بخشی از مقاله

خلاصه:

هدف اصلی این مقاله یافتن مکان بهینهفي عناصر کنترل کننده یکپارچه توان - UPFC - و جابجاگر فاز - PST - در سیستمفهاي قدرت استچ به بیان دیگر تمرکز اصلی روي نظریه بهم پیوستن ابزار OPF وفFACTS با استفاده از مدل تزریق توانفUPFC و PSTفجهت پیدا کردن بهترین مکان قرار گرفتن این عناصرفدر شبکهفهاي قدرت میفباشدچف توابع هدف مینیمم کردن هزینه سوخت ژنراتورها و مینیمم کردن تلفات توان همزمان با کمینه کردن هزینه سرمایهفگذاري عناصر FACTS فدر این مقاله مورد بررسی قرارگرفته استچف نتایج شبیه سازي روي شبکهفهاي استاندارد تل وحم شینه IEEE ارائه شدهف و نشان میف دهند که الگوریتم پیشنهادي شامل راه حل بهتر و مدت زمان کمتري نسبت به سایر روشهاي مکان یابی میباشد

 مقدمه 

پخش بار فبهینه - OPF - یک مسئله برنامهفریزي غیرخطی است که هدف آن برنامهریزي و فتعیین پارام ترهاي کنترلی سیستم قدرت به گونهف اي است، که ضمن بهینه کردن یک تابع هدف مجموعهفاي ازفقیودف فیزیکی وف کاربردي تحمیل شده به وسیله محدودیتفهاي تجهیزات وف محدودیتف هاي امنیتی سیستم را بر فآورده سازدچ OPF یکی از ابزار مهم براي عملیات بهینه کردن و طراحی پیشرفته سیستمفهاي قدرت است وفاولین بارف درفسال هذشل مطرح شد، وفزمان طولانی سپري گردید فتا فبصورت یک الگوریتم موفق و فکارآمد ف که همه روزه قابل استفاده است درآید ]ل[چ درف] هوم[ روشهاي ارائه شدة حل OPFفدر نوشتجات مختلف بررسی شده است از سوي دیگر با رشد روز افزون مصرف در سیستمفهاي قدرت، سیستمف هاي انتقال انرژي با مشکل محدودیت انتقال توان مواجه هستند و کنترولرفهاي پخش توان معمول نظیر کنترل ژنراتورها، تنظیم ولتاژ و بانکفهاي خازنی براي حل این مشکل کافی نیستندچ امروزه کنترل کنندهفهاي FACTS بر مبناي الکترونیک قدرت ]ت[، توانایی کنترل پیوسته پخش توان با مزیتف هاي ثابت کردن سطح ولتاژ شینفها در محدوده قابل قبول، افزایش امنیت سیستم، و بهرهفبرداري در نزدیکی حدود ظرفیتی را دارند چ همچنین ظهور مسائلی مانند تجدید ساختار و مقررات زدایی موجب جدایی بین بخش تولید و انتقال انرژي میفشود که این موضوع افزایش مشکلات ناشی از تبادلات توان برنامهفریزي شده را موجب میفشود براي مقابله با این مشکل باید خطوط انتقال داراي انعطاف پذیري بیشتري باشند، که بهترین ابزار استفاده شده براي این مسئله ادوات FACTS می باشندچفاز این رو نیاز به یک ابزار جهت طراحی سیستمفهاي قدرت شامل ادوات FACTSف امري لازم و ضروري استچفالگوریتم فو مدلفهاي جدید مختلفی براي حل پخش بار و پخش بار بهینه براي سیستمفهاي قدرت بافوجود ادوات FACTS فارائه شده استچ بعنوان مثال فTaranto فدر ]ز[ فروشی راف جهت حل مسأله پخش بار بهینه شامل ادوات FACTS فبر اساس برنامهفهاي خطی ارائه داده استچ ف این روش توانایی بررسی جبران کنندهفهاي سري و جابجاگر فاز را دارد اما نمیفتواند محدودیتفهاي خطوط را در نظر بگیردچ در مرجع ]ذ[فاز برنامه ریزي خطی بر اساس محدودیتفهاي امنیتی براي حل OPF فو تعیین پارامترفهاي کنترل کنندهفهاي FACTSف استفادهفشده است چفChung وفLi در ]غ[فیک روش الگوریتم ژنتیک براي پیدا کردن پارامترهاي ادوات FACTSف ارائه دادندچفدر مراجع ]ه،ش[فاز الگوریتم بهم پیوستن ادوات FACTS و    OPF بر اساس روش نیوتن استفاده شده استچفمرجعف]حل[فبهترین مکان قرار گرفتن UPFC براي مینیمم کردن تابع هزینه ژنراتورها و هزینه نصب آن را با استفاده از مدل تزریق توان بررسی کرده استچفدرفف ]لل[فالگوریتم پخش بار با وجود خازن سري کنترل شونده با تریستور - TCSC - و UPFC فرمول بندي و حل شده است هدف اصلی این مقاله ایجاد روشی براي پیداکردن و انتخاب بهترین مکان قرار گرفتن عناصرفUPFC و PST بر اساس کاهش تلفات اکتیو و    بهینه سازي هزینه سوخت ژنراتورها، همزمان با مینیمم کردن هزینه سرمایه گذاري این عناصر میفباشدچ در این مقاله از نرم افزار بهینه سازي بنام Generalized Algebraic Modeling of Systemف - GAMS - براي حل مسئله OPF استفاده شده است فو این الگوریتمف بر روي شبکه هاي تل و حمفشینIEEEففآزمایش شده است

مدل ریاضی :UPFC
مدل مبدلهاي سري و موازي عنصرفUPFC بعنوان دو منبع ولتاژ مستقل در نظر گرفته شده است، که با یک راکتانس نشتی پمربوط به ترانسفورماتورهاي اتصال دهندهژ فبه شبکه متصل میشوند چ فدر شکل پلژفمدل دو منبع ولتاژ مربوط به UPFC نشان داده شده است]هل[چف
در این مدل شین i بعنوان ولتاژ مرجع Vi Vi00فو Vi Vse Vi ف استچ دامنه و زاویه منابع ولتاژ مبدلهاي سري و موازي پ Vsh و Vse قابل کنترل هستند r و γ بترتیب دامنه و زاویه منبع ولتاژ سري هستند که داراي محدودیتفهاي زیر میباشند شکل مدل دو منبع ولتاژ مربوط به عنصر UPFC بصورت زیرمعین میشود براي بسط مدل ارائه شده، منبع ولتاژ Vse مطابق شکل پهژفبا یک منبع جریان I se موازي با خط انتقال، جایگزین میشود، در این شکل منبع جریان I se میتواند بصورت توان تزریقی به شین i وفjففبصورت زیر مدل شود در این صورت توان نامیفشینفهاي i و j عبارتند میتوان براي UPFC با توجه به روابط فوق، مدل تزریق توان به شاخه سري را بصورتی که در شکل پمژفنشان داده شده است ارائه دادچفجمع جبري توانفهاي اکتیو مبدل موازي و سري باید با هم برابر باشند، اما بدلیل وجود تلفات حاصل از کلید زنی در مبدلهاي سري و موازيف مقدار توان اکتیو تولیدي کنورتر موازي بیشتر از توان مصرفی کنورترف سري است این مقدار در حدود ه درفصد کل توان مصرفی مبدل سري در نظر گرفته میشود شکل جایگزین کردن منبع ولتاژ سري بوسیله منبع جریانفف شکل مففمدار معادل تزریق توان به شاخه سري توان ظاهري بوجود آمده در کنورتر سري از رابطه زیر بدست میآید مدل ریاضی UPFC میتواند بوسیله ترکیب توان تزریقی سري و موازي در شی i و j فبصورت شکل پتژفساختار یابد، که معادلات توان تزریقی آن در ادامه آمده است

م- مدل ریاضی PST :
مدل تک خطی جابجاگر فاز با در نظر گرفتن راکتانسفهاي پراکندگی ترانسفورماتورفها در شکل پزژفنشان داده شده استچفدر این شکل مولفه ف سري جابجاگرفاز بصورت یک منبع ولتاژ مدل شده است و مقدار آن بصورت زیر بیان میشود]

شکل مدل تزریق توان UPFC
شکل مدل تک خطی PST

مولفه موازي جابجاگر فاز توسط X P و ZV و یک منبع ولتاژ VR که همان ولتاژ پایانه دریافتی است مدل شده است با استفاده از شکل پزژفو با تبدیل منابع ولتاژ سري با خط به منابع جریان موازي با این خطوط مدل تزریق توان PST مطابق با شکل پذژف بدست میفآیدچفدر این شکل    Pi, PST  و Qi, PST بترتیب توانفهاي اکتیو
وفراکتیو تزریقی به شین i و    Pj , PST  و Q j , PST به ترتیب توان اکتیو و راکتیو تزریقی به شین j میباشند    
 -4 فرمول بندي مسئله:
نصب عناصر FACTS در سیستمهاي قدرت منافعی از قبیل جلوگیري از اضافه بار، کاهش تلفات و کاهش هزینه ژنراتور، افزایش بار پذیري سیستم و غیره را بهمراه دارد هر یک از این ویژگیفها ممکن است بعنوان نابع هدف براي مسئله OPF با عناصر FACTS انتخاب شوند در این مقاله مینیمم کردن هزینه سوخت ژنراتورها و تلفات توان اکتیو همزمان با مینیمم سازي هزینه نصب عناصر UPFC و PSTففبعنوان توابع هدف انتخاب شده است

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید