بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و خازنهای شنت به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات در شبکههای توزیعشده است. امروزه جایابی و تعیین ظرفیت بهینه این منابع از اهمیت بسزایی برخوردار میباشد. از آنجایکه منابع تولید پراکنده و خازنهای شنت هر دو بر تغییرات ولتاژ و میزان تلفات در سیستم تاثیرگذار میباشند، از این رو به نظر میرسد جایابی هر کدام از آنها به طور جداگانه ممکن تاثیر منفی در عملکرد سیستم داشته و تعامل این منابع در شبکه را تحت الشعاع قرار دهد. از این رو، در این مقاله روشی به منظور جایابی و تعیین ظرفیت بهینه منابع تولید پراکنده و خازن های شنت به طور همزمان پیشنهاد شده است تا از تاثیرات منفی بهینهسازی جداگانه جلوگیری گردد. بدین منظور یک تابع هدف چندگانه به منظور حداقل سازی هزینههای سرمایهگذاری، کاهش تلفات و بهبود شاخصهای ولتاژ در شبکه توزیع ارائه شده است.
به منظور حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم فراابتکاری تکاملی تفاضلی اصلاح شده استفاده خواهد شد. علاوه بر این، رشد بار در شبکه به عنوان یک پارامتر موثر در روند بهینهسازی در نظر گرفته خواهد شد تا از کمبود توان در طی سالهای بعد و با رشد بار جلوگیری گردد. نتایج نشان میدهندالگوریتم فراابتکاری تکاملی تفاضلی سرعت همگرایی بسیار بالا و دقت قابل قبولی دارد.جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و خازنها به خوبی پاسخوگی نیازهای سیستم به توان اکتیو و راکتیو و کاهش تلفات و حفظ ولتاژ باسها در محدوده مجاز میباشد.جایابی نادرست و نصب بیش از حد منابع تولید پراکنده و خازنها موجب بدتر شدن شرایط استاتیکی شبکه و حتی میتواند موجب ناپایداری ولتاژ در شبکه گردد.میزان هزینه سرمایهگذاری در دسترس برای نصب خازنها و منابع تولید پراکنده، پارامتری موثر و تاثیرگذار در جایابی منابع و تعیین ظرفیت آنها میباشد.
کلمات کلیدی:جایابی منابع تولید پراکمده، جایابی خازن، شبکه توزیع، الکوریتم تکاملی تفاضلی.
-1 مقدمه
امروزه، با گسترش شبکه برق و افزایش روزافزون تعداد مشترکین متصل به شبکه، تولید انرژی الکتریکی در محل مصرف به دلیل کاهش هزینههای تلفات انتقال انرژی در شبکه، مورد توجه قرار گرفته است. رشد بارهای حقیقی و راکتیو به طور توامان در یک شبکه صورت میگیرد که برای پاسخگویی به بارهای حقیقی میتوان از منابع تولید پراکنده در سمت مصرف استفاده نمود. از این جایابی و تعیین ظرفیت بهینه این منابع از اهمیت بسزایی برخوردار میباشد. به طور معمول جایابی منابع تولید پراکنده مبتنی بر حداقلسازی هزینههای سرمایهگذاری و کاهش تلفات در سیستم صورت میگیرد.در مرجع [1]، به جایابی منابع تولید پراکنده در شبکههای توزیع شعاعی با در نظر گرفتن شاخص پایداری ولتاژ پرداخته شده است.
در این مطالعه سعی شده است که تاثیر تغییرات ولتاژ و رشد بار بر جایابی منابع تولید پراکنده و تعیین ظرفیت بهینه آن ها مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور میزان مصرف توان اکتیو و راکتیو و میزان تلفات انرژی به عنوان پارامتری تاثیرگذار در نظر گرفته شده است . روش پیشنهادی بر روی سیستمهای 12، 69 و 85 شین استاندارد پیادهسازی شده است.در مرجع [2]، جایابی بهینه منابع تولید پراکنده با در نظر گرفتن کاهش سطح تلفات به عنوان تابع هدف اصلی انجام شده است. جایابی بهینه چند منبع تولید پراکنده یک مسئله غیر محدب و غیرخطی می باشد. بدین منظور در این مقاله از روش برنامه ریزی غیرخطی مختلط عدد صحیح برای حداقلسازی تلفات بهره گرفته شده است.
در این مطالعه، مسئله به دو بخش شامل محل نصب منابع تولید پراکنده و ظرفیت آنها تقسیم شده است که این امر موجب کاهش فضای جستجوی مسئله و زمان بهینهسازی شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد 33 و 69 شین پیادهسازی شده است . در مرجع [3]، در این مطالعه جایابی منابع تولید پراکنده براساس یک شاخص جدید پایداری و در نظر گرفتن میزان تلفات خطوط انجام شده است. به منظور دستیابی به نقاط بهینه از روش جستجوی بخش طلایی استفاده شده است.در مرجع [4]، روشی به منظور جایابی و نفوذ منابع تجدیدپذیر قابل دیسپاچ و غیرقابل دیسپاچ به منظور کاهش تلفات سالانه انرژی پیشنهاد شده است.
در این مطالعه در ابتدا از روش تحلیلی به منظور تعیین محل و ظرفیت بهینه این منابع با هدف کاهش سطح تلفات استفاده شده است و سپس این عبارت به منظور تطبیق نقاط کاندید بدست آمده برای منابع تولید پراکنده با هدف کاهش تلفات انرژی سالانه مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر این ویژگی متغیر با زمان بودن بار نیز در فرایند بهینهسازی مد نظر قرار گرفته است. روش پیشنهادی بر روی شبکه 69 شین پیادهسازی شده است و نتایج حاکی از آن است که استفاده از منابع قابل دیسپاچ و یا ترکیبی از منابع قابل دیسپاچ و غیرقابل دیسپاچ میتوانند تاثیر بسزایی در کاهش سطح تلفات انرژی داشته باشد.
در مرجع [5]، از الگوریتم جستجوی بازگشتی به منظور جایابی منابع تولید پراکنده استفاده شده است. تابع هدف در این مطالعه کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در نظر گرفته شده است و فرض شده است که منابع تولید پراکنده قابلیت تولید توان اکتیو و راکتیو را دارند. علاوه بر این سطوح مختلف بار در حین بهینهسازی در نظر گرفته شده و سعی شده است که مدلهای مختلف بار شامل بارهای توان ثابت، جریان ثابت و امپدانس ثابت مدلسازی شده و تاثیر آنها بر روند جایابی بررسی گردد. در مرجع [6]، به جایابی بهینه منابع تولید پراکنده و خازنهای شنت در شبکه توزیع به کمک الگوریتم استعماری و الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است.
در این مطالعه با در نظر گرفتن کاهش تلفات به عنوان تابع هدف اصلی سعی بر تعیین بهینه مکان و ظرفیت نصب تجهیزات صورت گرفته است. روش پیشنهادی بر روی شبکههای 33 و 69 شین پیادهسازی شده و نتایج حاصل با نتایج حاصل از الگوریتم تجمع پرندگان مقایسه شده است.در مرجع [7]، مکان بهینه برای نصب منابع تولید پراکنده و خازنهای شنت در شبکه توزیع به کمک الگوریتم تجمع پرندگان چندگانه با در نظر گرفتن عدم قطعیت بار مورد بررسی قرار گرفته است. تابع هدف چندگانه شامل کاهش تلفات و بهبودپروفیل ولتاژ و متعادلسازی جریان در شبکه در نظر گرفته شده است. عدم قطعیت بار به کمک تئوری فازی مدل شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه 33 شین استاندارد پیادهسازی شده و نتایج حاصل با نتایج الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است.
در مرجع [8]، از الگوریتم تکثیر باکتریها به منظور کاهش میزان تلفات با جایابی بهینه منابع تولید پراکنده استفاده شده است. نتایج حاصل نشاندهنده کارآیی الگوریتم معرفی شده به منظور جایابی بهینه منابع تولید پراکنده میباشد. در مرجع [9]، روشی به منظور بازآرایی شبکه توزیع و تعیین محل بهینه برای نصب منابع تولید پراکنده به منظور کاهش سطح تلفات سیستم و بهبود پروفیل ولتاژ ارائه شده است. در این مطالعه از الگوریتم عملکرد آتش استفاده شده است. این الگوریتم یک الگوریتم فراابتکاری هوشمند جدید میباشد که بر پایه یافتن بهینهترین نقطه به منظور جرقه و آغاز آتش پیادهسازی شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه 33 و 69 شین استاندارد پیادهسازی شده و 6 سناریو مختلف بهرهبرداری نیز بررسی شده است.
در مرجع [10]، با در نظر گرفتن پایداری ولتاژ، تغییرات ولتاژ در کل شبکه و کاهش تلفات جایابی بهینه منابع تولید پراکنده صورت گرفته است. در این مطالعه از الگوریتم تکاملی تفاضلی Pareto Forntier به منظور بهینهسازی استفاده شده است. در مرجع [11]، از یک الگوریتم ترکیبی متشکل از الگوریتم کلونی مورچگان و الگوریتم زنبورعسل به منظور جایابی بهینه منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع استفاده شده است. در این مطالعه دو ساختار گسسته و پیوسته یکی برای محل نصب منابع و دیگری برای ظرفیت آنها معرفی شده است. به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت بار از پخش بار احتمالاتی استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم 33 و 69 شین پیادهسازی شده است.
در مرجع [12]، مسئله جایابی بهینه منابع تولید پراکنده به منظور کاهش سطح تلفات سیستم و بهبود پروفیل ولتاژ به کمک الگوریتم ترکیبی کلونی مورچگان و کلونی زنبورعسل پیادهسازی شده است و در طی این فرایند از نظریه آشوب به منظور بررسی پایداری شبکه استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی یک شبکه 38 شین شامل بارهای خانگی، صنعتی و تجاری پیادهسازی شده است. در مرجع [13]، جایابی منابع تولید پراکنده و برنامهریزی تولید یک شبکه شامل منابع تولید پراکنده از نوع سیستم خورشیدی و دیزل ژنراتور به طور همزمان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از الگوریتم کلونی مورچگان استفاده شده و سعی شده است تا میزان تلفات سیستم کاهش یابد. به منظور حل مسئله بهینهسازی قیود بهرهبرداری از شبکه به عنوان قیود سیستم در نظر گرفته شدهاند.
در مرجع [14]، جایابی منابع تولید پراکنده و جبران ساز استاتیکی ولتاژ به طور توامان و به کمک الگوریتم انبوه ذرات چندگانه صورت گرفته است. در این مطالعه کاهش تلفات و تعادل شبکه به عنوان توابع هدف بهینه سازی در نظر گرفته شده است.در مرجع [15]، جایابی منابع تولید پراکنده با در نظر گرفتن توالی زمانی تغییرات بار در یک شبکه صورت گرفته است. به منظور مدلسازی تغییرات بار از منطق فازی و به منظور حل مسئله بهینهسازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است.در مطالعه حاضر جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و خازن های شنت به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات در شبکههای توزیع مورد بررسی قرار می گیرد. اهداف اصلی این مقاله، جایابی و تعیین ظرفیت بهینه منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع شعاعی، جایابی و تعیین ظرفیت بهینه خازنهای شنت در شبکههای توزیع، کاهش سطح تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ شبکه توزیع و حل مسئله بهینهسازی چندگانه به کمک الگوریتم فراابتکاری تکاملی تفاضلی اصلاح شده می باشد.
-2 مدلسازی سیستم و معرفی روش پیشنهادی
.1-2 روند پیادهسازی الگوریتم تکاملی تفاضلی در مسئله
