بخشی از مقاله
چکیده
نیاز روز افزون جوامع به مصرف برق و طراحی ونصب نیروگاه ها و نیز وقت زیادی که صرف ساخت نیروگاه ها ی بزرگ می شود و همینطور آلودگی های زیست محیطی که این نیروگاه ها ایجاد می کنند لزوم استفاده از سیستم های تولید پراکنده که در اندازه کوچک و در محل مصرف واقع شده اند را بیشتر نمایان می کند. سیستم های تولید پراکنده می توانند باعث کاهش تلفات توان , بهبود پروفیل ولتاژ , افزایش قابلیت اطمینان , پیک سایی و. . . می شوند که تمام این مزیت ها در صورتی رخ می دهند که جایابی درستی برای منابع تولید پراکنده صورت گیرد و در صورتی که جایابی درستی صورت نگیرد این مزیت ها می توانند به معایب تبدیل شوند . در این مقاله جایابی منبع تولید پراکنده و بانک خازنی به منظور کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ که با استفاده از آنالیز حساسیت جایابی می شوند و سیستمی که مطالعه بر روی آن انجام شده IEEE 24 BUS RTS می باشد و شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار محاسباتی MATLAB انجام شده است .
-1 مقدمه
سیستم توزیع نقش اصلی را در تلفات سیستم قدرت دارد که به طور تقریبی این مقدار برابر %13 می باشد . نسبت R/X بالا و همینطور افت ولتاژ قابل ملاحضه در سیستم , به تلفات قابل توجهی در سیستم توزیع منجر می شود . اکثر سیستم های توزیع بصورت شعاعی هستند . افزایش تقاضا برای برق و در نتیجه توسعه سیستم های توزیع , به افت ولتاژ و تلفات بیشتر و عدم تعادل بار منجر خواهد شد که باعث کاهش پایداری ولتاژ شبکه می شود.
[1] در سال های اخیر به دلیل نیاز به تولید انرژی الکتریکی بیشتر و همچنین محدودیت های شدید در احداث خطوط انتقال طولانی , استفاده از واحد های تولید پراکنده - DG - افزایش پیدا کرده است . به طور کلی تعریف تولید پراکنده به منبع تولید توان الکتریکی گفته می شود که در سمت بار شبکه و یا در سمت مصرف کننده سیستم قدرت باشد [2]. این منابع با توجه به مکان نصب باعث بهبود بهر ه وری سیستم از جمله کاهش تلفات, بهبود پروفیل ولتاژ و قابلیت اطمینان شبکه می شوند. در مراجع [3,4] با این فرض که بر روی تمام شین های بار می توان تولید پراکنده را نصب نمود ، الگوریتم پخش توانی برای یافتن ظرفیت بهینه DG برای هر شین شبکه ارائه شده است.
در مرجع [5] روشی تحلیلی برای مینیمم کردن تلفات شبکه های توزیع شعاعی و حلقوی ارائه شده است. در این مرجع فقط محل بهینه DG مشخص می شود و ظرفیت آن ثابت فرض می گردد . مرجع [6] به یافتن مکان و ظرفیت بهینه منابع تولید پراکنده به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات پرداخته است. این مرجع به منظور حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک چند هدفی استفاده نموده است. [7]
در [8]، یک روش GA-OPF هیبرید برای یافتن ظرفیت شبکه برای اتصال تعداد معلومی از DG ها در یک شبکه توزیع ارائه شده است. یک روش شناسی بر اساس GA - الگوریتم ژنتیک - برای اختصاص و ابعاد بهینه ی DG در سیستم های توزیع، برای حداقل سازی تلفات شبکه و تضمین قابلیت اطمینان بالا و بهبود ولتاژ در [9] ارائه شده است. یک روش برای تخصیص و مشخص کردن اندازه DG برا حداقل سازی تلفات اکتیو فیدر ها با استفاده از الگوریتم جستجوی تابو - - tabu در [10] ارائه شده است. یک روش برنامه نویسی خطی برای مشخص کردن تخصیص بهینه - optimal allocation - تولید جاسازی شده در شبکه های توزیع در [11] ارائه شده است. نفوذ DG قابلیت اطمینان و امنیت سیستم قدرت را از جهت جلوگیری از خاموشی و کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در شین های مختلف به نحو موثری بهبود می بخشد.
در این مقاله برای جایابی DG و بانک خازنی از آنالیز حساسیت استفاده شده است که در ابتدا باس های بار سیستم مشخص می شوند و بعد از مشخص شدن منابع تولید پراکنده و بانک خازنی به صورت یک به یک بر روی باس ها قرار می گیرند و پخش بار صورت می گیرد و با استفاده از این آنالیز که از دو شاخص تشکیل شده است با استفاده از شاخص VPI برای هر باس آنالیزی صورت می گیرد و باس و یا باس هایی انتخاب می شوند که دارای بیشترین میزان VPI هستند و همینطور شاخص دیگری که LSF نام دارد در این شاخص هم آنالیزی صورت می گیرد بر روی سیستم و باس و یا باس هایی انتخاب می شوند که دارای کمترین میزان LSF باشند و بعد از آن باس هایی مناسب برای جایابی DG و بانک خازنی هستند که دارای بیشترین VPI و کمترین میزان LSF هستند . و بعد از منابع تولید پراکنده و بانک خازنی در باس های مورد نظر قرار می گیرند و تلفات و پروفیل ولتاژ با پخش بار نیوتن رافسون انجام می شود .
-2 روش جایابی منابع تولید پراکنده و بانک خازنی
در این مقاله برای جایابی منابع تولید پراکنده از آنالیز حساسیت استفاده شده است در این حالت مقدار VPI زمانی که ولتاژ در باس های مختلف به سمت مقدار نرمال خود میگراید - یعنی - 1 P.U بالا خواهد بود. و زمانی که از مقدار نرمال خود منحرف میشود دارای مقدار کمی خواهد بود. این روش باس ها برای قرارگیری DG و بانک خازنی را انتخاب میکند، که به نگه داشتن ولتاژ در نزدیکی مقدار نامی خود کمک میکند. مقادیر بالاتر VPI بهترین موقعیت ها را برای نصب DG و بانک خازنی برای بهبود پروفیل ولتاژ نشان میدهد. [12]
به این صورت که دو شاخص برای جایابی در نظر گرفته شده اند شاخص VPI - voltage profile index - که شاخص اول می باشد و نحوه ی کار این شاخص به این صورت است که پخش بار با روش نیوتن رافسون در سیستم 24 باسه استاندارد انجام می شود و ولتاژ تمام باس ها اندازه گیری می شود و آن باس هایی که دارای انحراف ولتاژ هستند انتخاب می شوند در شکل - 1 - اگوریتم این شاخص آورده شده است.
