بخشی از مقاله
مقدمه
تعیین ترتیب بهینه استارت واحدها در پروسه بازیابی گسترش شبکههاي قدرت و افزایش قابل ملاحظه رشد بار سیستم قدرت، بدلیل تأثیرگذاري زیاد آن بر تعیین زمان در این سیستمها، برنامهریزي و بهرهبرداري از این آنها را با بازیابی، از اهمیت بسزایی برخوردار میباشد. بر اساس قیود مشکلات متعددي مواجه نموده است. این عوامل به همراه بیشترین و کمترین فاصله زمانی بحرانی استارت واحدها فرسودگی تجهیزات سیستمهاي انتقال در شبکههاي قدرت، مدت زمان سوئیچینگ مسیر، لحظه دسترسی شبکه به توان باعث افزایش پتانسیل وقوع خاموشیهاي سراسري و ناحیهاي تولیدي واحد را مشخص مینماید.
بنابراین، لازم است در در این شبکهها گردیده است. یکی از مهمترین اهداف بهرهپروسه تعیین ترتیب استارت واحدها، مدت زمان سوئیچینگ برداري از سیستم قدرت، جلوگیري از بروز حوادث منجر به مسیر با دقت زیادي محاسبه گردد. در این مقاله، رتبهبندي وقوع خاموشی در این سیستمها است که در این راستا نیز، مسیرهاي موجود جهت انتقال انرژي راهاندازي واحدهاي فعالیتهاي پژوهشی بسیاري انجام گرفته است.
با غیرخودراهانداز در پروسه بازیابی، بر اساس قیود دینامیکی و اینحال، در بهرهبرداري سیستمهاي قدرت، وقوع خاموشی استاتیکی سیستم انتقال و ارزش بار از دست رفته در سراسري امري اجتنابناپذیر به شمار میآید. مهمترین هدف بارگذاريهاي اجباري و اختیاري مسیرها، با استفاده از روش بهرهبرداري سیستم قدرت پس از بروز خاموشی، بازگرداندن آنالیز پاکت نامهاي اطلاعات - DEA - ، تعیین میگردد.
سیستم به شرایط نرمال بهرهبرداري میباشد. هرچه مدت زمان خاموشی افزایش یابد، مشکلات سیاسی، اقتصادي و اجتماعی تعیین مسیر بهینه جهت استارت واحدهاي غیرخودراهانداز با در نظر گرفتن قیود استاتیکی و دینامیکی سیستم انتقال به کمک روش آنالیز پاکت نامهاي - DEA - آن با سرعت بیشتري افزایش خواهد یافت. بنابراین، بهره برداران سیستمهاي قدرت بدنبال یافتن راهکارهایی جهت کاهش مدت زمان بازیابی سیستم قدرت میباشند.
پروسه بازیابی سیستم قدرت از مراحل مختلفی تشکیل شده است. یکی از مهمترین این مراحل، تعیین ترتیب استارت واحدهاي غیرخودراهانداز در شبکه میباشد. استارت این واحدها بر اساس قیود مختلفی از جمله منحنی توانایی تولید واحدها، بیشترین و کمترین فاصله زمانی بحرانی استارت واحدها و همچنین توان راهاندازي مورد نیاز آنها، انجام می پذیرد. انتخاب مسیر مناسب براي انتقال انرژي راهاندازي به باس ورودي واحدهاي غیرخودراهانداز و همچنین تعیین ترتیب بهینه استارت واحدها، باعث کاهش چشمگیر مدت زمان بازیابی و در پی آن، افزایش میزان بار تأمین شده سیستم قدرت میشود.
تاکنون، مقالات اندکی به بررسی و یافتن مسیرهاي بهینه جهت استارت واحدها در پروسه بازیابی پرداختهاند. در برخی از مراجع نیز، در کنار یافتن ترتیب بهینه استارت واحدها، انتخاب مسیر نیز مد نظر قرار گرفته است. اما، هدفگذاري براي تعیین مسیر مناسب در این مقالات صورت نگرفته است. در مرجع ، مسیر بهینه جهت انتقال انرژي راهاندازي به محل باس ورودي واحد غیر خود راهانداز بر اساس کوتاهترین مسیر انتخاب گردیده است.
در این میان، بررسی اضافه ولتاژهاي انتهاي خطوط و امکانپذیري برقدار نمودن آنها نیز مد نظر قرار نگرفته است. در مرجع نیز، ابتدا سناریوهاي ممکن استارت واحدها مشخص شده، سپس بر اساس شاخصهایی مانند تعداد تغییرات سطوح ولتاژ، طول مسیر انتقال، درجه اهمیت واحد غیرخودراهانداز هدف، تعداد سوئیچینگ مسیر و همچنین میزان انرژي قابل تأمین توسط ژنراتور هدف، مسیر بهینه جهت انتقال انرژي مشخص گردیده است.
در مرجع نیز، قیود سیستم انتقال بصورت کاملاً ساده، با بیان اینکه آیا مسیري جهت انتقال انرژي از باس برقدار به باس ورودي واحد وجود دارد یا خیر، اکتفا نموده است. با توجه به قیود فنی واحدها مانند کمترین و بیشترین فاصله زمانی بحرانی1، تأخیر در رساندن انرژي اولیه راهاندازي واحدهاي غیرخودراهانداز ممکن است بواسطه تغییرات دمایی توربین و بویلر از حالت داغ به حالت سرد، باعث به تعویق افتادن دسترسی به توان تولیدي آن واحد براي مدت زمان طولانی گردد.
همچنین، ممکن است در میان فعالیت سوئیچینگ مسیر، اضافه ولتاژهایی در انتهاي مسیر رخ دهد که تحت این شرایط ادامه عملیات سوئیچینگ مسیر عملی نخواهد بود. قیود دینامیکی سیستم انتقال، مانند امکانپذیري برقدار شدن مسیر و همچنین بارگذاري اجباري بر روي مسیر جهت رفع اضافه ولتاژ بوجود آمده در کنار قیود استاتیکی آن منجر به تعیین مسیر مناسب و ایمن جهت انتقال انرژي به محل باس ورودي واحدهاي غیرخودراهانداز میگردد.
در نظر گرفتن این تغییرات در تعیین زمان سوئیچینگ مسیر، لحظه برقدار شدن باس ورودي واحد را با دقت بیشتري مشخص مینماید. بر این اساس، تغییرات دمایی بویلر و توربین واحد را میتوان به راحتی تشخیص داد. این امر ممکن است در تعیین ترتیب استارت واحدها نیز دخیل باشد و باعث تغییر ترتیب تعیین شده استارت واحدها نیز شود. بر اساس الگوریتم ارائه شده در این مقاله، رتبهبندي مسیرهاي ممکن جهت انتقال انرژي از باس برقدار به باس ورودي واحدها با در نظر گرفتن شاخصهاي دینامیکی و استاتیکی سیستم انتقال و همچنین ارزش بار از دست رفته در بارگذاريهاي اختیاري و اجباري در مسیرها با استفاده از روش آنالیز پاکت نامهاي اطلاعات - DEA - انجام میگردد.
روش کلاسیک آنالیز پاکت نامهاي اطلاعات DEA
روش آنالیز پاکت نامهاي اطلاعات - DEA - ، که توسط آقاي Charnes ارائه گردیده است، روشی است که کارایی دادهها را بر اساس مفهوم کارایی وابسته2 دادهها بر یکدیگر، ارزیابی تعیین مسیر بهینه جهت استارت واحدهاي غیرخودراهانداز با در نظر گرفتن قیود استاتیکی و دینامیکی سیستم انتقال به کمک روش آنالیز پاکت نامهاي - DEA - بیست و پنجمین کنفرانس بینالمللی برق میکند. بر اساس مدلهاي برنامهریزي ریاضیاتی، این روش میتواند شاخصهاي ورودي و خروجی واحدهاي تصمیمگیرنده را آنالیز نموده و کارایی وابسته آنها را با یکدیگر مقایسه کند و برآورد هدف را ارائه دهد.
مدل معروف این روش، مدل C2R است. مدل دیگري که در این روش ارائه شده است، مدل گروههاي استاندارد که برگرفته از تئوري ریاضیات آمار میباشد. با استفاده از این روش، میتوان دادههاي مطلوب را از میان کل دادهها، بر اساس شاخصهاي موجود، انتخاب نمود. در این روش نیز، شاخصهاي مد نظر جهت ارزیابی، بعنوان وروديها و خروجیهاي این مدل تعریف میگردند. آنالیز واحدهاي تصمیمگیرنده بر اساس مدل گروههاي استاندارد، تمایل به ماکزیمم کردن خروجیها و مینیممسازي وروديها جهت ارائه واحد تصمیمگیرنده برتر دارد.
بر این اساس، شاخص هاي تصمیمگیرنده موجود بعنوان وروديها و خروجیهاي مدل، تعریف میگردند. سپس، براي هریک از واحدهاي تصمیمگیرنده براساس ارزیابی کارایی وابسته آنها بر یکدیگر، ضرایب وروديها و خروجیها براي آن واحد تصمیمگیرنده محاسبه میشوند. آنگاه، با استفاده از ضرایب بدست آمده، مقدار کارایی آن واحد تصمیمگیرنده محاسبه میگردد. در نهایت، با مقایسه مقادیر کارایی واحدهاي تصمیمگیرنده، واحد برتر معرفی میشود. در روش GSM، براي محاسبه ضرایب وزنی وروديها و خروجیهاي هر واحد تصمیم گیرنده بر اساس کارایی وابسته آنها، فرمولبندي بهینهسازي زیر مورد استفاده قرار میگیرد.
بیان الگوریتم پیشنهادي
در الگوریتم پیشنهادي، براي هر ژنراتور، ابتدا تمام مسیرهاي موجود از باس برقدار شبکه تا محل باس ورودي آن ژنراتور شناسایی میگردد. سپس، با استفاده از پخش بار و بر اساس شاخصهاي دینامیکی سیستم انتقال از قبیل پایداري ولتاژ و ...، مسیرهایی که برقدار کردن آنها امکانپذیر است، مشخص میگردند. در نهایت، با کمک روش کلاسیک آنالیز پاکت نامهاي اطلاعات - DEA - ، بر اساس وروديها هاي دینامیکی و استاتیکی سیستم انتقال - و خروجیهاي ، مسیرهاي امکانپذیر براي هر ژنراتور رتبهبندي میگردند.
