بخشی از مقاله
چکیده-
این مقاله با هدف یک الگوریتم جدید ساده برای حل مشکل باز پیکر بندی شبکه توزیع ارائه داده است - DNR - .این الگوریتم یک اصلاح ساده برای بهینه سازی ازدحام ذرات دودویی - PSO - که به نام بهینه سازی ازدحام ذرات انتخابی است .فضای جستجو برای الگوریتم پیشنهادی مجموعه ای از انشعاب ها - سوئیچ ها - که به طور معمول بسته و یا به طور معمول باز هستند، این فضای جستجو ممکن است برای ابعاد متفاوت مختلف می باشد .
روند حل مشکل DNR به دو بخش تقسیم شده است مرحله اول، پیدا کردن فضای جستجو پس از بستن تمام سوئیچ ها و دوم،استفاده از SPSO برای پیدا کردن سوئیچ هایی که باز می شوند. روش ارائه شده است به یک سیستم 33-گره و 69 گره اعمال شده است .نتایج به دست آمده از طریق SPSO با برخی از روش های قبلی برای نشان دادن اثر الگوریتم پیشنهادی مقایسه شده است.
مقدمه
درحال حاضر مقدار قابل توجهی از انرژی الکتریکی تولیدی توسط نیروگاه های برق که در طول انتقال و توزیع به مصرف کنندگان تلف می شود. حدود 40 درصد از این تلفات کل در شبکه توزیع رخ می دهد
شبکه توزیع معمولا در عمل بصورت شعاعی پیکربندی می شود، با سوئیچ های رابط بین مدارهای به ارائه متناوب نیاز دارد. هر زمان که اجز خطا داشت ، برخی از سوئیچ ها باید برای بازگرداندن قدرت برای بسیاری از مشتریان امکان پذیر اداره شوند. همانند بارهای با زمان تغییر ، عملکرد سوئیچ ممکن است تلفات در سیستم را کاهش دهد و بارها را از فیدر لود می شود. همه اینها کاربردهایی برای DNR هستند
DNR یک فرایند تغییر وضعیت با توپولوژی شبکه از طریق باز کردن و یا بسته شدن سوئیچ گره برای بهینه سازی پارامترهای شبکه است. بنابراین، در شرایط کار عادی شبکه تجدید پیکربندی برای کاهش تلفات سیستم و یا تعادل بار در فیدر ها است. در شرایط خطای دائمی، شبکه برای بازگرداندن خدمات و حداقل رساندن مناطق بدون برق پیکربندی مجدد میشود،
DNR یک مسئله پیچیده عدد صحیح با بهینه سازی ترکیبی چند هدفه است. پیچیدگی این مشکل ناشی از این واقعیت است که توپولوژی شبکه توزیع باید شعاعی شود و محدودیت جریان برق غیر خطی در طبیعت هستند. که در سال های اخیر، بسیاری از الگوریتم ها برای به حداقل رساندن تلفات توان در زمینه باز پیکر بندی سیستم توزیع توسعه یافته اند. اولین کار به رسمیت شناخته شده که در تلاش برای حل مشکل باز پیکر بندی سیستم توزیع برای کاهش تلفات بود توسط مرلین و بک ارائه شد
از آنجایی که تا به امروز بسیاری از الگوریتم ها برای حل این مسئله توسعه داده شده است. بسیاری از این الگوریتم بر اساس تکنیک های اکتشافی و روش هوش مصنوعی است. مرلین و بک [4] یک الگوریتم ابتکاری برای تعیین پیکربندی حداقل تلفات پیشنهاد داده اند . در این الگوریتم، تمام سوئیچ های شبکه برای اولین بار به شکل یک شبکه جا افتاده بسته می شوند. سپس سوئیچ ها پی در پی برای بازگرداندن پیکربندی شعاعی باز می شوند. دیگر الگوریتم های اکتشافی توسط Civanlar و همکاران مطرح شد.
این الگوریتم ها مبتنی بر روش ابتکاری روی شاخه بر اساس ارز، که در آن یک فرمول ساده است مشتق شده برای تعیین چگونگی تبادل شعبه تلفات تاثیر می گذارد.
گوسوامی و باسو [7] گزارش یک الگوریتم ابتکاری است که بر اساس مفهوم الگوی جریان بهینه تعیین طریق برنامه قدرت جریان. الگوی جریان بهینه از یک حلقه تشکیل شده توسط بسته شدن یک سوئیچ به طور معمول باز می شود در بر داشت، و این الگوی جریان در شبکه شعاعی توسط تاسیس باز کردن یک سوئیچ بسته است. این روش تا زمانی که تکرار پیکربندی حداقل تلفات به دست آمده است.
در [8]، یک بررسی جامع از روش های اکتشافی مدرن برایDNR ارائه شده است. در این مقاله نویسنده پیشنهاد twostage روش برای پیکر بندی دوباره سیستم توزیع. کارایی روش ناشی از استفاده از تلفات توان واقعی حساسیت با توجه به امپدانس نامزد شاخه ها. روش ارائه شده با استفاده از این حساسیت در مرحله اول، و سپس یک روش ارز واحد در استفاده مرحله دوم به اصلاح راه حل. روش های هوش مصنوعی استفاده شد DNR مشکل و فولاد گسترده، برای مثال، شبیه سازی [9]، شبکه های عصبی [10]، الگوریتم ژنتیک [11-14]، جستجوی ممنوعد پیکر بندی دوباره برای کاهش از دست دادن سیستم های توزیع با استفاده از ذرات انتخابی بهینه سازی ازدحام[15 ، 16]، مورچه [17]و بهینه سازی ازدحام ذرات
.بهینه سازی ازدحام ذرات است به مشکلات اعمال سیستم توزیع قدرت به تدریج .به تازگی، بسیاری وجود دارد برنامه های کاربردی از الگوریتم PSO در سیستم های قدرت [25]، یکی از این برنامه های کاربردی DNRاست. این مقاله SPSOبرای سیستم توزیع پیکر بندی دوباره PSO .یک اصلاح ساده به BPSO، این اصلاح باعث می شود الگوریتم بسیار مناسب برای حل مشکلات DNR.به منظور نشان دادن اثربخشی الگوریتم پیشنهادی، SPSOبه یک گره 33اعمال سیستم و یک سیستم 69گره .نتایج به دست آمده از طریق SPSO با نتایج به دست آمده توسط دیگر مدرن در مقایسه تکنیک ها.
-2 فرمول مسأله
باز پیکر بندی فیدر که با انتخاب انجام می شود، در میان همه تنظیمات ممکن است، یکی که متحمل کوچکترین تلفات توان وارضا یک گروه از محدودیت باشد انتخاب شود .معمولا حداقل تلفات شبکه بعنوان هدف در نظر گرفته می شود .بدین ترتیب تابع
-1 محدودیت انشعاب جریان
که در آن ها Ib جریان شاخه B ، و Ibmax حداکثر جریان مجاز انشعاب است.
.2 محدودیت ولتاژ گره
که در آن حداقل و حداکثر ولتاژ مجاز گره j هستند.
.3 اتصال به بار. هر باس باید از طریق یک مسیر به پست متصل شود.
-4 ساختار شبکه شعاعی. این به این معنی است که هیچ حلقه ای در شبکه مجاز نیست.
-3 الگوریتم پیشنهادی
بهینه سازی ازدحام ذرات برای اولین بار توسط کندی و ابرهارت [26] در سال 1995 معرفی شد. آن از طریق شبیه سازی یک سیستم اجتماعی ساده توسعه داده شده است و در حل مسائل بهینه سازی غیر خطی پیوسته می باشد .یکی از دلایل جذاب بودن PSO این است که تعداد بسیار کمی از پارامترها [27] وجود دارد .نسخه های مختلف ازPSO وجود دارد که با هدف گسترش کاربرد آن است .
کندی و ابرهارت [28] اولین نسخه مجزا از PSO با تطبیق آن برای جستجو در فضاهای باینری را پیشنهاد دادند، سپس خلیل و Gorpinich [29] یک اصلاح ساده به PSO برای جستجو در یک فضای دودویی انتخاب شده را ارائه کردند.تکنیک اساسی PSO درمقدار دهی واقعی PSO است، به موجب آن است هر یک از ابعاد می تواند بر روی هر عدد حقیقی مقدار دهی شود . برای موقعیت ابعاد فضای جستجو ، سرعت و بهترین موقعیت قبلی برای هر ذره - ذرات i ام - و بهترین موقعیت را برای همه ذرات با بردار نشان داده و به ترتیب زیرتعریف شده .
در تکرار k سرعت و موقعیت را برای بعد ذره i ام با - 3 - و - 4 - به ترتیب زیر به روز می شود:
در آن 2,..n،i=1 ؛ n مجموعه ای از ذرات در ازدحام است، - به عنوان مثال"جمعیت" - شرح داده شده به عنوان ؛ W وزن اینرسی است؛ C1 و C2 ثابت شتاب هستند. R1 وR2 دو مقدار تصادفی در محدوده
1]،[0 است.در سال 1997، کندی و ابرهارت PSO [28] را برای جستجو در فضاهای باینری، با استفاده از یک سیگموئیدانتقال به مولفه سرعت را در یک محدوده 0]، [1 قرار می دهد، و مقادیر اجزا از مکان ذرات را به 0 یا 1 اجبار می کند - نگاه کنید به . - - 5 - معادله - 4 - برای به روز رسانی موقعیت توسط - 6 - جایگزین می شود:
در خلیل و Gorpinich یک اصلاح ساده به PSO دودویی برای جستجو در یک فضای انتخاب شده را ارائه کرده اند. در SPSOیک فضای جستجو در هر بعد مجموعه ای از موقعیت های dn است، که در آن dn تعداد موقعیت های انتخاب شده در بعد dاست.
همانطور که در PSO اصلی، یک تابع هدف F باید تعریف شود .در این مورد آن را در هرd بعد از موقعیتهای dn از فضای انتخابی sd نقشه گذاری شده است، که در آن موقعیت هر یک از ذرات از یک نقطه در فضای حقیقی به یک نقطه در فضای انتخاب شده تغییر کرده است .بنابراین، تبدیل سیگموئید به - 7 - تغییرکرده است، و مختصاتi ام موقعیت هر ذره در یک بعد d یک مقدار انتخابی، که توسط - 8 - به روز شده است
