دانشگاه رازی

   رشد روزافزون نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر، بهره‌برداری از سیستم‌های یکپارچه برق و گاز را با فرصت‌ها و چالش‌های جدیدی مواجه ساخته است. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر در سیستم‌های قدرت بر بهینه‌سازی و بهره‌برداری از سیستم‌های انرژی برق و گاز با تاکید بر کاهش هزینه‌های بهره‌برداری، مصرف انرژی اولیه و انتشار دی‌اکسیدکربن است. برای دستیابی به این هدف، یک مدل بهینه‌سازی تصادفی دومرحله‌ای برای یک سیستم یکپارچه برق و گاز توسعه داده شد که در آن منابع بادی و خورشیدی، سامانه ذخیره‌سازی باتری و واحدهای تبدیل برق به گاز به‌صورت هم‌زمان مدل‌سازی شدند. مدل برای سطوح مختلف نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر شامل ?، ??، ??، ?? و ?? درصد حل شد و عملکرد سیستم با استفاده از سه شاخص صرفه‌جویی هزینه (CSR)، صرفه‌جویی انرژی اولیه (PESR) و کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن (CDERR) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش نفوذ تجدیدپذیر موجب کاهش قابل‌توجه هزینه‌های بهره‌برداری، مصرف گاز طبیعی و انتشار آلاینده‌ها می‌شود، به‌گونه‌ای که در سطح نفوذ ?? درصد، هزینه بهره‌برداری، مصرف انرژی اولیه و انتشار دی‌اکسیدکربن به‌ترتیب ?????، ????? و ????? درصد نسبت به حالت مرجع کاهش یافت. همچنین ارزیابی بلندمدت بیانگر آن بود که این روند در مقیاس سالانه نیز پایدار بوده و شاخص‌های مذکور به‌ترتیب به ?????، ????? و ????? درصد رسیدند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که جانمایی واحدهای تبدیل برق به گاز نقش تعیین‌کننده‌ای در افزایش انعطاف‌پذیری سیستم دارد و سطح نفوذ ?? درصد، به‌عنوان یک نقطه بهره‌برداری ایمن، بدون ایجاد محدودسازی تولید، همچنان عملکرد اقتصادی و زیست‌محیطی مطلوبی ارائه می‌دهد. در مجموع، یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که توسعه هدفمند انرژی‌های تجدیدپذیر همراه با بهره‌گیری از سامانه‌های ذخیره‌سازی و فناوری تبدیل برق به گاز، می‌تواند راهکاری موثر برای ارتقای کارایی اقتصادی، کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، کاهش انتشار آلاینده‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری سیستم‌های یکپارچه برق و گاز باشد. کلیدواژه‌ها: انرژی‌های تجدیدپذیر، سیستم یکپارچه برق و گاز، بهینه‌سازی بهره‌برداری، تبدیل برق به گاز.