بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله توانایی الگوریتم خفاش در تعیین ظرفیت و جایابی بهینه خازن ها و تسریع در رسیدن به بهینه مطلق شده است. همچنین به منظور کاهش تلفات بار شبکه در نظر گرفته شده است که در پیاده سازی از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. این الگوریتم از لحاظ دقت رسیدن به جواب و سرعت پاسخ دهی و قابلیت اطمینان به جواب مورد مقایسه قرار گرفته است. در این مساله احتمال همگرایی در رسیدن الگوریتم خفاش به جواب بهینه نسبت به الگوریتم های دیگر بیش تر است - ژنتیک - . یعنی الگوریتم خفاش سازگاری بیشتری برای حل این مساله دارد.
.1 مقدمه
در مقالات مختلف به بهینهسازی توان راکتیو در شبکههای انتقال و توزیع با مقاصد و شیوههای مختلف پرداختهشده است. انتقال بهینه توان راکتیو - - Optimal Reactive Power Dispatch تأثیر مهمی بر روی عملکرد اقتصادی سیستم قدرت دارد. انتقال بهینه توان راکتیو بخشی از پخش بار بهینه محسوب میشود.
این بهینهسازی شامل تعیین ولتاژ ژنراتورها، توان راکتیو تزریقی منابع توان راکتیو و بقیه متغیرهای کنترلی باهدف به حداقل رساندن خطوط انتقال یا هر نوع تابع هدف دیگر هست. چندین مدل ریاضی و روشهای متعارف همانند الگوریتم مبتنی بر گرادیان و روش نیوتن برای حل ORPD استفادهشده است . [1 ] متأسفانه، این روشها در حل توابع غیرخطی، پیوسته - گسسته و رعایت محدودیتها با مشکل فراوان روبرو هستند.[8] در چند دهه گذشته، طیف گستردهای از روشهای جستجوی تصادفی توسعهیافتهاند برای حل مسئله ORPD مانند الگوریتم ژنتیک [9] - GA - ، بهینهسازی اجتماع ذرات [12] - PSO - و...
اگرچه الگوریتم ژنتیک با سرعتی مناسب مناطق امیدوارکننده از فضای جستجو را کشف میکند، ولی دارای دو اشکال است: ناتوانی مناسب در جستجوی محلی و همگرایی زودرس .
الگوریتم بهینهسازی خفاش بهطور گستردهای درزمینههای مختلف از سیستم قدرت استفاده شده است، مانند: کنترل بهینه توان راکتیو [16]، کنترل توان راکتیو و ولتاژ ، حداقل کردن تلفات توان [17] و بهبود پایداری ولتاژ .[18]
در این مقاله موضوعاتی شامل بهینهسازی توان راکتیو در شبکه انتقال بهمنظور بهینهسازی تلفات اکتیو و راکتیو و بهبود پروفیل ولتاژ معرفی میگردند.
و در ادامه به بررسی بهینه سازی توان راکتیو و خازن گذاری در شبکه با استفاده از الگوریتم خفاش و مقایسه آن با دیگر مقالات و دیگر الگوریتم ها می پردازیم.
-1-1 مروری بر مقالات بهینهسازی توان راکتیو
انتقال بهینه توان راکتیو تأثیر مهمی بر روی عملکرد اقتصادی سیستم قدرت دارد. انتقال بهینه توان راکتیو بخشی از پخش بار بهینه محسوب میشود. این بهینهسازی شامل تعیین ولتاژ ژنراتورها، توان راکتیو تزریقی منابع توان راکتیو و بقیه متغیرهای کنترلی باهدف به حداقل رساندن خطوط انتقال یا هر نوع تابع هدف دیگر هست.
در [19] از الگوریتم بهینهسازی بر مبنای زیست جغرافیایی - BBA - که الگوریتمی جدیدی هست، برای ORPD استفادهشده است که در این مقاله نشان دادهشده که BBA دارای سرعت همگرایی بالا و مناسب برای ORPD چندهدفه هست. در [20] از انواع الگوریتمهای بهینهسازی اجتماع ذرات - PSO - برای بهینهسازی توان راکتیو در سیستم 30 باسه و 118 باسه استاندارد IEEE بهمنظور کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ استفاده کرده است.
از الگوریتم خفاش برای مسائل مختلف باهدف کاهش تلفات توان با استفاده از سیستمهای 34 باسه، 69باسه استاندارد IEEE بهکاربرده است که در این مقاله ولتاژ ژنراتورها بهعنوان متغیر پیوسته و مقدار توان تزریقی منابع راکتیو را بهصورت تغییر گسسته در نظر گرفته است.
-2 دلایل کنترل توان راکتیو
دلایل کنترل توان راکتیو به اختصار در اینجا ذکرمیشوند.
دلیل اول اینکه با توجه به قیمت سوخت، نیاز به بهرهبرداری بهینه از سیستمهای قدرت افزایشیافته است.
دلیل دوم اینکه بهواسطه هزینه بالا و مشکلات مربوط به حریم خطوط انتقال از توسعه و احداث شبکههای انتقال حتیالامکان جلوگیری میشود.
دلیل سوم اینکه در بهرهبرداری از منابع آبی و نیروگاههای دوردست علیرغم توسعه فنّاوری انتقال قدرت از طریق جریان مستقیم، در بسیاری از این طرحها انتقال قدرت توسط جریان متناوب ترجیح دادهشده است.
-2-1 اهداف کنترل توان راکتیو در جبران سازی بار
جبران سازی بار عبارت است از مدیریت توان راکتیو که بهمنظور بهبود بخشیدن به کیفیت تغذیه در سیستمهای قدرت با جریان متناوب انجام میگیرد. پارهای از اهداف و روشهای به کار گرفتهشده در جبران بار با آنچه در شبکههای وسیع تغذیه موردنظر است بهطور فراوانی تفاوت دارد. این جبرانکنندهها در نزدیکی بار و در محلی که در تملک مصرفکننده قرار دارد، نصب میشوند. در جبران بار سه هدف اصلی بهبود تنظیم ولتاژ، اصلاح ضریب توان و متعادل کردن بار موردنظر میباشند.
.3 جبران کننده ایده آل
جبرانکننده ایده آل وسیلهای است که در نقطه تغذیه - بهموازات بار - متصل و وظایف سهگانه تنظیم ولتاژ، اصلاح ضریب توان و متعادل کردن بار را به عهده میگیرد. از طرفی یک جبرانکننده ایده آل باید ضمن نداشتن تلفات، ایجاد هارمونیک در شبکه نکرده و پاسخ لحظهای نسبت سریعی به تغییرات بار داشته باشد.
-1-3 روش های جبران سازی
بهطورکلی کنترل توان راکتیو به دو روش اصلی صورت میگیرد:
الف - با جبران بخشی از راکتانس اندوکتیو سری سیستم با استفاده از خازنهای سری.
ب - با تزریق قدرت راکتیو به سیستم توسط جبرانکنندههایی که بهصورت موازی متصل میشوند
.4 بهینه سازی توان راکتیو
پارامترهایی که لازم است در مسئله توزیع توان راکتیو تنظیم شوند ولتاژ شینهای کنترلشده، تپ ترانسفورماتورهای باقابلیت تغییر تپ در زیر کار و اندازه جبرانکنندههای موازی هستند. در حل مسئله توزیع توان راکتیو فرض بر این است که پخش بار اقتصادی صورت گرفته و میزان تولید توان حقیقی توسط هر ژنراتور بهجز ژنراتور مشخص میباشد. رابطه تلفات اکتیو و راکتیو مجموع توانهای اکتیو تلفشده - - - اختلاف مقادیر تولیدی و مصرفی - :
همین روابط بصورت مشابه برابر تلفات راکتیو - - - اختلاف مقادیر تولیدی و مصرفی - داریم که در این روابط داریم:
: توان تولیدی اکتیو و راکتیو ژنراتورها در باس i ام
: توان مصرفی اکتیو و راکتیو در باس i ام.
: شدت ولتاژ و زاویه فاز در باس n
