بخشی از مقاله
خلاصه
با روند رو به رشد خصوصیسازی و رقابتی شدن بازار برق در ایران هدف اصلی شرکت توزیع، افزایش درآمد خود و پایین آوردن هزینههای سرمایهگذاری و بهره برداری میباشد، که اجزای اصلی این هزینه ها، هزینه تلفات انرژی میباشد که راهکار موثر برای کاهش آن جبران توان اکتیو و راکتیو است. در راستای هدف گفته شده، از دو راهکار خازنگذاری و اعمال منابع تولید پراکنده استفاده شده، که جایابی منابع تولید پراکنده و اعمال خازنگذاری در سه سطح کمباری، میان باری و پرباری صورت گرفته است. کلیه شبیه سازیها بر روی سه شبکه 3، 9 و 11 شینه انجام شده، که در چهار سناریو نیز بررسی گردیده است. در سناریو اول شبکه در حالت پایه، در سناریو دوم شبکه با اعمال خازن گذاری، در سناریو سوم فقط با اعمال منابع تولید پراکنده، در سناریو چهارم اعمال خازنگذاری با اعمال منابع تولید پراکنده انجام شده است. هزینهها و ظرفیت خازنها در هر سناریو توسط نرم افزار MATLAB و با الگوریتم INTERIOR POINT در حل مسائل بهینه سازی که همان حل مسئله به کمک مشتقگیری است محاسبه شدهاند.
.1 مقدمه
حضور واحدهای تولید پراکنده1 یک فرصت اقتصادی برای شرکت توزیع فراهم کرده تا بتواند با خرید برق مازاد DG با قیمتی کمتر از قیمت خرید برق در بازار عمده فروشی، سود خود را افزایش دهند. از سوی دیگر این شرکتها میتوانند با خازنگذاری مناسب در شبکه توزیع علاوه بر بهبود پروفیل ولتاژ و آزاد سازی ظرفیت تجهیزات موجود، تلفات انرژی را کاهش داده و منفعت مالی کسب نمایند.در این پژوهش هدف تعیین هزینه بهینه خرید برق از واحدهای تولید پراکنده از نقطه نظر شرکت توزیع میباشد. شرکت توزیع در واقع برق مشترکین خود را از بازار عمده فروشی خریداری میکنند. با وجود DG شرکت توزیع میتواند برق را با قیمت ارزان تری از آنها خریداری کند، از طرفی خازنگذاری در شبکه توزیع موجب کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ میشود.[1] در این مقاله، تأثیر حضور منابع تولید پراکنده در مکان و ظرفیت خازنهای ثابت در چهار سناریو مورد بررسی قرار میگیرد، در سناریو اول شبکه در حالت پایه، در سناریو دوم شبکه با اعمال خازن گذاری، در سناریو سوم فقط با اعمال منابع تولید پراکنده، در سناریو چهارم اعمال خازنگذاری با اعمال منابع تولید پراکنده انجام شده است.
هزینه تلفات انرژی، هزینه تولید توان در شرایط کمباری، میانباری و پرباری و هزینههای خرید و نصب خازن های ثابت و به عنوان تابع هدف درنظر گرفته شده است.در مرجع[2] تاثیر خازن های ثابت بر شبکه توزیع شعاعی با بارهای توزیع شده و همچنین تاثیر خازن های ثابت بر تلفات انرژی را بررسی می نماید و روشی برای تعیین مکان و مقدار نامی خازن های ثابت در فیدر شعاعی برای چرخه دوره ای ارائه شده است.در مرجع[ 3]خازن ها به صورت ثابت و قابل کلید زنی در نظر گرفته و به بحث در مورد روش هایی برای زمان کلید زنی و عمل کرد خازن ها پرداخته است.در مرجع[4] برای کاهش تلفات از یک بانک خازنی در طول فیدر استفاده کرده است. این مقاله با فرض این که توزیع بارها و همچنین کاهش بار به صورت یکنواخت باشد بارهای توزیع شده در طول فیدر مساوی باشند، انجام گرفته است.
در این منحنی منحنی هایی با کاربردهای عمومی برای انتخاب مکان و اندازه یک بانک خازنی به منظور کمیتنه کردن تلفات ارائه شده است.در مرجع [5 ]روشی برای کمینه کردن تلفات ناشی از مولفه راکتیو جریان شاخه ها با قرار دادن خازن در مکان های مناسب توسعه داده است.در مرجع [6 ] برای حل مساله مکان یابی خازن در سیستم توزیع از الگوریتم ژنتیک استفاده نموده است.در این مکان از آنالیز حساسیت برای انتخاب مکان های کاندید جهت نصب خازن ها استفاده شده است.در مرجع [7] با قرار دادن خازن برای شبکه های توزیع شعاعی نیز باید به اندازه و مکان و نوع خازن و طرح های کنترل نیز توجه شود چون این عوامل در هزینه های خازن گذاری تاثیر دارند . خازن های موازی به طور وسیعی برای جبران توان راکتیو مورد نظر بارها در شبکه های توزیع به کار برده می شوند.
انها تلفات سیستم را کاهش داده و پروفیل ولتاژ و ظرفیت ازاد سیستم را بهبود می بخشند.درمرجع[8] برای نصب بانک خازنی در شبکه های توزیع برق با هدف کاهش تلفات با توجه به جبران خسارات از مولفه های راکتیو استفاده می شود . مدل بهینه سازی غیر خطی که راه حل ان نشان داده شده است یک چالش برای بسیاری از روش های بهینه سازی در دهه گذشته می باشد.در این مرجع یک روش جدید پیشنهاد شده است که بر اساس الگوریتم ژنتیک قادر به حل می باشد. بهینه سازی را به پارامتر های بحرانی مانند هزینه انرژی و وهزینه نصب خازن گذاری معرفی کرده اند.درمرجع [9]جاگذاری بهینه خازنهای ثابت در فیدر های اصلی و فرعی شبکه های شعاعی منجر به کاهش تلفات انرژی، آزادسازی ظرفیت فیدرهای موجود و بهبود پروفیل ولتاژ می شود . در این مقاله مسئله خازن گذاری بهینه در فیدرهای شعاعی شبکه های توزیع فرمولبندی و یک را ه حل تحلیلی جدید برای حل مسئله ارائه شده است.
اعمال روش خازن گذاری مطرح شده در این مقاله مستقل از سطح ولتاژ سیستم مورد مطالعه می باشد و تنها محدودیت آن شعاعی بودن سیستم قدرت مورد بررسی است.در مرجع [10] به معرفی یک برنامه ریزی بلند مدت جدید برای تخصیص بهینه خازن در سیستم توزیع شعاعی با هدف به حداقل رساندن از دست دادن قدرت سیستم است .دراین روش ارائه رویکرد یکپارچه جدید از دست دادن ضریب حساسیت - LSF - 1 و شاخص پایداری ولتاژ - VSI - 2 برای تعیین محل بهینه برای نصب و راه اندازی بانک های خازنی اجرا شده است .برای پیدا کردن اندازه بهینه از بانک های خازنی از الگوریتم بهینه سازی باکتری جستجوگری - BFOA - 3 پیشنهاد شده است . در مرجع[11]یک روش ابتکاری برای جایابی بهینه و اندازه مناسب واحد های تولید پراکنده به منظور کمتر کردن هزینه شرکت های برق توزیع و جنبه های اقتصادی مانند خرید انرژی ،سرمایه گذاری،هزینه عمل کرد DG ،هزینه تلفات جنبه های فنی نظیر تلفات انرژی و سطوح ولتاژ ارائه می شود.در مرجع[12] یک روش انالیز برای تخصیص بهینه و اندازه مناسب واحد های تولید پراکنده با در نظر گرفتن کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در سیستم های توزیع پیشنهاد می شود که ارزیابی تلفات و پروفیل ولتاژ بر اساس روش پخش بار برای شبکه های شعاعی لحاظ شده است.
در مرجع [13]از یک روش مبتنی بر الگوریتم ژنتیک برای تخصیص بهینه واحد های تولید پراکنده با در نظر گرفتن کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ استفاده می شود،که در ان ابتدا هدف دنبال می شودو سپس مشکل را تعریف کرده که الگوریتم پخش بار بطور مناسب با الگوریتم ژنتیک ترکیب تا نتایج بهتری حاصل شود.در مرجع[14]تخصیص بهینه منابع تولید پراکنده بر اساس قیمت گذاری گره ای برای شاخص سود،کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ شامل موضوع افزایش ولتاژ صورت گرفته است.در مرجع[15]از یک تکنیک جستجوی تکرار شونده ساده متعارف همراه با روش نیوتن رافسون مطالعه پخش بار به منظور کاهش هزینه و تلفات انجام گرفته است.در مرجع[16] یک روش برای جایابی DG مبتنی بر شاخص پایداری ولتاژ ارائه شده است.در حالی که اندازه ان با استفاده از تکنیک های بهینه سازی به منظور به حداقل رساندن تلفات در سیستم توزیع به طور بهینه شناسایی شده است.
در مرجع[17] مکان یابی DG در شبکه ی فشار متوسط با هدف کا هش هزینه ها که همان هزینه های بهره برداری و سرمایه گذاری است می باشد.در این مرجع یک روش جدید بر اساس الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است که قادر به ایجاد توزیع بهینه در شبکه توزیع با توجه به محدودیت های فنی مانند ظرفیت فیدر مشخصات ولتاژ فیدر و اتصال کوتاه سه فاز می باشد.در مرجع[18] با دید کاهش هزینه ها می باشد که با نظر گرفتن قیود فنی مکان یابی و تعیین ظرفیت DG انجام شده است . برای مکان یابی بهتر DG در شبکه توزیع توجه به محدودیت فنی اعمال می شود. ودر این مرجع یک روش سه مرحله ای بر اساس الگوریتم ژنتیک معرفی شده است.در مرجع [19]نگرانی های زیست محیطی و سوخت های فسیلی عدم قطعیت در ارتقای چند منبع تولید پراکنده و چند نوع - DG - منجر شده است.
با این حال، توسعه DG چالش های جدید به سیستم توزیع به ارمغان آورده است. در این مقاله بهینه سازی و تصمیم گیری روش چندهدفه برای تعیین اندازه و محل چند منبع و چند نوع DG در شبکه های توزیع پیشنهاد می کند. روش ارائه شده بر روی ترکیبی از روش تحلیلی و روش بهینه سازی چند هدفه و جفت مجموعه ای از تجزیه و تحلیل - SPA - 4 است.در مرجع [20] توزیع برنامه ریزی توسعه شبکه - DNEP - 5 یکی از مهم ترین ابزارها برای مقابله با رشد تقاضا در یک سیستم است است، که معمولا از طریق تقویت و یا نصب و راه اندازی از اجزای جدید انجام شده است . در این مقاله، یک روش جدید و ترکیبی برای به در نظر گرفتن چند جنبه های عملی در DNEP مانند عدم قطعیت، DG، رشد بار، بازار برق و توسعه پویا چند مرحله در برنامه ریزی گنجانده شده است.
