طراحی بهینه سپهر انرژی برای بهره برداری توام از سیستم های برق و گاز با درنظرگرفتن شاخص قابلیت اطمینان

افزایش تمایل جهانی برای تولید غیرمتمرکز انرژی با استفاده از گاز طبیعی، باعث فراگیرتر شدن ایده بهره برداری هم زمان از چند حامل مختلف انرژی در سال های اخیر شده است. مهم ترین نظریه مطرح در این حیطه، «سپهر انرژی» است که در این مقاله برای تامین بارهای الکتریکی و حرارتی با استفاده از حامل های برق و گاز به کار گرفته شده است. برای این کار از ترانسفورماتورها، کوره های گرمایی، واحدهای تولید هم زمان برق و حرارت (CHP) و ذخیره سازهای الکتریکی و حرارتی استفاده شده است. برخلاف روال رایج، واحدهای CHP به شکل مبدلی با بازده های ثابت الکتریکی و حرارتی مدل سازی نشده و مشخصه کاری کامل این واحدها، شامل ناحیه کاری عملی (FOR) و رابطه غیرخطی ورودی- خروجی در فرمول بندی مساله استفاده شده اند. برای خطی سازی عملکرد غیرخطی واحدهای CHP، تقریب تکه ای-خطی از ناحیه کاری آن ها ارائه شده است تا مساله در قالب برنامه ریزی خطی مرکب-عدد صحیح ارائه شود. شاخص قابلیت اطمینان نیز با ارائه مدلی از تغییر نقطه کار CHP در شرایط خروج تجهیزات در فرمول بندی مساله گنجانده شده است. هدف، یافتن بهترین ترکیب از تجهیزات نامزد برای کاهش هزینه های کل و افزایش قابلیت اطمینان تامین توان در یک دوره برنامه ریزی طولانی مدت است. شبیه سازی ها بر روی یک سیستم موردی و با مطالعه تاثیر اعمال نامعینی قیمت انرژی بر نتایج ارائه شده اند.