بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مشخصههای شبکههای هوشمند الکتریکی، وجود واحدهای انرژی پراکنده مبتنی بر منابع تجدیدپذیر و پاک مانند : توربین های بادی، سلول های خورشیدی و... میباشد. بهینهسازی استفاده از این واحدها، از جمله مسائل مهم در بهره-برداری از شبکه های هوشمند است. به همین منظور اخیرا از تکنولوژی سیستم های چند عامله استفاده شده است که به طور موفقیتآمیزی به سیستم های تولید انرژی اعمال گردیده است. سیستمهای چند عامله، سیستمهایی متشکل از چندین عامل هوشمند و مختلف است که به طور مستقل کار میکنند تا هدف سیستم محقق گردد.
یک انتخاب مناسب برای تصمیمگیری در سیستمهای چند عامله، استفاده از سیستمهای تصمیمگیری مبتنی بر منطق فازی می باشد. زیرا کنترل بر مبنای منطق فازی قادر است الگوریتمها را با استدلال های زبانی ترکیب کرده و در نتیجه کنترل یکپارچه سیستم را برای ما به ارمغان میآورد. همچنین تصمیم گیری بر مبنای منطق فازی، قابلیت فائق آمدن بر مشکلات ایجاد شده توسط عدم قطعیتها را نیز دارد. با وجود آن که منطق فازی نوع اول حاوی مفهوم عدم قطعیت میباشد، تحقیقات اخیر نشان دادهاند که محدودیتهایی در توانایی مجموعه های فازی نوع اول برای مدل سازی و مینیمم کردن اثرات عدم قطعیت وجود دارد. این بدان علت است که یک مج موعه فازی نوع اول، قطعی است؛ بدین معنا که درجههای عضویت اعضای آن، اعداد ثابتی هستند . اخیرا، مجموعه های فازی نوع دوم با این ویژگی که خود توابع عضویت آنها نیز فازی هستند، توجه بسیار زیادی را به خود جلب نمودهاند. نتایج شبیه سازی در این مقاله، بهینهسازی استفاده از واحدهای تولید پراکنده مبتنی بر منابع تجدیدپذیر و پاک در یک شبکه هوشمند الکتریکی با بهرهگیری از قابلیتهای تصمیمگیری مبتنی بر منطق فازی نوع دوم نشان می دهد. همچنین در این مقاله مدل طراحی شده برای سیستم های چند عامله نیز مشخص می گردد.
کلمات کلیدی : سیستم های چند عامله، شبکه هوشمند، منطق فازی نوع دوم، واحدهای تولید پراکنده، منابع انرژی
تجدیدپذیر و پاک ... .
1
مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس ملی انرژیهای تجدیدپذیر، پاک و کارآمد 31 اردیبهشت 1394، ایران، تهران، مرکز همایشهای صدا و سیما مجری: هم اندیشان انرژی کیمیا تلفن تهران: 88671676 و 09197556424
-1 مقدمه
شبکه برق سنتی که در حقیقت یک شبکه تک سویه با جهت تبادل انرژی از سمت تولیدکننده به سمت مصرفکننده میباشد، در صد سال گذشته پاسخ گوی نیاز جوامع بوده است. این شبکه ها نیازمند نظارت دولت بوده و از جنبه های فنی، اقتصادی و زیستمحیطی دچار مشکل میباشند. جامعه مدرن امروزی خواستار یک سیستم قابلاعتمادتر، مقیاسپذیرتر و قابل کنترل میباشد که در عین حال مقرون به صرفه، امن و سازگار نیز باشد.
انتظار میرود نسل آینده سیستم های قدرت الکتریکی که با نام شبکههای هوشمند P1P0Fشناخته میگردد، انقلابی در تولید، انتقال و توزیع انرژی برق با مسیر دو سویه انرژی الکتریکی و اطلاعات ایجاد کند. همچنین شبکههای هوشمند میتوانند از منابع انرژی تجدیدپذیر به جای منابع انرژی سوخت فسیلی استفاده کند تا از ایجاد گازهای گلخانه ای و آلودگی بیشتر جلوگیری گردد. علاوه بر آن هر یک از این منابع انرژی تجدیدپذیر دارای اندازه نسبتا کوچک بوده و میتوانند در اطراف مراکز بار پراکنده قرار بگیرند. از این رو به چنین واحدهای تولیدکننده برق، واحدهای تولید پراکنده اطلاق میگردد. نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه های هوشمند برق، باعث افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات توان می شود و این امر به نوبه خود،
افزایش پیچیدگی سیستم قدرت را به دنبال دارد.
یکی از مسائلی که در شبکههای هوشمند انرژی مورد توجه قرار گرفته است، بهینه سازی استفاده از منابع میباشد. جهت
استفاده مفید و کارآمد از این شبکه ها، نیاز به استفاده از اطلاعات کافی در مورد عملکرد شبکه به همراه دادههای زمینهای
دیگر همانند دادههای محیطی می باشد و تغییر هوشمندانه نقطه کار شبکه لازم است بر این اساس انجام گیرد. به همین
منظور اخیرا از تکنولوژی سیستمهای چند عامله 2F1 استفاده شده است که به طور موفقیتآمیزی به سیستمهای تولید انرژی
اعمال شده است. سیستمهای چند عامله، سیستم هایی متشکل از چندین عامل هوشمند و مختلف است که به طور مستقل
کار میکنند تا هدف سیستم محقق گر دد. یک عامل به تنهایی قادر به بیان یک سیستم پیچیده نمیباشد بنابراین از
سیستمهای چند عامله استفاده می شود که هر کدام بطور مستقل در ارتباط با یکدیگر فعالیت می کنند تا هدف تعریف شده
برای سیستم برآورد گردد. هر منبع انرژی و بار در سیستم توسط یک عامل مستقل بیا ن شده است که یک راه ارتباطی
مشترک برای تمامی عوامل دیگر که بیانگر مولفههای دیگر شبکه میباشد را فراهم میکند. هماهنگی بین این عاملها یکی از مهمترین مسائل در مدلسازی سیستمهای انرژی پراکنده به وسیله سیستمهای چند عامله میباشد. سیستمهای تصمیمگیری این امکان را به هر یک از عوامل میدهد تا با استفاده از مجموعه قواعد از پیش تعیین شده، تصمیمگیری نمایند. بر اساس این قواعد از پیش تعیین شده، هر عامل سیاست عملکرد خود را به منظور بهرهبرداری بهینه از سیستم اتخاذ میکند.
یک انتخاب مناسب برای تصمیمگیری در سیستمهای چند عامله، استفاده از سیستمهای تصمیمگیری مبتنی بر منطق فازی می باشد. زیرا کنترل بر مبنای منطق فازی قادر است الگوریتمها را با استدلال های زبانی ترکیب کرده و در نتیجه کنترل
1Smart Grid 2Multi Agent System
2
مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس ملی انرژیهای تجدیدپذیر، پاک و کارآمد 31 اردیبهشت 1394، ایران، تهران، مرکز همایشهای صدا و سیما مجری: هم اندیشان انرژی کیمیا تلفن تهران: 88671676 و 09197556424
یکپارچه سیستم را برای ما به ارمغان میآورد. همچنین تصمیمگیری بر مبنای منطق فاز ی، قابلیت فائق آمدن بر مشکلات ایجاد شده توسط عدم قطعیت ها را نیز دارد. به دلیل وجود مصرفکنندهها و تولیدکنندههای گوناگون و مخصوصا عوامل انسانی در شبکه های هوشمند، این شبکهها در معرض عدم قطعیتهای پیچیده قرار دارند.
سیستمهای فازی نوع 1 به دلیل دارا بودن توابع عضویت با مقدار دقیق، توانایی محدودی در کاهش اثر عدم قطعیت در قواعد فازی دارند. در عمل ممکن است قسمت های توصیف کننده قواعد فازی دارای عدم قطعیت باشند. این عدم قطعیت ممکن است از مواردی از قبیل نظرات متفاوت افراد برای قواعد زبانی، عدم قطعیت در اندازهگیری ها و یا نویزی بودن دادهها نشأت گرفته باشد. برای کاهش عدم قطعیت در قواعد فازی از منطق فازی نوع 2 استفاده می شود. در منطق فازی نوع 2 مجموعه های فازی دارای مقادیر عضویت فازی هستند. از این رو به آنها مجموعههای فازی- فازی نیز میگویند. در منطق فازی نوع 2 علاوه بر کاهش عدم قطعیت در قوانین فازی، به علت فازی بودن توابع عضویت امکان مدل کردن عدم قطعیت ها
به نحو موثری بهبود یافته است.
به نظر می رسد با وجود عدم قطعیت در شرایط موجود در این پژوهش، بازدهی سیستم های فازی نوع 2 نسبت به نوع 1 بیشتر باشد. از اینرو در این مقاله قصد داریم برای نخستین بار از سیستم فازی نوع 2 به عنوان سیستم تصمیمگیری در شبکه هوشمند مدلسازیشده با سیستم های چند عامله استفاده کنیم. به همین منظور سیستم فازی نوع 1 و 2 به طور جداگانه به عنوان سیستم تصمیمگیری بر روی شبکه هوشمند اعمال ش ده و نتایج با یکدیگر مقایسه خواهند شد. همانطور که در نتایج مشخص شده ، استفاده از منطق فازی نوع 2 نتایج به مراتب بهتری برای مدیریت منابع انرژی نسبت به حالتی که از منطق فازی نوع 1 استفاده میشود، به همراه داشته است.
-2 پیشینه مطالعات و کارهای انجام شده
در مقالات [1] و [2]، قابلیتهای سیستم های چند عامله در بهره برداری از ریز شبکه با حضور منابع انرژی تجدیدپذیر توضیح داده شده است. نویسندگان این مقالات، سیستم طراحی شده را بر روی یک ریز شبکه در آزمایشگاه تست نمودهاند.
آنها همچنین یک روش نوین با نام آموزش تقویتی چند عامله برای افزایش هوش و بازده ریز شبکه، پیشنهاد دادهاند.
