بخشی از مقاله
چکیده
استفاده مناسب از منابع تولید پراکنده، می تواند راهکاری موثر برای رهایی از برخی مشکلات، نظیر تلفات بالا، کیفیت توان پایین و تراکم در سیستم های قدرت باشد. اتصال واحدهای تولید پراکنده با جایابی مناسب و صحیح آنها در شبکه، اثرات مختلفی از جمله بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه، کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش هزینههای انتقال و توزیع انرژی و بهبود کیفیت توان را در پی خواهد داشت.
در این مقاله یک الگوریتم در راستای مکانیابی چند هدفه مولدهای تولید پراکنده در سیستم 14 باس ارائه شده است که با تعیین مکان، توان بهینه تولیدی DG در شبکه که باعث بهبود قابلیت اطمینان، پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات و حداقل کردن هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری می گردد. روش ارائه شده در این تحقیق مبتنی بر الگوریتم NSGAII می باشد و با اعمال عملگرهای موثر الگوریتم ژنتیک ، نظیر پیش پردازش و و اغتشاش سرعت همگرایی الگوریتم افزایش یافته است. روش ارائه شده توسط نرم افزار MATLAB شبیه سازی گردیده است.
مقدمه
تغییر و تحولات قوانین مدیریتی و اقتصادی حاکم بر صنعت برق چندی است که به شکل های متنوع ، تحت عنوان تجدید ساختار سیستمهای قدرت ، در این صنعت به وقوع پیوسته است . این مسائل موجب بروز مسائل و موضوعات جدیدی در بخشهای مختلف سیستمهای قدرت شده که در ساختار سنتی وجود نداشته و یا از اهمیت چندانی برخوردار نبوده اند . یکی از مهمترین این مسائل ، قابلیت اطمینان، پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات شبکه انتقال است که با ضرورت دسترسی آزاد به شبکه انتقال ، به عنوان یکی از موانع مهم در مقابل پیاده سازی کامل تجدید ساختار در سیستمهای قدرت قرار گرفته است . در رویارویی با این مسئله اساسی ، راه حل های گوناگونی ارائه گردیده است . پایه و اساس تمامی این روش ها یک مسئله بهینه سازی با هدف حداکثر شدن رفاه اجتماعی در کنار حفظ امنیت سیستم می باشد که برای حل آن تکنیکهای مختلفی پیشنهاد شده است .
امروزه با حرکت سیستم های قدرت از ساختار سنتی به سمت ساختار رقابتی ، انتظار می رود منابع تولیدات پراکنده در آینده نقش مهم و اساسی در این صنعت ایفا کنند . استفاده از واحدهای تولیدی کوچک همچون توربینهای گازی، بادی، پیل های سوختی و .... در قالب منابع تولید پراکنده - - DG ، در سالهای اخیر باعث تغییر وضعیت این شبکه از یک شبکه پسیو به یک شبکه اکتیو گردیده است. تحقیقات انجام شده توسط EPRI نشان میدهد که تا سال 2010 نزدیک به 25 درصد منابع را، تولیدات پراکنده تشکیل خواهند داد که این رقم طبق تحقیقات NGF تا 30 درصد نیز پیش بینی شده است .[2 -1]
تولیدات پراکنده با اهداف گوناگون در شبکه های قدرت نصب شده و مورد بهره برداری قرار می گیرند ، از جمله تاخیر و یا حذف نیاز شبکه به احداث نیروگاه و یا خطوط جدید و نیز توسعه سیستم موجود ،بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات شبکه های قدرت ، بهبود قابلیت اطمینان شبکه و بهبود کیفیت برق تحویلی به مشترکین اشاره کرد. برخلاف دیگر کالاها برق قابل ذخیره سازی نیست و انتقال آن نیز با قیود فیزیکی که در هر لحظه باید ارضا شوند تا امنیت و قابلیت اطمینان تامین گردد مواجه است . به دلیل همین وجود خاص سیستمهای قدرت ، طراحی بازار برق و بهره برداری صحیح از آن بسیار مشکلتر و پیچیده تر از دیگر بازارهاست . [4 - 3]
در این مقاله استفاده از منابع تولید پراکنده با هدف مدیریت هزینه و تلفات سیستم انتقال و همچنین بهبود قابلیت اطمینان و پروفیل ولتاژ مورد بررسی قرار می گیرد و همچنین تعیین اندازه بهینه منابع تولیدات پراکنده برای بهبود هزینه ،تلفات و قابلیت اطمینان ارزیابی می شود . به این منظور شاخص های متفاوتی تعریف گردیده و مورد استفاده قرار می گیرند . در این راه از روشهای مختلفی برای حل این مسئله بهینه سازی بهره گرفته شده است .
روش کار به این صورت است که ابتدا تابع هدفی بر مبنای تلفات و قابلیت اطمینان و پروفیل ولتاژ و هزینه ها تعریف می گردد ، سپس با استفاده از یک روش بهینه سازی مناسب و بر طبق تابع هدف تعریف شده ، این مسئله بهینه سازی حل می شود . تابع هدف در تمامی حالات کمینه کردن افزایش قابلیت اطمینان و پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات در سیستم قدرت می باشد . روش ارائه شده در این تحقیق مبتنی بر الگوریتم NSGAII می باشد و با اعمال عملگرهای موثر الگوریتم ژنتیک،نظیر پیش پردازش و اغتشاش سرعت همگرایی الگوریتم افزایش یافته است. روش ارائه شده توسط نرم افزار MATLAB شبیه سازی گردیده است.
هزینه تولید توان و نصب DG
هزینه ها نیز در تعیین ظرفیت واحد تولید پراکنده تأثیر بسزایی دارند .استفاده از انواع متفاوت واحدهای تولید پراکنده هزینه سرمایه گذار ی، هزینه بهره بردار ی، ظرفیت و طول عمر متفاوتی به دنبال خواهد داشت .قابلیت و میزان تولید توان راکتیو نیز مشخصهای است که وابسته به نوع و تکنولوژی واحد تولید پراکنده میباشد. اساس مسئله پخش بار بهینه یافتن جواب بهینه بر اساس تابع هدف است که تعدادی از محدودیتهای غیر خطی مساوی و نامساوی می باشد . در محیط تجدید ساختار یافته پخش بار بهینه بر اساس پیشنهادات ارائه شده از سوی تولیدکنندگان و بارها و در نظرگرفتن محدودیت شبکه اجرا می شود .
