بخشی از مقاله
چکیده:
تعیین نوع و اندازۀ هادیها یکی از مراحل با اهمیت در طراحی شبکههای توزیع انرژی الکتریکی است که بهینهسازی آن تأثیر قابلتوجهی بر کاهش تلفات و صرفهجویی اقتصادی شرکتهای توزیع دارد. در این مقاله روشی نوین و کارا به منظور انتخاب هادی مناسب برای سکشنهای مختلف فیدرهای شعاعی شبکه توزیع ارائه شده است. ارزش کنونی هزینه هادیهای مورد استفاده و تلفات انرژی از جمله اجزاء تابع هدف هستند.
در فرایند بهینهسازی به قیود افتولتاژ و ظرفیت مجاز هادیها توجه شده است. الگوریتم پیشنهادی علاوه بر دارا بودن ساختاری ساده نیاز به هیچگونه تقریب و سادهسازی در فضای عملی نداشته و پاسخ بهینه را به دست میآورد. این الگوریتم برای کلیه فیدرهای شعاعی شبکه توزیع قابل اجرا است و با کمینه کردن تابع هدف، اندازه و نوع هادیها را تعیین میکند. کارایی الگوریتم پیشنهادی از طریق اجرا روی یک فیدر شعاعی نمونه نشان داده شده است.
-1 مقدمه
طراحی بهینه شبکههای توزیع از جمله مسائل مهم در طراحی سیستم قدرت است که به دلیل پیچیدگی و تعدد زیرمسألههای بهینهسازی در این بخش، امکان بهینهسازی آن در قالب یک مجموعه واحد وجود ندارد. تعیین اندازه و نوع هادیها در فیدرهای شعاعی از جمله زیرمسألههای مطرح و مهم در طراحی شبکههای توزیع است که بهینهسازی آن علاوه بر کمینه نمودن تلفات با در نظر گرفتن قیودی چون افت ولتاژ و جریان مجاز هادیها، مقدمات افزایش قابلیت اطمینان سیستم و تأمین انرژی با سطح ولتاژ مناسب را فراهم میآورد.
به دلیل رشد روز افزون تلاشها برای کاهش تلفات سیستم، تاکنون مقالات متعددی برای بهینهسازی شبکههای توزیع ارائه شده است، با این وجود هنوز نیاز به مطالعه بیشتر در این زمینه احساس میشود. مقالات [7-2] به انتخاب هادی بهینه برای شبکه توزیع پرداختهاند که در تمامی این مطالعات به کاهش تلفات از طریق بهینهسازی پروفیل هادی توجه شده است. در این مقاله، روشی نوین و کارا برای انتخاب بهینه هادیها در فیدرهای شعاعی توزیع مطرح شده است. روش ارائه شده میتواند به عنوان ابزاری مفید برای تعیین نوع هادی فیدرهای شعاعی شبکه توزیع مورد استفاده قرار گیرد. اهداف منظور شده در این روش عبارتند از:
• کاهش هزینههای مرتبط با هادیها و تلفات
• رعایت قید ولتاژ
• رعایت قید جریان
در کلیه پروسههای بهینهسازی لازم است علاوه بر هزینههای کنونی - در مسأله مورد بحث هزینه هادیها - ، هزینههای جاری نیز منظور شوند که این هزینهها میتوانند در سالهای مختلف متغییر باشند. در مسأله انتخاب هادی بهینه برای سکشنها، تلفات فیدر از جمله هزینههای جاری است که علاوه بر اینکه انتخاب هادیهای متفاوت تغییراتی در آن ایجاد می کند، افزایش یا کاهش بار نیز مقدار آن را تغییر میدهد، از این رو لازم است در طول عمر مفید فیدر مقدار بار هر سال محاسبه شده و متناسب با آن تلفات فیدر محاسبه شود.
از آنجا که امکان پیشبینی بار در شبکههای توزیع به دلایل متنوع در بازههای بلند مدت وجود ندارد و نیز فیدرها تا حد مشخصی توانایی انتقال توان را دارند لذا بار فیدر تا سال M که رشد بار را دربر دارد از پیشبینی بار حاصل شده و در بازۀ پس از پیشبینی بار یعنی از سال M تا N ثابت و برابر بار در سال آخر پیشبینی شده خواهد بود. در واقع در طول دورۀ مطالعه که N سال است برای M سال آن رشد بار در نظر گرفته میشود و پس از آن میزان بار ثابت فرض می شود.
-3-2 پخش بار
همانطور که اشاره شد ولتاژ گرهها و جریان سکشنها دو قید حاکم بر مسأله هستند، به منظور بررسی وضعیت این دو قید در الگوریتم ارائه شده لازم است افت ولتاژ هر گره و جریان عبوری از هر سکشن محاسبه شود و برای تعیین مقدار تابع هدف نیز میبایست تلفات قدرت کل فیدر به دست آید که هر دو با استفاده از پخش بار روی فیدر حاصل میشوند. در مرجع [1] روشی ساده و مناسب برای پخش بار شبکههای توزیع شعاعی معرفی شده است که در این مقاله نیز مورد استفاده قرار میگیرد. این پخش بار قادر به مدل کردن سکشنها با تمامی جزئیات و درنظر گرفتن مدلهای بار میباشد و مبنای آن تکنیک جاروب رفت و برگشت است، در این روش پس از کمینه شدن خطای محاسباتی کلیه جریانها و ولتاژها حاصل میشود.
