفي ضروري است. مشتركين نيز از اين نوع اجراي سيستم مديريت اتفاقات در سطح ميباشد يعني براي اجراي سيستم اتوماسيون در سطح مشتريان بايستي سودهاي كيفي را در نظر گرفت و اجراي سيستم اتوماسيون براي همه مشتريان ضروري نميباشد. - 5 مطالعه بر روي شبكه نمونه براي تحليل اقتصادي اجراي سيستم اتوماسيون توزيع جهت مديريت مصرف يك فيدر از منطقه افسريه انتخاب شده است. دياگرام تك خطي آن در شكل 3 نشان داده شده است. اين فيدر داراي تعداد 2138 مشترك و بار 1700 كيلووات ميباشد[ ۶ ]. در قسمت قبل راجع به سودهاي سيستم اتوماسيون به تفصيل توضيح داده شد. در اين قسمت يك ارزيابي اقتصادي(روش آناليز سود به هزينه) براي اجراي سيستم اتوماسيون جهت مديريت مصرف مشتركين صورت گرفته است. براي انجام اين كار سيستم MR و LM در سطح مشتركين اجرا شده است اما اجراي اين سيستم ها در سطح همه مشتركين شدني نميباشد زيرا اجراي اين سيستمها داراي سوددهي اقتصادي نيست و تنها بحث 1 Load Growth

8 قابليت اطمينان مطرح است. بر اين اساس سيستم MR براي 25 مشترك و سيستم LM براي 10 مشترك اجرا شده است. بعد از انجام ارزيابي نتايج مربوط به ارزيابي اقتصادي نيز نشان ميدهد كه نسبت سود به هزينه براي سيستم MR حدودا برابر 0/003 و براي LM برابر 0/007 ميباشد. بنابراين اجراي اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست و تنها بحث اطمينان قابليت براي توجيه كردن اجراي اين روشها مطرح ميگردد. در تحليل اقتصادي صورت گرفته هزينهها نيز سرشكن شده است. 6- نتيجه گيري با ايجاد شكل 3: دياگرام تك خطي فيدر مورد مطالعه بازار برق رقابتي و تجديد ساختار يافته و با حضور خرده فروشها روش تنظيم COS/ROR ديگر عملا كنار گذاشته شد و از روشهاي جديدي جهت تنظيم شركت توزيع استفاده شده است. در بازار و يا نظارت بر بازار برق تجديد ساختار يافته خردهفروشها اجازه انتخاب Disco مورد نظر خود را دارند. روش مورد استفاده در بازار برق رقابتي جهت تنظيم بازار روش تنظيم مبتني بر كاراي ي( PBR ) است كه اساس اين روش پاداش- ها و جريمههايي است كه براي شركتهاي توزيع در نظر گرفته ميشود. اين پاداشها و جريمهها بر اساس قابليت اطمينان انرژي الكتريكي است كه تعيين شاخصهاي قابليت اطمينان نيز با استفاده از SIDI و SIFI صورت ميگيرد. بنابراين شركت- هاي توزيع بايستي به فكر افزايش قابليت اطمينان شبكه باشند. در اين مقاله براي اين كار دو روش استفاده از توليد پراكنده و اتوماسيون سيستم توزيع پيشنهاد شد وبه تفسير راجع به سيستم اتوماسيون و سودهاي آن بحث شد. استفاده از سيستم اتوماسيون باعث تغيير رفتار شركتهاي توزيع مديريت بار و تغيير پيك بار توسط مشتريان و افزايش قابليت اطمينان سيستم ميشد. ليكن استفاده از سيستم اتوماسيون بايد براي بهرهبردار هم به صرفه باشد لذا يك ارزيابي كلي در مورد استفاده از سيستم اتوماسيون صورت گرفت و فرمول رياضي مربوط به ارزيابي اقتصادي و سودهاي سيستم اتوماسيون محاسبه شد. براي آناليز اقتصادي نيز روش آناليز سود به هزينه پيشنهاد شد و در اين روش اجراي طرح در صورتي داراي سوددهي اقتصادي است كه نسبت سود به هزينه بزرگتر از يك باشد. در مورد اجراي سيستم اتوماسيون جهت مديريت اتفاقات نيز يك شبكه نمونه واقعي از منطقه افسريه تهران در نظر گرفته شد. براي اين شبكه و جهت مديريت مصرف اجراي سيستم MR و LM مورد ارزيابي اقتصادي قرار گرفتند كه اين سيستمها داراي سوددهي اقتصادي نبودند. بنابراين اجراي اين سيستمها بستگي به قابليت اطمينان مورد نظر براي مشترك دارد و در سطح همه مشتركين هم اجرا نميگردد. در اين حالت سودهاي كيفي مانند رضايت مشتريان افزايش قابليت اطمينان و بهبود ديد عمومي مشخص ميكند كه آيا سيستم اتوماسيون بايد اجرا شود يا نه 7 -مراجع [1]Ramanathan, B. Hennessy, D..; Brown, R.E. "Decision-making and Policy Implications of Performance-based Regulation". IEEE PES Volume, Issue, Oct Nov Page(s): [2] James. Momoh, Fellow, IEEE, and Robert. Sowah, Non-Member, " Distribution System Reliability in a Deregulated Environment: Case Study", ` Center for Energy Systems and Controls, Department of Electrical Engineering Howard University Washington, D.C., 2003 IEEE [3] Smith, H.L "D/DSM directions. n overview of distribution automation and demand-side management with implications of future trends" Computer pplications in Power,IEEE Volume 7, Issue 4, Oct 1994 Page(s):23 25 [4] Roger F, Member IEEE Lars Gundersen Terje Gjengedal, Member IEEE "D/DSM Profitability in a Deregulated Market Environment" /98/ 1998 IEEE [5] Kupzog, F. "Self-controlled Exploitation of Energy Cost saving Potentials by Implementing Distributed Demand Side Management", 2006 IEEE International Conference on Publication. [6] عليشاهي احسان "طرح اتوماسيون توزيع جهت مديريت اتفاقات در شبكه توزيع داراي ساختاري مشابه شبكه ايران"پايان نامه كارشناسي ارشد به راهنمايي دكتر محمودرضا دانشگاه تربيت مدرس تهران زمستان 86. حقيفام