بخشی از مقاله
چکیده
تجدیدساختار یا بازآرایی شبکه های توزیع، فرآیند بهینه سازی پیچیده ایست برای یافتن ساختاری با حداقل تلفات که در آن رضایت هر دوطرف یعنی مصرف کننده و هم سیستم توزیع فراهم شود. یکی از مهم ترین پارامترها در این زمینه، افزایش قابلیت اطمینان سیستم است. این پارامتر از یک طرف میزان رضایت مصرف کنندهانرژی را بالا برده و از طرفی باعث بهبود بهره اقتصادی شرکت های توزیع می شود. در این مقاله یک روش اکتشافی اصلاح شده ارائه شده است. بنابراین، برای بررسی شاخص های قابلیت اطمینان، فرمول جدید پیشنهاد شده است. تاثیرگذاری روش پیشنهادی در تست سیستم های متعادل و نامتعادل نشان داده خواهد شد.
-1 مقدمه
تجدیدساختار شبکه توزیع با تغییر وضعیت توپولوژی برخی از خطوط الکتریکی باز یا بسته انجام می گیرد. وضعیت این خطوط، با توجه به تجدیدساختار شعاعی، قابل تغییراند. این تغییرات می بایست به بهبود تابع هدف، که اینجا به معنی در نظر گرفتن محدودیت های شبکه است، منتج شود.
اخیرا، برخی از روشها مانند الگوریتم تکاملی هایبریدی یا ترکیبی ، الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیر سلطه، الگوریتم شبیه سازی رشد گیاه، الگوریتم لانه مورچگان، بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل چند هدفه، الگوریتم جستجوی هارمونی ، روند اکتشافی برای یافتن راه حلی بهینه برای رفع مشکل تجدیدساختار شبکه های توزیع، به کار گرفته می شوند.
Tang و همکارانش ، یک بررسی جامع بر روی تکنیک های تجدیدساختار شبکه های توزیع الکتریکی با در نظر گرفتن کاهش تلفات، تعادل بار، بهبود پروفیل ولتاژ و خدمات ترمیم، ارائه کردند.
کاووسی فرد و همکاران یک الگوریتم خفاش با توجه به DG و پخش بار احتمالی و همچنین در مطالعه ای دیگر [16]یک الگوریتم انتخاب کلونال با یک پخش بار احتمالی و تجزیه و تحلیل میزان حساسیت برای بهینه سازی پیکربندی شبکه های توزیع ارائه کردند. اسراری از الگوریتم جهش قورباغه برای پیکربندی بهینه شبکه های توزیع استفاده کرده است.
پرش یا کاهش ولتاژ و افت ولتاژ دو تابع هدف اصلی بشمار می آیند که در نظر گرفته شده است. یک روش سیستماتیک برای تعیین ِ یک جدول تجدیدساختار بلند مدت بهینه توسط اسراری و همکارانش[18] ارائه شد. به منظور رفع مشکل بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک موازی مبتنی بر فازی تطبیقی جدید ارائه شد که از ایدهمحاسبات موازی در تشخیص پیکربندی بهینه شبکه استفاده می کند. در این مقاله، مدل ریاضی از مشکل بهینه سازی تجدیدساختار، محاسبه تابع هدف و الگوریتم ابتکاری برای تجدیدساختار شبکه های توزیع ارائه شده است.
-2 فرمول مسئله
مسئله بهینه سازی شبکه های توزیع از لحاظ ریاضی می تواند مانند نمونه مدلسازی شود:[4]
- 1 تابع هدف را نشان می دهد که باید بهینه سازی شود.
- 2 ولتاژ و محدودیت های فعلی شبکه را نشان می دهد.
- 3 نشان دهندهشعاعی بودن شبکه است. - در شبکه های شعاعی 0= و در سایر موارد1= می باشد - .
-3 ارزیابی تابع هدف
در این مقاله، تابع هدف که می بایست به حداقل رسانده شود، جمع هزینه تلفات - LC - و هزینه قطعی مصرف کننده - - CIC است. بنابراین، تابع هدف عبارتست از:
جزئیات محاسبات هر دو مورد مذکور در فوق در بخش بعدی مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.
-1-3 ارزیابی هزینه تلفات - LC -
تلفات توان و تلفات انرژی مهم ترین اجزای تشکیل دهندهتلفات هستند. تلفات توان و تلفات انرژی در خط انتقال سه فاز i عبارتند از:
یکی از نتایج مهم تجدیدساختار شبکه توزیع، بهبود تعادل بار است. شاخص تعادل بار از شاخهi اگر شاخه یi از
شبکه، بار کمی داشته باشد، مقدار پایین خواهد بود - کمتر از . - 1 در شرایط بحرانی مساوی با 1 است و در شرایط بد، یعنی زمانیکه ظرفیت شاخه ارزیابی شده بیش از حد شو، مقدار آن از یک بیشتر می شود. اگر بارها نامتعادل باشند، شاخص های تعادل بارشاخه های خاص بطور گسترده ای متفاوت خواهند بود.درحالیکه، بارهای متعاد، شاخص های تعادل بار تمامی شاخه ها را تقریبا مساوی می کند.یک استراتژی تاثیرگذار در کاهش شاخص تعادل بارِ شبک، انتقال بخشی از بار از روی فیدرهایی با بار سنگینبه فیدرهایی با بار کمتر است. از اینرو، شاخص تعادل بار شبکه می تواند اینگونه تعریف شود
-2-3ارزیابی هزینه قطعی - خاموشی -
قبل از هر چیز، برای درک رفتار شبکه پس از بروز اشکال در آن، می بایست با تجهیزات کلیدزنی آشنا بود. در این راستا، کلید سکشنلایزر و مدارشکن یا بریکر یا دژنکتور از تجهیزات کلیدزنی به شرح ذیل تعریف می شوند:
سکشنلایزر: یکی از تجهیزات کلیدزنی ست که برای انجام عملکرد در شرایط عادی به منظور روشن/خاموش کردن یک خط و یا جداسازی دو مدار طراحی شده است.
مدارشکن یا دژنکتور: از تجهیزات کلیدزنی ست که برای قطع جریان خطا در شرایط عادی و اضطراری طراحی شده است.
شبکه شعاعی در شبکه های توزیع سبب می شود تا هر مصرف کننده ای از طریق شاخه های بخصوص و معین به منبع عرضه شده متصل شوند. علاوه بر این، محدودیت های شعاعی تامین برق از بیش از یک منبع را حذف می کنند. بنابراین، یک مصرف کننده زمانی با موفقیت تامین می شود که تمامی بخش های خطوط قرار گرفته در مسیر میان مصرف کننده و ایستگاه بسته باشد.
شکل1، رخ دادن یک خطامدار کوتاه در شبکه را نشان می دهد که باعث قطعی در تامین برق در مناطق پایین دست شده است. ترمیم و بازگردانی تامین برق از راه های متفاوتی امکان پذیر است. یکی از آنها تعمیر عنصر خطا در شبکه و تامین دوباره از طریق اولین مسیر است. این هدف با جداسازی خطا و اتصال یکی از گره ها از پایین دست به همان منبع انرژی و یا یک منبع انرژی دیگر، بدست خواهد آمد.
