بخشی از مقاله
خلاصه
پایداری ولتاژ یکی از مشکلات بهرهبرداران در شبکههای توزیع میباشد. افت ولتاژ بیش از مقدار مشخصی در مسیر انتقال توان میتواند به پدیده سقوط ولتاژ منجر شود.در این مقاله با معرفی اندیس پایداری ولتاژ، یک معیار جدید به منظور جایابی بهینه منابع تولید پراکنده - - DG ارائه میشود.بدین منظور، ابتدا تمام باسها با استفاده از اندیس موردنظر بررسی میشود.سپس DG در ضعیفترین باس از لحاظ اندیس پایداری ولتاژ قرار داده میشود.به منظور تعیین ظرفیت بهینه آن، تلفات اکتیو شبکه به ازای مقادیر مختلف ضریب قدرت DG محاسبه میشود و ظرفیت بهینه به دست میآید.شبیهسازی روی شبکه استاندارد 69 باسه IEEE انجام شده است.نتایج حاکی از آن است که اندیس پایداری ولتاژ را در ضعیفترین باس، میتوان حدود 125 بهبود داد و تلفات شبکه را نیز بیش از 80 کاهش داد.
کلمات کلیدی: جایابی منابع تولید پراکنده،اندیس پایداری ولتاژ،شبکههای توزیع شعاعی،بهینهسازی
.1 مقدمه
با افزایش روزافزون مصرف انرژی الکتریکی، مشکلات فراوانی برای شبکههای قدرت ایجاد شده است.یکی از این مشکلات، افت ولتاژ در مسیر انتقال توان میباشد که موجب میشود ولتاژ در شبکههای توزیع از مقدار استاندارد خود پایینتر بیاید.ادامه یافتن کاهش ولتاژ شینها میتواند منجر به ناپایداری ولتاژ و پدیده سقوط ولتاژ شود.یکی از کارهایی که میتواند به بهبود پایداری ولتاژ در سیستم قدرت کمک کند، نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع است.با این کار، علاوه بر تقویت شین موردنظر از لحاظ پایداری ولتاژ، میتوان پروفیل ولتاژ را نیز بهبود داد.همچنین میتوان با کاهش تلفات شبکه، به سودآوری اقتصادی کمک نمود.
تا کنون کارهای زیادی به منظور جایابی منابع تولید پراکنده و تعیین ظرفیت بهینه آنها صورت گرفته است.این مطالعات را میتوان از دیدگاههای مختلف تقسیمبندی کرد.مراجع مختلف اهداف مختلفی را برای نصب منابع تولید پراکنده دنبال کردهاند.در[1] هدف کاهش تلفات سیستم و بهبود پروفیل ولتاژ با استفاده از بازآرایی شبکه در حضور DG میباشد.در[2] هدف از مکانیابی DG، ایجاد نیروگاه مجازی با کمترین هزینه برای مالک آن میباشد.درمرجع[3] نیز جایابی DG به منظور بهبود پروفیل ولتاژ انجام شده است.در بسیاری از مقالات هدف از نصب DG کاهش تلفات شبکه بیان شده است.[12-4] بعضی از مراجع هم با اهدافی نظیر بهبود پروفیل ولتاژ[12,8]، افزایش حد پایداری[13,10]، کاهش تعداد DG نصب شده[9] و افزایش قابلیت اطمینان شبکه[12,8] به مکانیابی DG پرداختهاند.همهی این کارها با استفاده از روشهای مختلفی انجام شده است.
در[14] جایابی و تعیین ظرفیت بهینه DG، با استفاده از الگوریتم ترکیبی برمبنای الگوریتمهای ژنتیک و اجتماع باینری ذرات انجام شده است.در[1]، جایابی و بهینهسازی ظرفیت DG با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی با فاکتور معیار متغیر انجام شده است.در[2] الگوریتم مورد استفاده، الگوریتم باینری اجتماع ذرات است.در[3] نیز بهینهسازی با استفاده از الگوریتم جستجوی عمق اولیه صورت گرفته است.از روشهای دیگری که از آنها در بهینهسازی استفاده کردهاند میتوان به روشهای [16,15] Cuckoo Search و [17] heuristic اشاره کرد.
اما در این مقاله چندین هدف مورد نظر میباشد.هدف اول از نصب DG افزایش پایداری ولتاژ در باسهای ضعیف میباشد.با این کار، علاوه بر بهبود پایداری ولتاژ در باسهای ضعیف، میتوان با بهینهسازی مناسب ظرفیت، اهداف دیگری نظیر کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ را نیز برآورده کرد.همچنین الگوریتم استفاده شده، یک الگوریتم ریاضی ساده میباشد که به راحتی برای هر شبکهای قابل پیادهسازی است.
.2 بیان مسئله
با توجه به اینکه شبکهی مورد توجه ما، شبکه توزیع است لازم است به این نکته اشاره کنیم که شبکههای توزیع معمولاً به صورت حلقوی طراحی میشوند؛ اما با توجه به پیچیده بودن و گران بودن طرحهای حفاظتی، معمولاً به صورت شعاعی بهرهبرداری میشوند.با درنظر گرفتن شکل 1 که معرف مدار معادل یک شبکه توزیع شعاعی میباشد میتوانیم معادلات زیر را بیان کنیم: با توجه به معادله - - 14، برای محاسبه اندازه باس انتهای خط، با یک معادله درجه 2 مواجه هستیم.بنابراین برای اینکه این معادله جواب داشته باشد، باید این معادله نامنفی باشد.جواب داشتن این معادله به این معنی است که باس از لحاظ ولتاژ پایدار است.با این توصیفات خواهیم داشت: بنابراین برای هر باس از شبکه باید اندیس پایداری ولتاژ کوچکتر از 1 باشد.ضعیفترین باسها از لحاظ پایداری ولتاژ، باسهایی هستند که اندیس پایداری آنها به عدد 1 که مرز ناپایداری است، نزدیکتر است.بنابراین با هدف بهبود پایداری
