بخشی از مقاله
چکیده
- این مقاله جایابی نشانگر خطا را با یک روش بهینه سازی تک هدفه انجام می دهد. محاسبه زمان خطایابی برای یـک خرابـی در خطـوط و باسـبارها بـا مدلسازی مناسب اثر نشانگرها و از روی نحوه پیمایش خطوط شبکه برای خطایابی انجـام شـده اسـت تـا نتـایج واقعـیتـری بدسـت آیـد کـه ایـن روش روی سیستمهای بزرگ نیز قابل پیادهسازی میباشد. با توجه به اینکه نشانگرهای با قابلیت مخابراتی با توجه به ماهیتشان دارای احتمال عملکرد اشتباه بـیش تـری می باشند، فرمولبندی ریاضی مناسبی برای زمان خطایابی در حالت در نظر گرفتن عدم قطعیت عملکرد نشانگرهای مخابراتی ارائه شده است. مجمـوع هزینـه انرژی توزیع نشده، هزینه خرید نشانگرهای با قابلیت مخابراتی و هزینه جریمه خاموشی(هدف جدید) به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده اند. در این مقالـه، کارآیی الگوریتم ازدحام ذرات بهبود یافته برای بهینه سازی تابع هدف جایابی نشانگر بررسی شده است و نتایج روی یک فیدر تست 16 باسه واقعی پیاده شـده است تا کارآیی روش مورد نظر بررسی شود.
کلمات کلیدی- سیستم اتوماسیون توزیع، جایابی نشانگر خطا، الگوریتم ازدحام ذرات بهبود یافته، قابلیت اطمینان سیستم توزیع
علائم و نشانهها:
TC تابع هزینه
INV هزینه سرمایهگذاری
IMC هزینههای تحمیلی
PC fi هزینه خرید هر نشانگر IC fi هزینه نصب هر نشانگر
MC fi هزینه تعمیرات هر نشانگر N fi تعداد نشانگر نصب شده
T تعداد سال مورد مطالعه If نرخ تورم
Ir نرخ بهره
ENS هزینه انرژی توزیع نشده
CPN هزینه جریمه خاموشی Nbus تعداد باسهای شبکه
NB تعداد شاخههای شبکه Li بار گره i ام
gi نرخ رشد بار گره i ام
j نرخ خرابی سکشن j ام z j طول سکشن j ام
Ceiz هزینه هر کیلووات انرژی توزیع نشده مشترک نوع z ام گره i ام
Cpiz هزینه جریمه هر ساعت خاموشی اضافه مشـترک نـوع z ام گره i ام
زذتل خغ1سکطغکطکسغپه
مه شAلع ,لاهلاکغهعطکل y,هق ذصستص
Ri مجموع طول ناحیـه iام بوجـود آمـده بـین نشـانگرها و ادوات حفاظتی دیگر
zij طول شاخه موجود در ناحیه i ام
P احتمال عملکرد صحیح نشانگر مخابراتی
tij زمان خاموشی گره i ام در اثر خرابی در شاخه j ام
toizحداکثر مدت زمان خاموشی مورد قبول برای مشـترک نوع z گره i ام
tija زمان خاموشی گره iام بـه خـاطر خطایـابی خطـای رخ داده در شاخه j ام
tijb زمان خاموشی گره iام به خاطر کلیدزنی برای خطـای رخ داده در شاخه j ام
tijc زمان خاموشی گره iام به خاطر تعمیرات برای خطـای رخ داده در شاخه j ام
Toمتوسط زمان خطایابی برای شاخههای کل فیدر
Tiمتوســط زمــان خطایــابی بــرای ناحیــه Ri بــه روش ناحیهبندی
tlزمان لازم برای پیمایش(خطایابی) هر کیلومتر خطوط Txمتوسط زمان خطایابی برای هر خط
Tfiمدت زمان خطایابی برای خطای رخ داده در شاخه z j Taziزمان خطایابی برای وقوع خطا در خط zi
Ta fin ziزمان لازم برای پیمایش از نشانگر بالادست i ام تا خط zi
TaCB ziزمان لازم برای پیمایش از مدارشکن (CB ) بالادست تا خط zi
.1مقدمه
در سالهای اخیر شرکتهای توزیع علاقه بیشتری به بهبـود وضعیت قابلیت اطمینان و کیفیـت بـرق تحـویلی بـه دلیـل تجدید ساختار نشان میدهند و همه شرکتها برای رقابت با یکدیگر به دنبال جلب رضـایت بیشـتر مشـتری هـای خـود هستند و مساله قطع برق مصرف کنندگان مختلف و هزینـه آن ها اهمیت خاصی یافته است. باید توجه شود که سیسـتم توزیع نقش مهمی در ارتباط بین سیسـتم انتقـال و مصـرف کنندگان دارد و معمولا در حدود 80 تا 90 درصد مشـکلات قابلیت اطمینان از این قسـمت نشـئت مـیگیـرد. [1] رونـد مطالعه قابلیت اطمینـان در یـک سیسـتم توزیـع، کمـی بـا بخشهای تولید و انتقال تفاوت دارد و در این بخـش تمرکـز بیشتر بر روی نقاط بار میباشـد. در سیسـتم توزیـع قابلیـت اطمینان به توانایی ارسال برق با تداوم مطلوب به مشـترکین اطلاق می شود.[2] اساسا مساله بهبـود قابلیـت اطمینـان در سیستمهای توزیع الکتریکی در تضاد با کـاهش هزینـه هـای شبکه میباشد، در واقع بـرای ایجـاد شـبکههـای بـا قابلیـت اطمینان بالاتر شرکت ها باید هزینه بـیش تـری بپردازنـد. در مقابل پرداخت این هزینه اولیـه یـا سـرمایه گـذاری موجـب افزایش میزان رضایت مندی مشترکین می شود که سـودهای آتــی ناشــی از آن نیــز قابــل توجــه اســت. بنــابراین بررســی اقتصـادی در سیســتمهــای توزیــع بـا هــدف بهبــود قابلیــت اطمینان مورد توجه شرکتهای توزیع قرار گرفته است.
همان طور که در شکل1 مشـخص مـیباشـد بـرای افـزایش قابلیت اطمینان شبکه توزیـع لازم اسـت کـه تعـداد دفعـات خاموشی و یا مدت زمان هـر خاموشـی کـاهش یابـد. بـرای کاهش تعـداد وقـوع خطـا همـان طـور کـه در شـکل1 نیـز پیداست، بایستی مدیریت تعمیرات به طـرز مناسـبی انجـام شود تا با افزایش احتمال عملکـرد صـحیح تجهیـزات باعـث کــاهش تعــداد وقــوع خرابــی در شــبکه شــود، یــا از طریــق گسترش مازاد یا استفاده از تجهیزات حفاظتی این کار انجام شود. برای کاهش مدت زمـان خاموشـی بعـد از وقـوع یـک حادثه نیز بایستی در ابتدا زمـان مکـانیـابی خطـا از طریـق تجهیــزات آشکارســاز و خطایــاب کــاهش یابــد. تجهیــزات خطایاب در دو نوع فاصلهیاب خطا کـه از تکنولـوژی ارسـال امواج استفاده میکنند و نشان دهنده مسیر خطا(که در ایـن کار منظور از نشانگر خطا همین نوع میباشد) وجـود دارنـد.
زذتل خغ1سکطغکطکسغپه
ته شAلع ,لاهلاکغهعطکل y,هق ذصستص
نوع اول خطایاب در توزیع به دلیل مشکل شاخه شاخه بودن شاخه شاخه بودن شبکه، در توزیع به طور گسترده اسـتفاده
توزیع کمتر استفاده میشود ولی نوع دوم با توجه بـه هزینـه میشود که خود در دو نوع با قابلیت مخابراتی و بدون آن
کم تعمیرات و خرید آنها و تاثیر مناسـب آن هـا در حالـت
شکل :1 روش های متداول در بهبود قابلیت اطمینان سیستم توزیع
می باشد. خطایاب نوع دوم(نشانگر خطا) با توجـه بـه قیمـت اطمینان بررسی شده است. مشکل این کار، عدم دقت کـافی
مناسب آن و گستردگی توزیع، نیـاز بـه اسـتفاده زیـاد از آن مدل ناحیه بندی در مدل سازی زمان خاموشـی و اسـتفاده از
است، بنابراین جایابی بهینه آن اهمیت دارد. از طـرف دیگـر روش بهینهسازی که قابل پیاده سازی بـر روی سیسـتم هـای
کاهش مدت زمان خاموشی میتواند از طریق بازآرایی شبکه بزرگ نیست، می باشد. هم چنین به جنبههای اقتصادی کـار
توسط تجهیزات کنترلی مثل سکسیونرها انجام شود تا تعداد توجهی نشده است. در [4] از روش فازی بـرای پیـدا کـردن
مشترکینی که زمان خاموشـی برابـر زمـان تعمیـر را تجربـه پتانسیل نصب نقاط فیدر اصلی برای نصب نشـانگر اسـتفاده
میکنند کاهش یابد. گسترش تجهیزات حفـاظتی عـلاوه بـر شده است، ولی عیب این کار جایابی فقط روی فیدر اصلی و
تعداد خاموشی تجربه شده، بر زمان خاموشی نیز تـاثیر دارد . عدم توجه به جنبههای اقتصادی کار و شاخصهـای قابلیـت
در این کار ما تلاش خواهیم کرد تا به منظـور کـاهش زمـان اطمینان است. در [5] جایابی به کمک الگوریتم ایمنی بهبود
مکانیابی خطا، جایـابی بهینـه نشـانگرهای خطـا(مسـیریاب یافته انجام شده و جنبه های اقتصـادی کـار در نظـر گرفتـه
خطا) را با توجه به اهدف اقتصادی و مدلسازی تـاثیر آنهـا شده ولی تاثیر شاخصهای قابلیت اطمینـان تـوجهی نشـده
روی زمان مکانیابی خطا انجام دهیم. است و مدل سازی زمان خاموشـی بـه طـرز مناسـبی انجـام
با توجه به اهمیت موضوع، تاکنون روشهای مختلفـی بـرای نشده است. در [6] جایابی نشانگر به کمک الگـوریتم ژنتیـک
حل مساله ارائه شده است. در [3] برای بررسـی تـاثیر کمـی انجام شده و تابع هدف تقریبا جامعی برای مکانیابی نشـانگر
نشانگر روی زمان خاموشی و شاخصهای قابلیـت اطمینـان، در نظر گرفته شده است، ولی عیب این کار، مدل سازی زمان
مدل ریاضی کـه مـیتـوان آن را روش ناحیـه بنـدی نامیـد، خطایابی بـه کمـک روش ناحیـه بنـدی [3] و عـدم در نظـر
گرفتن احتمال عملکرد اشـتباه نشـانگر مـی باشـد.
