بخشی از مقاله

چکیده

در سیستمهاي قدرت همواره امکان بروز حوادثی از قبیل خروج خط، خروج ژنراتور و سایر تجهیزات وجود دارد که میتواند باعث ایجاد تراکم در بعضی از خطوط گردد. این مقاله به منظور بررسی و جلوگیري از تراکم خطوط، سیستم قدرت را در حالتهاي افزایش یکنواخت بار و خروج خط بررسی میکند. همچنین از روشهاي بهینهسازي چندهدفه براي تعیین نوع، مکان و اندازه بهینه ادوات جبرانساز سري کنترل شده با تریستور - هحه - 1 و جبرانساز استاتیکی توانراکتیو - هبح - استفاده شده است تا تراکم خطوط، تلفات توان و انحراف ولتاژ کاهش یابد. براي کاهش تقابل بین اجزاي تابع هدف، از الگوریتم چندهدفه ععسAنحش براي بهینهسازي همزمان بهبود تراکم، کاهش تلفات و انحراف ولتاژ استفاده شده است. شبکه آزمون 39 شینه غغغع براي بررسی قابلیتهاي روش پیشنهادي بکار رفته و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است.

واژههاي کلیدي: بهینه سازي چندهدفه، پروفیل ولتاژ، مدیریت تراکم، 

-1 مقدمه

امروزه طراحی سیستم قدرت با راندمان و قابلیت اطمینان بالا و حاشیه امنیتی حداکثر، بیش از هر زمان دیگر اهمیت دارد. همچنین موانع گسترش خطوط انتقال منجر به استفاده از حداکثر ظرفیت خطوط موجود شده که در این شرایط تأمین پایداري ولتاژ حتی در حالتهاي بهرهبرداري عادي بسیار مشکل خواهد بود .[1] بدیهی است با توجه به محدودیتهاي مربوط به امنیت شبکه انتقال، نباید از عملکرد ژنراتورها در پیک بار جلوگیري شود. همچنین بهمنظور ایجاد رقابت متوازن بین ژنراتورها و نیز امکان انتقال مطمئن توان به فواصل دور، لازم است برنامهریزي مناسب در سیستم انتقال و در بهرهبرداري سیستم انجام گیرد .[2]

از نقطه نظر انتقال، هرگونه اضافه بار در خطوط شبکه که در هنگام بهرهبرداري از سیستم قدرت در شرایط اوج بار و یا حالتهاي اضطراري دیگر مانند خروج خطوط و ژنراتورها حادث میگردد، تراکم یا پرشدگی3 اطلاق میشود.بروز تراکم در شبکه میتواند، مانع استفاده از ظرفیت کامل خطوط انتقال گردد. همچنین با رفع تراکم قادر به استفاده از ظرفیت کامل شبکه در محیط تجدید ساختار خواهیم بود.رفع تراکم و افزایش انتقال توان به فواصل دور در نزدیکی حد حرارتی خطوط بدون کاهش پایداري و حد امنیتی سیستم قدرت، از طریق کنترل فلوي توان قابل انجام است. در سالهاي گذشته به منظور کاهش تراکم در خطوط انتقال راهکارهاي متفاوتی ارائه شده است .[3]

یکی از روشهائی که از انعطافپذیري بالایی برخوردار است، استفاده از تجهیزات ح1هAً میباشد. ادوات ح1هAً از طریق جبرانسازي سري و یا موازي کنترل شده، سیستم را تحت تاثیر قرار میدهند. این ادوات میتوانند تغییر مناسبی در شرایط عملکرد فراهم کرده و راندمان استفاده از تاسیسات موجود را بهبود بخشند. استفاده از این ادوات در سیستم انتقال میتواند پارامترها و متغیرهایی از خط انتقال، مانند امپدانس خط، ولتاژ شینهها و زوایاي ولتاژ را بطور موثر کنترل کند. جبرانساز سري کنترل شده با تریستور4 جهحه1ض و جبرانساز استاتیکی توان راکتیو5 جهبحض دو نوع از ادوات جبرانساز ح1هAً هستند که به ترتیب بطور سري و موازي در مدار قرار میگیرند .[4]

براي جایابی ادوات ح1هAً بر اساس خصوصیات آنها، اهداف متفاوتی از جمله افزایش پایداري استاتیکی ولتاژ [5]،کاهش و یا رفع اضافه بار خطوط [5]، افزایش بارپذیري شبکه [6]، کاهش تلفات توان [7]، بهبود پروفیل ولتاژ [5]، کاهش هزینه سوخت نیروگاهها ناشی از کنترل بهینه پخش بار [7]، بهبود پایداري دینامیکی [8] و میرا نمودن نوسانات توان [9] در نظر گرفته میشود. در مرجع [6] از شاخص تراکم خطوط براي رفع تراکم استفاده شده است. در مرجع [4] براي کاهش انحراف ولتاژ از جایابی ادوات هحه1 و هبح استفاده شده است.هدف در این مقاله، بهبود تراکم خطوط و کاهش انحراف ولتاژ و تلفات توان با استفاده از هحه1 و هبح است. محاسبات با هدف تعیین بهینه سه پارامتر مکان ادوات، نوع و اندازه آنها انجام میگیرد. بهینهسازي بصورت چندهدفی و با استفاده از الگوریتم ععسAنحش انجام شده استح براي ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادي، شبکه آزمون 39 شینه غغغع استفاده شده و نتایج بدست آمده نیز تحلیل شده است.

-2 اصول بهینهسازي و فرمولبندي مسئله

-1-2 اهداف بهینهسازي

هدف اصلی این مقاله تعیین بهینه نوع، مکان و اندازه ادوات هحه1 و هبح در شبکه قدرت براي حذف یا کاهش پرشدگی یا تراکم خطوط است که این اهداف بصورت زیر مد نظر قرار میگیرد:

- 1 بهبود تراکم خطوط - BC - 6

هدف این بهینهسازي افزایش سطح امنیت سیستم است. به دلیل اینکه یکی از اهداف نصب ادوات ح1هAً حذف و یا جلوگیري از اضافه بار در شبکه است، بنابراین براي بار فعلی سیستم، بهترین پیکربندي ادوات ح1هAً جهت کاهش تابع هدف زیر جستجو میشود .[6]که در آن Sl ، توان ظاهري خط l و x lهع S توان حرارتی خط l است.  wl  شاخص وزن خطوط بوده تا هر خط سهم    
مجزایی در تابع هدف داشته باشد. در اینجا شاخص وزن براي تمام خطوط، یکنواخت و %10 در نظر گرفته شده است. ضریب توان غ نیز به منظور اهمیت بیشتر خطوطی که داراي اضافه بار هستند، درنظر گرفته شده است.

- 2 انحراف ولتاژ - VD - 7

براي داشتن ولتاژي مناسب، باید انحراف ولتاژ در هر کدام از شینهاي بار تا حد ممکن کم شود. انحراف ولتاژ بصورتمعادله - 2 - تعریف میشود .[4]که V k اندازه ولتاژ در شین k و    V refk  ولتاژ نامی یا مرجع در شین k است. wk  شاخص وزن انحراف ولتاژ شین k است،تا هر شین سهم مشخصی در تابع هدف داشته باشد.

- 3 تلفات توان اکتیو

کاهش تلفات توان حقیقی در خطوط انتقال بهصورت معادله - 3 - در تابع هدف وارد میشود که با مینیمم کردن PLبدست میآید .[11 , 10]nl تعداد خطوط انتقال، Gk  کندوکتانس خط kام، V i δi و V j δj  به ترتیب ولتاژشینهاي i و j در خط k ام  هستند.

-2-2 محدودیتهاي سیستم

براي بهینهسازي اهداف فوق با استفاده از هحه1 و هبح بهترتیب نیاز مدل استاتیکی و سوسپتانس متغیر این ادوات دارد که همانند شکل - 1 - و - 2 - در نظر گرفته میشود.شکل - 1 - راکتانس قابل کنترل خط انتقال رابط بین شینهاي ط و j جjxTCSCض را نشان میدهدح ایده اصلی کنترل پخش توان با هحه1، کاهش یا افزایش امپدانس سري خط با تغییر راکتانس خازنی یا سلفی آن است. مدل هحه1 همانند یکامپدانس متغیر است که با حضور آن، امپدانس معادل خط بصورت معادله - 4 - تعیین میگردد.در معادله - 4 - ، xline گرفته میشود .[12]

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