بخشی از مقاله

چکیده:

تجدید ساختار در صنعت برق با هدف تصحیح در مبادله انرژی الکتریکی شکل گرفته است. این امر باعث بوجود آمدن بستری جهت تعامل بین عوامل اقتصاد و مسائل تکنیکی سیستم قدرت گردیده است. در سیستم های قدرت تجدید ساختار یافته موضوع مدیریت تراکم یک مسئله مهم می باشد. ادوات FACTS از قبیل جبران کننده سری کنترل شده با تریستور - TCSC - با کنترل سیلان توان در شبکه، می توانند به کاهش سیلان توان در خطوط متراکم کمک کرده و منجر به افزایش قابلیت بار گذاری شبکه، کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ شوند. بدلیل قیمت قابل ملاحظه ادوات FACTS مهم است تا محل نصب آن ها در شبکه بطور بهینه تعیین گردد. بر این اساس در این مقاله روشی برای تعیین مکان و اندازه بهینه TCSC بر مبنای الگوریتم تکثیر باکتری با اهداف کاهش تراکم و تلفات، و بهبود پروفیل ولتاژ بر روی شبکه 30 باس IEEE ارائه می شود. نتایج بدست آمده در این مقاله نشان بر توانایی بالای روش ارائه شده دارد.

-1 مقدمه:

سیستم های قدرت در سراسر جهان بدلیل مسائل اقتصادی و محیطی باری تاسیس مراکز تولید و خطوط انتقال جدید، مجبور به کار در ظرفیت کامل خود می باشند. در صورتی که تولیدی منجر به عبور سیلان زیاد از خطوط شود باعث افزایش تلفات و کاهش پایداری و امنیت سیستم شده و در نهایت تولیدات مشخصی را از لحاظ اقتصادی غیر ممکن می سازد. همچنین قیود انتقال بدلیل امکان قطع توان برخی از ترکیب های عرضه و تقاضا را غیر ممکن می سازد. از اینرو برای استفاده بهتر از ظرفیت انتقال در دسترس می توان از نصب ادوات FACTS بهره گرفت.

ادوات FACTS امکانات کنترلی جدیدی را هم در کنترل سیلان توان حالت ماندگار و هم در کنترل پایداری دینامیکی ارائه می نماید 2]،.[1 امکان کنترل سیلان توان در یک سیستم قدرت الکتریکی بدون برنامه ریزی مجدد تولید و تغییرات توپولوژیکی می توان عملکرد سیستم را بطور قابل ملاحظه ای بهبود بخشید.[3] با استفاده از ادوات کنترلی نظیر TCSC سیلان خطوط می تواند به نحوی تغییر کند که حدود حرارتی تغییر نکرده، تلفات کاهش یافته، حاشیه پایداری افزایش یافته بدون اینکه توزیع بار دستخوش تغییرشود

بدلیل قیمت قابل ملاحظه ادوات FACTS مهم است تا محل نصب آن ها در شبکه بطور بهینه تعیین شود. روش های زیادی برای مکان یابی بهینه ادوات FACTS پیشنهاد شده است. یک روش حساسیت بر اساس تلفات خط برای مکان یابی TCSC پیشنهاد شده است.

مراجع دیگر در رابطه با پخش بار بهینه توسط ادوات FACTS، از مکان یابی بهینه این ادوات با توابع هدف مختلف استفاده کرده اند

با این وجود این مراجع یک روش ساده و قابل اطمینین برای تعیین مکان بهینه ادوات FACTS در محیط تجدید ساختار یافته ارائه نمی نمایند. تراکم در سیستم انتقال چه بصورت یکپارچه عمودی و یا به صورت مجزا باشد، بدلیل احتمال قطع شدن های پشت سر هم نمی توان برای مدت زمان زیادی اجازه داده شود.از آنجا که کمینه کردن هزینه بهره برداری از سیستم قدرت با در نظر گرفتن گرفتگی مسئله ای دشوار و پیچیده است، از الگوریتم اجتماع پرندگان برای حل این مساله استفاده شده است 

مدیریت گرفتگی سیستم انتقال در حالتی که امنیت ولتاژ شبکه نیز حفظ شود را مورد بررسی قرار می دهد

-2 مدل TCSC

این عنصر به صورت سری در خط انتقال قرار می گیرد و معمولآ با تغییر راکتانس خط به تولید یا جذب توان راکتیو می پردازد. TCSC به عنوان یک راکتانس قابل کنترل تزریق شده به خط انتقال عمل می کند. TCSC از یک شاخه حاوی یک بانک خازنی و شاخه ای موازی با آن شامل تریستور کنترل شده و بانک سلفی تشکیل شده که با کنترل شاخه سلفی به اصلاح راکتانس خط می پردازد. راکتانس TCSC از رابطه - 1 - بدست می آید.

که در آن   زاویه آتش تریستور، X C راکتانس خازنی و X L راکتانس سلفی می باشد. TCSC به صورت سری در خط قرار می گیرد و طبق رابطه - 2 - با راکتانس خط در ارتباط است.

برای مدل سازی بهتر در مسائل بهینه سازی آن را به صورت رابطه - 3 - تعریف می کنند.

که در آن r فاکتور جبران سازی TCSC بوده و بسته به این که در کدام نقطه از خط قرار گیرد متفاوت خواهد بود محدوده آن بین -0/8 تا 0/8 قرار دارد. نمای کلی TCSC در شکل - - 1 قابل مشاهده است

شکل - - 1 مدار معادل TCSC

-3 تعریف تراکم - گرفتگی - و عوامل رخداد آن:

گرفتگی طبق تعریف، به معنی استفاده از شبکه انتقال خارج از محدوده های مجاز بهره برداری می باشد. به عبارت دیگر، هنگامی که تغییر تولید در حداقل یک ژنراتور خاص در شبکه یا قطع خط انتقال و یا افزایش بار، و یا تغیر ظرفیت خطوط موجب اختلال در تداوم بهره برداری از سیستم گردد، سیستم قدرت دچار گرفتگی می شود. گرفتگی ممکن است به شکل واقعی، در هنگام بهره بردای از شبکه قدرت اتفاق افتد و یا در برنامه ریزی بهره برداری از سیستم نمود پیدا کند.

-4 تابع هدف، قیود و فرمول بندی مسئله:

در این مقاله برای رفع تراکم و تلفات سیستم و بهبود پروفیل ولتاژ از TCSC بر مبنای الگوریتم هوشمند تکثیر باکتری - - BFA استفاده کرده ایم. بعد از مکان یابی و تعیین اندازه بهینه TCSC، تلفات و تراکم به طور چشم گیری کاهش پیدا کرده و پروفیل ولتاژ نیز در محدوده مجاز خود قرار می گیرد. تلفات و پروفیل ولتاژ بترتیب به طور خودکار کاهش و بهبود پیدا می کنند. تابع هدف و قیود مسئله در زیر آمده است:

فرمول محاسبه میزان تراکم در هر خط توسط رابطه - - 3 بیان شده:

تکثیر باکتری - BFA - در نرم افزار Matlab و پخش بار نیوتن رافسون در Matpower3.2 به عنوان روشی هوشمند و جدید معرفی شده است.

-5 الگوریتم تکثیر باکتری

همان طور که می دانید روشهای بهینه سازی دو نوع است، یکی عددی و دیگری هوشمند، که روشهای عددی بدلیل اینکه از یک نقطه شروع میشوند، مشکلات خاص خود را دارند. اما روشهای هوشمند، بدلیل اینکه با یک جمعیت پیش می روند، بهترین نقطه را به ما می دهند، بدون اینکه در نقاط بهینه محلی باقی بمانند. با توجه به پیشرفتهای انجام شده دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که بهترین روشها در رسیدن به نقاط بهینه در حل مسائل، استفاده از الگوی حرکتی موجودات زنده است. که با بررسی این روشها بهترین الگو را پیاده سازی می کنیم.

این الگوها عبارتنداز: الگوریتم ژنتیک- مهاجرت پرندگان و حیوانات دیگر- حرکت مورچگان ... و روشی که در این جا مورد بررسی قرار می گیرد، بنام جستجوی باکتری - Foraging Bacterial - ، که این روش از جنبش باکتریایی که به E.coil معروف است و در روده انسان فعالیت می کند، الهام گرفته شده است.

-5-1 پیاده سازی الگوریتم

گام اول - مقداردهی اولیه پارامترها

S:    تعداد باکتری ها که در جستجو استفاده می شود.

P:    تعداد پارامترهایی که باید بهینه شوند.

:Ns تعداد شنا

:C - i - طول گام شنا :Nc تعداد مراحل حرکت

:Nre تعداد تولید نسل

:Ned تعداد پیشامد دفع و پراکندگی

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