ايـن فصل در چـارچوب بـرنامه‏ريـزي بـرا ي مديريت مصرف انرژي توسـط تـوليد كنندگان انرژي الكتريكي صورت گرفته است و چگونگي اعمال فن‏آوريهاي مديريت مصرف انرژي را در برنامه‏ريزي آينده توليد انرژي الكتريكي مورد بحث و بررسي قــرار مي‏دهد. اين مطالعه با تكيه بر يك برنامه راهبردي دراز مدت بين احداث ظرفيتهاي جديد نيــروگاهي ، خريد يا فروش انرژي و فعال سازي پتانسيلهاي سمت مصرف تعادل برقرار مي‏كند . در تكنيك مورد بحث هزينه‏ها و سرمايه گذاريهاي مورد نياز براي گزينه هاي توليد در كنار هزينه ها و سرمايه گذاريهاي مورد نياز براي گزينه هاي مديريت مصرف بطور هم سطح ارزيابي مي‏شوند و در يك بهينه سازي يكپارچه ، مناسبترين تركيب براي احداث / گسترش ظرفيتهاي توليدي جديد و احداث / گسترش ظرفيتهاي جايگزين حاصل از اعمال راهكارهاي مديريت مصرف انتخاب مي‏گردد.

فرآيند برنامه‏ريزي به دو سطح تقسيم مي‏شود :

برنامه‏ريزي راهبردي ً كه تعيين كننده چهارچوب اصلي برنامه است .

برنامه‏ريزي منابع سمت مصرف و توليد ً كه در برگيرنده جزئيات برنامه است .

اين مطالعه براي دستيابي به اهداف برنامه‏ريزي شده تلاش مي‏كنــد تـــا برنامه‏ريزي براي گزينه هاي سمت توليد و گزينه هاي سمت مصرف را بصورتي يكپارچه محقق نمايد.

در برنامه‏ريزي يكپارچه منابع ((IRP) Integrated Resource Planning) تلاش مي‏شود تا برنامه‏ريزي به نحوي انجام شود كه نيازهاي جامعه به انرژي برق با حداقل هزينه تامين شوند ((LCP) Least Cost Planning).

از ديدگاه جامعه ، حفظ محيط زيست و رسيدن به توسعه اقتصادي مطلوب ، راهبردهاي قابل تصور براي برنامه‏ريزي هستند كه از توليد كنندگان برق انتظار مي‏رود.تحقق اين اهداف از ديدگاه توليد كنندگان انرژي برق در قالب شش هدف راهبردي ذيل قابل تعريف است .

توليد كنندگان بر حسب شرايط فني و اقتصادي خود براي يكي يا تركيبي از اين اهداف از گزينه هاي سمت توليد و گزينه هاي سمت مصرف بهره مي‏گيرند . جدول (1) اين شش هدف را نشان مي‏دهد .

پيك سايي (Peak clipping) –

كاهش پيك بار شبكه را دنبال مي‏كند بطوريكه ظرفيت ذخيره چرخان شبكه افزايش بيابد و نياز به احداث نيروگاههاي جديد كاهش پيدا كند .

دره زدايي (Valley Filling) –

افزايش بار شبكه در ساعات كم باري را دنبال مي‏كند بطوريكه ضريب بار شبكه و كيفيت بهره برداري از نيروگاهها افزايش مي‏يابد.

جابجايي بار (Load shifting)

– دو هدف فوق را با هم دنبال مي‏كند .

انعطاف پذير كردن منحني بار (Flexible load shape) –

عرضه انشعابهاي برق با قابليت اطمينان پايين و ارزان را دنبال مي‏كند بطوريكه شركت برق در قطع كردن برق اين انشعابها آزادي عمل بيشتري خواهد داشت.

جدول (1) – راهكارهاي اجرايي براي حصول اهداف منحني بار

اهداف برنامه‏ريزي براي منحني بار	نمونه منحني بار	مثال اجرائي از راهكارهاي سمت مصرفي
پيك سايي		قطع بار (اعمال خاموشي) كنترل مستقيم بار تعرفه هاي زماني
دره زدايي		ذخيره انرژي گرمائي ذخيره سرما تعرفه هاي فصلي تعرفه هاي غير پيك تعرفه هاي زماني
جابجايي بار		ذخيره انرژي گرمائي ذخيره سرما تعرفه هاي زمان كنترل وسائل مصرف كننده (چرخش زماني)
انعطاف پذير كردن منحني بار		سرويس اشتراك ديماند قيمت گذاري براي قابليت اعتماد متغير تعرفه هاي قطع بار
صرفه جويي راهبردي		مميزي وام كم بهره سيستم هاي خورشيدي مصرف انرژي كارا (با راندمان خوب) تعرفه هاي صرفه جويي توليد مشترك برق و گرما
رشد بار راهبردي		پمپ گرمايي سيستم هاي دو سوخته تعرفه هاي تشويقي بارهاي صنعتي الكتريكي افزايش سهم بازار

صرفه جويي راهبردي (Strategic Conervation) –

افزايش بازده مصرف برق پايانه‏هاي مصرف را دنبال مي‏كند بطوريكه فروش انرژي به مشتركين فعلي كاهش بيابد و بدون احداث ظرفيتهاي جديد ، امكان عرضه انشعاب به مشتركين جديد فراهم شود.

رشد بار راهبردي (Strategic load growth) –

افزايش فروش انرژي برق را دنبال مي‏كند بطوريكه با برقدار كردن فعاليتهاي مختلف در بخشهاي كشاورزي ، صنعت و حمل و نقل ، سهم برق در ساختار انرژي مصرفي بخشهاي كشور افزايش پيدا كند.

فرآيند برنامه‏ريزي به دلائل ذيل از پيچيدگي خاصي برخوردار است .

1. برنامه‏ريـــزي در بــرگيرنده اهداف مختلفي مي‏باشد كه بعضا" در تنازع با يكديگر مي‏باشند. به عنوان مثال كمينه سازي هزينه ها و محدودسازي تاثيرات زيست محيطي در حاليكه سطح بالائي از قابليت اطمينان مد نظر مي‏باشد . لذا بين اين اهداف بايد يك توازن منطقي برقرار گردد.
2. طيف وسيعي از گزينه هاي سمت توليد و سمت مصرف جهت تامين برق مورد نياز وجود دارد و از آنجائيكه هريك داراي ويژگيهاي خاص خود مي‏باشند، از جمله هزينه‏هاي دسترسي ، زمان اجراء و نــيز تاثيرات زيست محيطي ، لذا تركيبات مختلفي از اين گزينه ها از ديدگاه اقتصادي و قابليت اطمينان بايد مورد بررسي قرار گيرند .
3. شركت هاي برق مي‏بايست ظرفيت توليد كافي به منظور تامين نيازهاي مشتركين با سطح قابليت اطمينان قابل قبول را تعبيه نمايند . در اين رابطه احتمال بروز خطا در هريك از منابع و نيز عدم قطعيتها در بار كوتاه مدت را نيز بايد مد نظر داشته باشند.
4. تصميم گيري در يك سال مشخص بر سال بعد تاثير داسته و به همين ترتيب بر تصميمات بعدي تاثير مي‏گذارد . بنابراين در برنامه‏ريزي شركتهاي برق نياز به منابع بايد به صورت پويا مد نظر قرار گيرد. از آنجائيكه ساخت واحدهاي توليد نياز به زمان قابل توجهي دارد و نيز داراي طول عمر مفيد نسبتا" طولاني مي‏باشند لذا بازه زماني برنامه‏ريزي بايد در محدوده 20 الي 25 سال باشد.
5. ازه زماني طولاني بـرنـامه‏ريـزي به نوبه خود مشكلات عديده‏اي در تصميم گيري ايجاد مي‏نمايد از جمله : عدم قطعيت مربوط به رشد بار، قيمت سوخت ، سرمايه‏گذاريهاي مورد نياز براي فن آوري هاي جديد و انرژيهاي تجديد پذير ، نرخ بهره ، سياستها و قوانين ، قيدهاي زيست محيطي و غيره .

در سالهاي اخير موضوع تبادل برق بين كشور ها بر پيچيدگي برنامه‏ريزي افزوده است . در سيستمهاي به هم پيوسته بين‏المللي هريك از شركتهاي برق قادر خواهد بود از مزاياي اقتصادي واردات و يا صادرات برق و نيز از كمك هاي متقابل در مواقع بروز خطا در واحدهاي توليدي بهره جويد. البته بايد خاطر نشان كرد كه مزاياي شبكه هاي بهم پيوسته بيشتر در كوتاه مدت حائز اهميت است براي مثال اقتصادي بودن توليد واحدها(economic dispatch) به اشتراك گذاشتن ذخيره هاي چرخان ، سرويس و نگهداري هماهنگ واحدها و غيره .

با توجه به اين پيچيدگي ها ، مسئله برنامه‏ريزي شركتهاي برق به دو فرآيند سلسله مراتبي زير تقسيم مي‏گردد

الف – برنامه‏ريزي راهبردي

: كه هدف آن تعيين چندين گزينه هم سو براساس قيود سمت توليد (رشد بار ، تحولات قيمت سوخت ، دسترسي سوخت ، در نظر گرفتن سرمايه گذاريهاي مورد نياز براي واحدهاي توليد و همچنين قراردادهاي دراز مدت تبادل انرژي) مي‏باشد و قيود سمت مصرف ( تامين انرژي برق در راستاي اهداف توسعه كشور ) است

ب – برنامه‏ريزي منابع سمت توليد و مصرف

كه تحقق راهبردهاي معين شده را با ايجاد منابع سمت توليد و مصرف در محدوده زماني 5 الي 20 سال برنامه‏ريزي مي‏كند و هدف آن شناسائي مقاومترين برنامه‏ريزي براي گزينه هاي سمت توليد و گزينه هاي سمت مصرف است

فرآيند برنامه‏ريزي راهبردي

در برنامه‏ريزي راهبردي ( استراتژي ) ابتدا مجموعه اي از گزينه‏هاي كلان اقتصادي مطالعه مي‏شوند . اين مطالعات ديدگاه اقتصادي كلاني را در راستاي برنامه‏هاي توسعه كشور و با در نظر گرفتن تحولات جهاني بويژه بازار انرژي براي برنامه ريزان فراهم مي‏كنند . براي هريك از گزينه‏هاي اقتصادي ، تقاضاي برق در هر يك از بخش هاي انرژي ( مسكوني – تجاري – عمومي – صنعتي – كشاورزي و غيره ) پيش بيني مي‏شود. سپس براي بارهاي پيش بيني شده و با توجه به قيمتهاي سوخت در نظر گرفته شده براي هريك از گزينه‏هاي اقتصادي ، برنامه‏ريزي سمت توليد صورت مي‏پذيرد و در نهايت برنامه بهينه توسعه ظرفيت توليد و هزينه متناظر با آن تعيين مي‏گردد . سپس با اعمال هريك از اهداف اشاره شده در بخش قبل ، وزن هر هدف در كاهش هزينه توسعه ظرفيت توليد محاسبه مي‏شود . در نهايت براساس وزنهاي محاسبه شده و اهداف برنامه توسعه كشور ، اهـــداف راهبــردي در سمـت مصرف انتخاب مي‏شوند. با توجه به اينكه اطلاعات و پيش بيني هاي بعمل آمده در اين مرحله از بـرنـامه‏ريـزي تـقريـبي مي‏باشند، لذا نتايج حاصل از برنامه‏ريزي راهبردي به عنوان يك چارچوب هدايت كننده براي برنامه‏ريزي فعاليتهاي سمت مصرف و توليد قابل استفاده خواهد بود.

فرآيند برنامه‏ريزي منابع سمت مصرف وتوليد

جدول (2) كليه منابع لازم براي تامين نيازهاي انرژي الكتريكي جامعه را در سمت توليد و در سمت مصرف نشان مي‏دهد . براي احداث و گسترش هر كدام از اين منابع ، فعاليتهاي زيادي انجام شده و مي‏شود . اما آنچه اهميت دارد اين است كه برنامه‏ريزي براي اين منابع بنحوي هماهنگ شود كه اهداف و راهبردهاي برنامه‏ريزي شده با حداقل هزينه محقق شوند .

در برنامه‏ريزي منابع به منظور تعيين هزينه هاي مورد نياز احداث و بهره‏برداري از انواع منابع در سمت توليد و سمت مصرف و به منظور تعيين قابليت اطمينان و همچنين تاثيرات زيست محيطي ، مطالعاتي تفصيلي بعمل مي آيد.بدين منظور نياز مبرمي به اطلاعات جزئي و مدلهاي دقيقتر مي‏باشد . ضمنا" مطالعات ميان مدت 5 الي 10 ساله نيز در قالب مطالعات بلند مدت نهفته است . شايان ذكر است كه گزينه هاي مورد مطالعه بايد با اهداف راهبردي معين شده همسو باشند.

برنامه‏ريزي منابـــع بــا استفاده از روش برنامه‏ريزي يكپارچه منابع صورت مي‏پذيرد . روش IRP كه برخلاف روش سنتي كه فقط منابع سمت توليد را مد نظر قرار مي‏دهد، چارچوبي براي ارزيابي هم تراز منابع سمت توليد و منابع سمت مصرف را فراهم مي‏آورد . در روشIRP تاكيد اصلي بر تامين انرژي برق مورد نياز از ارزانترين منابع است. از اينرو تكنيك هاي مديريت مصرف در زمينه هاي مديريت بار و بــهــره‏وري انرژي را مي‏توان بعنوان منابع كانديد شده تلقي كرد و ظرفيت هاي ناشي از اعمال اين تكنيكها را همپاي گزينه هاي سمت توليد در برنامه‏ريزي بكار گرفت . ضمنا" مباحثي چون ديدگاههاي زيست محيطي و نيز ريسكها و عدم قطعيتها را مي‏توان در روش IRP مد نظر قرار داد.

فلوچارت روش برنامه‏ريزي يكپارچه منابع (IRP) در شكل (1) نمايش داده شده است كه داراي هشت مرحله به شرح ذيل است :

جدول 2 – فهرست منابع سمت توليد و سمت مصرف براي تامين انرژي برق مورد نياز جامعه

منابع تامين انرژي برق مورد نياز جامعه
سمت توليد				سمت مصرف
احداث نيروگاه با سوختهاي تجديدناپذير		احداث نيروگاه با سوختهاي تجديدپذير		مديريت بار	بهره‏وري مصارف نهايي
متمركز و بزرگ مقياس	نامتمركز و كوچك مقياس	متمركز و بزرگ مقياس	نامتمركز و كوچك مقياس
واحدهاي با سوخت اتمي	مشاركت ( صنايع)در توليد برق	واحدهاي آبي	واحدهاي خورشيدي	كنترل مستقيم بار	بهبود فن‏آوري
واحدهاي با سوخت زغال سنگ	استفاده از سلولهاي سوخت	واحدهاي زميني گرمايي	واحدهاي برق آبي كوچك	تعرفه‏هاي زماني	اصلاح الگوي مصرف
واحدهاي با سوخت گاز طبيعي			واحدهاي بادي	ذخيره‏سازي حرارت	بهبود قيمت فن‏آوري بهره‏وري
واحدهاي با سوخت مازوت			واحدهاي با سوخت فضولات

قدم اول : پيش بيني بار

1. در اين مرحله پيش بيني بار بعمل آمده در برنامه‏ريزي راهبردي با استفاده از مدلهاي خاصي كه هـريك از بـخش هاي انـرژي ( مسكـوني ، تجاري ، عمومي ، صنعتي و كشاورزي ) را بيان مي‏نمايد، پالايش مي‏گردد. در اين فرآيند 52 هفته يكسال بصورت تعدادي از هفته هاي نمونه و هر هفته نمونه بصورت روزهاي عادي نمونه و روزهاي تعطيلات آخر هفته بيان مي‏گردند. به منظور ارزيابي تاثيـر فرآيندهاي مديريت مصرف ، اطلاعات بار ساعتي مربوط به روزهاي نمونه به كار گرفته مي‏شود.



قدم دوم : انتخاب گزينه هاي سمت توليد

2. گزينه هاي سمت توليد تنها در برگيرنده تامين واحدهاي آبي و حرارتي نبوده بلكه كليه امكاناتي كه ظرفيت توليد را مي افزايد در بر مي‏گيرد . هر يك از اين منابع با مشخصات فني – اقتصادي مربوط به خود در نظر گرفته مي‏شوند .

3. از جمـله ايـن مشـخصات زمـان راه‏انـدازي ، مـدت زمـان ساخت و اجراء ، مشخصات بهره‏برداري ، فاكتور دسترسي ، هزينه هاي سرمايه گذاري و بهره برداري ، پارامترهاي زيست محيطي و غيره مي‏باشند . در اين مرحله از برنامه كليه گزينه‏هاي بالقوه شناسائي شده و بر اساس هزينه‏هاي سرمايه گذاري سالانه و هزينه هاي بهره برداري طبقه بندي و مرتب مي‏گردند . هدف از اين كار انتخاب تعداد گزينه هاي محدود براي تجزيه و تحليل بيشتر به كمك روش IRP مي‏باشد .

قدم سوم : انتخاب گزينه هاي سمت مصرف

گزينـه هاي سمت مصرف عمدتاً شامل مديريت بار ، فن آوري بهره وري ، جابجايي بار ، تعرفه هاي زمـاني و غيـره مي‏باشنـد . در اينـجا نيز همانند منابع سمت توليد سعي مي‏شود با طبقه بندي گزينه هاي سمت مصرف تعداد نسبتاً محدودي را جهت معرفي به برنامه IRP انتخاب نمود . به كمك طبق بندي اقتصادي مي‏توان منافع اجتماعي حاصل از جايگزيـني گزينه هـاي سمت مصرف را به جاي گزينه هاي سمت توليد در بازه زماني برنامه‏ريزي ارزيابي نمود .

قدم چهارم : توسعه برنامه‏ريزي يكپارچه منابع (IRP)

اين بخش اساس فرآيند برنامه‏ريزي مي‏باشد . هدف اين مرحله انتخاب تركيبي از گزينه‏هاي سمت توليد و گزينه هاي سمت مصرف مي‏باشد كه حداقل هزينه را دربرداشته (Least Cost Planning) و تقاضاي برق مشتركين را برآورده سازد . اصل حاكم بر اين روش يك مقايسه اقتصادي بين گزينه هاي سمت توليد و گزينه هاي سمت مصرف مي‏باشد ، در حاليكه فاكتور قابليت اطمينان و نيز تاثيرات زيست محيطي نيز مدنظر قرار مي‏گيرد .

اين مقايسه بدليل اختلاف مشخصه هاي گزينه هاي فوق الذكر مشكل مي‏باشد . مثل ظرفيت واحدها ، دسترسي ، زمان پيش فازي ، كنترل پذيري ، هزينه ها و غيره . بعلاوه نياز به پيش بيني عكس العمل مشتركين بر پيچيدگي محاسبات مي افزايد

در برنامه‏ريزي يكپارچه منابع (IRP) ، لازم است كه يك ً حالت پايه ً براي توسعه ظرفيت توليد سيستم موجود بر اساس انتخاب بهينه منابع سنتي توليد تعيين شود . اين كار مستلزم مطالعات ذيل است :

1. برنامه‏ريزي توسعه ظرفيت
2. برنامه‏ريزي سرويس و نگهداري
3. بررسي هزينه توليد
4. آناليز قابليت اطمينان
5. آناليز مسائل زيست محيطي

قدم بعدي تجزيه و تحليل ، دخالت دادن گزينه هاي مشخصي از مديريت مصرف مي‏باشد. در اين مرحله تاثير جايگزيني گزينه هاي سمت مصرف با گزينه هاي سمت توليد در كاهش هزينه‏ها و سرمايه گذاريهاي سمت توليد و تاثير آنها در كاهش خسارت به محيط زيست ارزيابي مي‏گردد. ً هزينه هاي جلوگيري شده ً‌ شامل هزينه‏هاي توليد ، انتقال و توزيع نيز مي‏باشد . وقتي هزينه هاي جلوگيري شده بيش از هزينه‏هاي مربوط به اعمال گزينه سمت مصرف باشد ، آنگاه گزينه سمت مصرف مورد نظر براي ارزيابي جزيي مد نظر قرار مي‏گيرد به شرطي كه شرايط قابليت اطمينان و ديدگاههاي زيست محيطي ارضاء گردند . در غير اينصورت گزينه مورد نظر مردود شناخته شده و گزينه بعدي در ليست برنامه (مديريت مصرف) DSM مورد ارزيابي قرار مـي‏گيـرد و بـه همـين ترتيب ادامه مي‏يابد .

گزينه‏هايي از سمت مصرف (DSM) كه به روش فوق توجيه اقتصادي دارند قبل از دخيل شدن در برنامه‏ريزي منابع جهت ارزيابي پذيرش توسط مشتركان و شركتهاي برق به آزمون گذاشته مي‏شوند . چنين آزموني اثبات كننده اقتصادي بودن آن گزينه براي طرفين خواهد بود .

روش تخمين هزينه ها و آلودگي شده بر اساس مقايسه نتايج دو برنامه‏ريزي تامين منابع در حضور و عدم حضور برنامه هاي مديريت مصرف مي‏باشد .

بدين ترتيب كليه برنامه هاي مديريت مصرف كه در ليست قرار داده شده‏اند پس از مقايسه اقتصادي آزمون پذيرش مشتركان و شركتهاي برق در برنامه IRP قرار داده شده و اين برنامه نهايتاً به يك برنامه‏ريزي با حداقل هزينه (LCP) منتج خواهد شد .

قدم پنجم : تجزيه و تحليل عدم قطعيتها و ريسكها

برنامه‏ريزي دراز مدت مبتني بر IRP براي هر يك از گزينه‏هاي اقتصادي مرحله برنامه‏ريزي به منظور تعيين اهداف راهبردي صورت مي‏پذيرد . آنگاه برنامه بهينه منابع براي هر گزينه توسط معيارهاي چند گانه اي ارزيابي مي‏گردند . اين معيارها به عنوان ابزاري براي اندازه‏گيري ميزان مثبت بودن و خوبي يك برنامه مي‏باشند مثل : هزينه خالص كلي ، قيمت برق براي مشتركان ، تاثيرات زيست محيطي و غيره . در اينجا تجربيات خبرگان نيز در ارزيابي و احتمال وجود ريسك در برنامه ها بكار گرفته مي‏شود . سپس براي هر يك از برنامه هاي بهينه منابع انتخاب شده، يك مطالعه آناليز حساسيت نسبت به تغيير پارامترهاي با عدم قطعيت صورت مي‏پذيرد . نهايتاً‌ با استفاده از نتايج تجزيه و تحليل هاي گزينه‏هاي مختلف و نتـايج آناليز حساسيت مقاوم ترين برنامه و يا قابل انعطاف ترين برنامه ها شناسايي مي‏شوند .

قدم ششم : تجزيه و تحليل مالي و اقتصادي در اين بخش مدل هاي مالي و اقتصادي مورد بررسي و تجزيه و تحليل هاي لازم بر روي اجزاء مربوطه مثل جريان پول ، درآمدها و نيازها ، ترازهاي مالي قرار مي‏گيرند .

قدم هفتم : تجزيه و تحليل تعرفه ها

در اين بخش به ارزيابي تاثير تعرفه هاي زمان مصرف بعنوان ابزاري براي سياست قيمت‏گذاري مناسب و كارا پرداخته مي‏شود . نقش اين بخش ، برآورد تاثير نرخ بر گروههاي مختلف مشتركان در برنامه IRP مي‏باشد .

قدم هشتم : توصيه ها

آخـرين مـرحله از فـرآيند برنامه‏ريزي ، شناسايي توصيه هاي مناسب براي برنامه‏ريزي منابع مي‏باشد . اين توصيه ها مي‏توانند هدايت كننده مناسبي براي مصالحه و هماهنگي بين اهداف مختلف برنامه باشند .

بالاي صفحه