بخشی از مقاله
چکیده
منابع تولید پراکنده1 یا DG 1 به منابعی اطلاق میشود که توان تولیدی آنها نسبت به نیروگاههای متمرکز کمتر بوده و در پایینترین سطح شبکه و نزدیک به مصرفکنندگان نهایی نصب میشوند. میزان توان تولیدی و محل نصب این نوع منابع مزایای زیادی را به همراه دارد که از جمله آن ها میتوان به کاهش تلفات شبکه، بهبود پروفیل ولتاژ، آلودگی کم زیست محیطی، هزینه سرمایهگذاری کم و به تعویق انداختن هزینه های زیاد احداث نیروگاه های بزرگ و خطوط انتقال و همچنین افزایش قابلیت اطمینان سیستم اشاره کرد. نصب واحدهای تولید پراکنده در مکان های غیر بهینه می تواند نتایجی همچون افزایش تلفات را داشته باشد ، که باعث افزایش هزینه های تولید و انتقال انرژی می شود و پروفیل - مشخصات - ولتاژ غیر بهینه در سیستم می گردد و تاثیر غیر مطلوب دارد لذا انتخاب محل قرار گرفتن این منابع و همچنین تعیین میزان توان تولیدی آن ها برای بیشینه کردن فواید استفاده از این نوع منابع جزء موارد مهمی است که امروزه از نقطه نظرهای متفاوت مورد بحث قرار گرفته است. بنابراین لازم است با روش های بهینه سازی، جایابی این نیروگاه ها در شبکه انجام گیرد بدین ترتیب که تعداد نیروگاه های تولید پراکنده، محل نصب و ظرفیت آن ها چنان تعیین شود که بیشترین کاهش تلفات شبکه با در نظر گرفتن قیود مسأله به وجود آید .
کلمات کلیدی: تلفات شبکه ، پروفیل ولتاژ ، جایابی بهینه ، منابع تولید پراکنده ، روش TLBO2، روش .PSO3
-1 مقدمه
برای انتخاب بهینه محل و اندازه تولید DG باید با انتخاب درست یک تابع هدف مسئله بهینه سازی را حل نمود. انتخاب بهینه محل و اندازه توان تولیدی DG با توابع هدف متفاوتی انجام گرفته است. یکی از مهمترین توابع هدفی که برای پیدا کردن بهینه محل و اندازه DG استفاده می شود تلفات شبکه است .قرارگیری منابع تولید پراکنده در پایینترین سطح و نزدیک به مصرف کننده نهایی نیاز به عبور توان از خطوط طولانی را کاهش داده که خود باعث کاهش در جریان عبوری از خطوط می شود . لذا تلفات کاهش می یابد. در این مقاله مکان یابی و تعیین سایز DG بر اساس تابع هدف مذکور - کاهش تلفات - در شبکه 69 باسه انجام می گیرد و مدل بار بصورت یک بار سه سطحی درنظر گرفته می شود.[1]
. سطح : 1 سطح کم باری
. سطح : 2 سطح بار متوسط
. سطح : 3 سطح پرباری افق مورد بررسی برای بهره برداری از سیستم یک افق 5 ساله است که نرخ رشد بار و نرخ بهره و تورم نیز در محاسبات
اقتصادی وارد می شود[2]. مکان یابی و تعیین سایز DG بر اساس عمل کرد چند ساله تعیین می شود. در ادامه پس از بیان مسئله روش TLBO و PSO توضیح داده شده و در نهایت نتایج شبیه سازی ها را خواهیم داشت و پس از آن به مقایسه نتایج حاصله از این دو روش و تعیین روش بهتر می پردازیم.هدف بخش دوم مقاله پیدا کردن مکان مناسب در شبکه 33 باسه استاندارد برای تولیدات پراکنده به منظور تقویت پروفیل - مشخصات - ولتاژ کل سیستم می باشد . این روش شامل دو بخش است و بر اساس پخش بار می باشد. در قدم اول، باس های حساس به ولتاژ - باس هایی که دارای اندازه ولتاژ کمی می باشند - در نظر گرفته می شوند و رتبه بندی می گردند.پروفیل - مشخصات - ولتاژ کل سیستم در نصب و راه اندازی ها در نظر گرفته می شود و پروفیل - مشخصات - ولتاژ در همه بخش ها به ترتیب از بهترین بخش تا بدترین آن ها رتبه بندی می گردد .در پایان برای دست یابی به کنترل ولتاژ در باس و مناسب بودن پروفیل - مشخصات - ولتاژ سیستم دو فهرست برای انتخاب بهترین مکان برای نصب و تخصیص تولید پراکنده وجود دارد .
- 2 کاهش تلفات
استفاده از DG در پست های توزیع باعث کمتر شدن میزان جریان جاری در خطوط از تولید کننده های بزرگ به سوی ترانس های توزیع می گردد. تلفات در خطوط و سایر المان های شبکه متناسب با مجذور جریان است و در نتیجه جبران بار توسط منبع تولید پراکنده، تلفات را کاهش خواهد داد. این تاثیر خصوصا در مواقع پیک بار مشهود است . مسلما این کاهش تلفات مزایای دیگری را نیز به همراه خواهد داشت که در خدمات فرعی و هزینه های شبکه موثر خواهد بود .اصلی ترین مزیت DG کاهش تلفات شبکه است که به واسطه حضور در محل مصرف و عدم انتقال توان از فواصل دورتر از مصرف کننده حاصل می شود. رابطه کاهش تلفات را می توان بصورت زیر نمایش داد: [3 ]که در آن LossNDG و LossDG به ترتیب تلفات در حالت بدون DG و تلفات با حضور DG می باشد. باید دقت شود که این مزیت برای هر سال باید محاسبه گردد و نرخ بهره و نرخ تورم در قیمت برق با توجه به رابطه باید لحاظ گردد.
-3 روش بهینه سازی TLBO
الگوریتم TLBO یک روش بهینه سازی هوشمند است که بر اساس تاثیرگذاری معلم بر دانش آموزان برای افزایش سطح علمی کلاس توسط آقای رآو 4]و[5 معرفی شد. اساس این روش بر این اصل استوار است که معلم سعی میکند سطح کلاس را به خود نزدیک نموده و دانش آموزان علاوه بر بهره گیری از دانش معلم و با رابطه با دیگر همکلاسی ها از دانش آنها برای افزایش سطح خود استفاده کنند. از آنجا که معلم نمی تواند سطح تک تک دانش آموزان را به خود برساند لذا سعی در این دارد که سطح متوسط کل کلاس بالا رود و سطح کلاس را بر اساس امتحانات و نمرات دانش آموزان ارزیابی می کند. بیان ریاضی این روش به این صورت است که در ابتدا جمعیتی از متغیرهای مسئله - دانش آموزان و معلم - بصورت تصادفی تعریف می شود. تمام این جمعیت با استفاده از تابع هدف با هم مقایسه می شوند و مجموعه متغیرها با بهترین پاسخ به عنوان معلم درنظر گرفته می شود. این روش به دو فاز تقسیم بندی می شود، فاز معلم و فاز دانش آموز.
-1-3 فاز معلم
در این فاز معلم سعی می کند که میانگین کلاس را به خود برساند ولی از آنجا که این امر بسیار مشکل است سعی در افزایش میانگین کلاس از مقدار Mi به M_new دارد. هر مجموعه از متغیرهای مسئله بر اساس اختلاف این دو مقدار بروز می شوند . اختلاف این دو مقدار را می توان بصورت زیر در پارامتر Diff_Mean ذخیره نمود :
که در آن Tfپارامتر معلم است که بصورت رندم از بین 1 و 2 انتخاب می شود. ri نیز یک عدد تصادفی بین 0 و 1 است. با استفاده از رابطه - 3 - هر مجموعه از متغیرها بروز می شوند.
-2-3 فاز دانشآموز
دانش آموزان علاوه بر استفاده از دانش معلم از دانش یک دیگر نیز بهره می برند. بیان ریاضی این فاز به این صورت است که در این فاز و در هر تکرار هر مجموعه متغیر - دانش آموز - به صورت رندم یکی از دانش آموزان دیگر را انتخاب می کند. به عنوان مثال دانش آموز i دانش آموز j را انتخاب می کند و این iحتماً مخالف j است. اگر دانش آموز j دارای دانش بیشتری نسبت به دانش آموز i باشد در اینصورت دانش آموز i وضعیت خود را بر اساس رابطه - 4 - بروز می کند.در غیر این صورت وضعیت دانش آموز بصورت زیر تغییر می کند.پس از اینکه تمام دانش آموزان وضعیت خود را تغییر دادند، با استفاده از تابع هدف سطح آن ها ارزیابی می شود. در این شرایط بهترین دانش آموز با معلم مرحله قبل مقایسه می شود و چنان چه دارای نتیجه بهتری باشد با معلم تکرار قبل جایگزین می شود. این روند تا احراز شرایط هم گرایی ادامه می یابد .
