بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله جایابی و تعیین اندازه چند منبع تولید پراکنده همسان در شبکه توزیع انجام میگیرد. با توجه به اهمیت مسئله، چند تابع هدف همزمان برای حل مسئله بهینه سازی درنظر گرفته میشود که شامل کاهش تلفات، بهبود قابلیت اطمینان، بهبود پروفیل ولتاژ شبکه و کاهش آلودگی زیست محیطی میباشد. با توجه به اینکه اولویت بندی این توابع هدف ممکن است در شرایط مختلف و در شبکه های مختلف متفاوت باشد، لذا مسئله بصورت چند هدفه حل شده و مجموعهای از جواب های بهینه بدست خواهد آمد. حل مسئله چندهدفه با استفاده از مفهوم چیدمان غیرغالب انجام شده که روش بهینه سازی مورد استفاده روش بهینه سازی گرگ خاکستری میباشد. مسئله برای شبکه های نمونه 33 باسه و 69 باسه شعاعی بررسی شده و نتایج با روش بهینه سازی تکاملی تفاضلی و روش بهینه سازی تجمع ذرات مقایسه میشود.
-1 مقدمه
مسئله مهمی که در رابطه با منابع تولید پراکنده - DG - 1 حائز اهمیت است مسئله جایابی و تعیین اندازه آنها میباشد. قرارگیری نادرست و تولید بیمنطق آنها ممکن است نتایج سویی بر پروفیل ولتاژ و تلفات شبکه داشته باشد.[1] این مسئله از دیدگاههای مختلف مورد توجه قرار گرفته و کارهای زیادی در این زمینه انجام شده است. در مرجع[2] جایابی و تعیین اندازه بهینه DG با هدف کاهش تلفات و بهبود پایداری ولتاژ انجام شده و مسئله بهینهسازی چند هدفه بر اساس روش ضریب وزنی انجام گرفته و با استفاده از روش تجمع ذرات، بهینه سازی میشود.
مرجع[3] به جایابی منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع با هدف کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان پرداخته و مسئله بهینه سازی با استفاده از یک روش بهینه سازی برنامه ریزی دینامیکی حل شده است. هم چنین بار بصورت سه سطحی در نظر گرفته شده که هر کدام از سطوح در طول سال دارای یک پریود زمانی بوده و درصدی از بار را شامل میشوند. در مرجع [4] مکان یابی و تعیین اندازه بهینه DG با استفاده از یک روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است وتابع هدف، تلفات بوده و قیود متعارف مسئله مانند قید حد ولتاژ، قید حد حرارتی فیدرها و قیود مربوط به تولید DG ، محدودیتهای مسئله میباشد. روشهای تحلیلی روشهای مناسبی برای حل مسائل بهینه سازی میباشند، با این حال چون مسائل بهینه سازی در سطح شبکه های توزیع بسیار گسترده میباشند، استفاده از روش-های تکاملی نتایج بهتری را به همراه دارد.
در مرجع [5]، انتخاب اندازه و محل بهینه نصب DG با هدف کاهش تلفات و بهبود پایداری ولتاژ انجام شده و تغییرات بار نیز در نظر گرفته شده و تعیین اندازه و محل DG برای بارهای مختلف که تغییرات آن از 50 تا 150 درصد میباشد انجام شده و برای بهینه سازی از روش های تکاملی استفاده شده است. در مرجع [6] جایابی و تعیین اندازه DG بصورت چند هدفه انجام شده و توابع هدف آن کاهش تلفات اکتیو و راکتیو، بهبود پروفیل ولتاژ، و بالانس کردن توان انتقالی از خطوط می باشد. روش پیشنهادی، یک روش ترکیبی با استفاده از روش های تکاملی بوده و روش حل مسئله چندهدفه با استفاده از ضرایب وزنی انجام گرفته است.
در این مقاله هدف جایابی و تعیین اندازه منابع تولید پراکنده از نوع برنامهپذیر است و مسئله بصورت تک هدفه و چند هدفه حل شده است. توابع هدف مورد نظر برای حل مسئله بهینهسازی عبارتند از کاهش تلفات، بهبود قابلیت اطمینان، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش آلودگی زیست محیطی. روش حل مسئله چندهدفه مورد نظر استفاده از مفهوم چیدمان غیرغالب است که مجموعهای از جوابهای بهینه را در اختیار بهرهبردار قرار میدهد. بهرهبردار با توجه به شرایط شبکه میتواند پاسخ مورد نظر خود را انتخاب کند. برای حل مسئله بهینه سازی از یک روش تکاملی تحت عنوان روش گرگ خاکستری - GWO - 1 استفاده شده است و نتایج آن با روش بهینه سازی تکاملی تفاضلی - DE - 2 و روش بهینه سازی تجمع ذرات - PSO - 3 مقایسه میشود. در ادامه اهداف مقاله به طور مختصر توضیح داده می شود.
در مسائل چند هدفه ممکن است سه حالت داشته باشیم: A بر B غالب، اگر تمام توابع هدف A از B بهتر باشد. B بر A غالب است اگر تمام توابع هدف A از B بدتر باشند. A و B بر هم غیرغالبند اگر بعضی از توابع هدف A از B بهتر و بعضی بدتر باشد. در این جا برای مرتب سازی از مفهوم چیدمان غیر غالب استفاده میشود.[13] در این روش بهترین پاسخ به پاسخهایی گفته می شود که نسبت به هم غیرغالب بوده و هیچ جوابی در کل جواب ها بر آنها غالب نیست و به مجموعه جوابهایی که نسبت به هم غیرغالبند سطح گفته میشود. بنابراین بهترین پاسخ ها در سطح 1 قرار میگیرند.
برای محاسبه سطح هر مجموعه جواب ابتدا باید دو متغیر اساسی تعریف شود. فرض کنید در مورد پاسخ ام در کل جمعیت صحبت میکنیم:
-1 تعداد پاسخهایی که بر پاسخ غالبند - - .
-2 تعداد پاسخهایی که پاسخ بر آنها غالب است - - .
مشخص است که پاسخهایی که در سطح اول قرار میگیرند هیچ پاسخی بر آنها غالب نیست. بنابراین پارامتر اول برای پاسخهایی که قرار است در سطح اول یا سطح بهینه قرار گیرند صفر است. چنانچه پاسخ دارای باشد، این پاسخ در سطح اول قرار میگیرد. برای هر پاسخ موجود در مانند ، یکی از کم میشود. اگر باشد، این پاسخ در سطح 2 قرار میگیرد و همین روند برای تمام پاسخها انجام میگیرد تا تمام سطح ها بدست آید. در نهایت بهترین پاسخ از سطح اول انتخاب میشود. با توجه به اینکه ممکن است در سطح اول بیش از یک پاسخ قرار گیرد، لذا بهترین پاسخ باید از بین این پاسخها انتخاب شود. این کار میتواند بصورت تصادفی انجام گیرد. اما به منظور عملکرد بهتر و جست و جوی بیشتر فضای مورد مطالعه، از روش دسته بندی فازی استفاده میشود.[14]
-3 روش بهینه سازی گرگ خاکستری
الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری یک الگوریتم تکاملی مبتنی بر جمعیت است.[15]این روش عملکرد شکار و رفتار اجتماعی گرگهای خاکستری را مدل سازی مینماید. سلسله مراتب رهبری این الگوریتم توسط پارامترهای ، ، تعریف میشود. برای مدلسازی روش مورد نظر بهترین پاسخ در هر تکرار را در نظر میگیریم. دو پاسخ بهتر پس از این پاسخ را و درنظر گرفته و بقیه پاسخها به عنوان گرگ های قرار داده می شوند. گرگ خاکستری در هنگام شکار طعمه خود را محاصره میکند. برای مدل کردن ریاضی این محاصره کردن از رابطه زیر استفاده میکنیم.
-4 شبیه سازی و نتایج
در این جا مطالعه بر روی دو سیستم توزیع شامل شبکه 33 باسه IEEE و شبکه 69 باسه شعاعی انجام میگیرد. ابتدا در شبکه 33 باسه، تاثیر حضور منابع تولید پراکنده مورد ارزیابی قرار گرفته و مکانیابی بهینه بصورت تک هدفه انجام میگیرد. نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج حاصل از دو روش [16] DE و روش[17] PSO مقایسه میشود. سپس مسئله بصورت چند هدفه حل شده و مجموعهای از بهترین پاسخها برای مکانیابی بهینه با برآوردن همزمان تمام توابع در مورد هر دو شبکه بدست میآید.
