بخشی از مقاله
خلاصه
این مقاله، یک الگوریتم جدید برای آنالیز پخش بار در ریز شبکه های جزیره شده پیشنهاد شده است.مسئله پخش بار بدون باس مرجع به وسیله بررسی کردن فرکانس به عنوان یکی از متغیرخاس مسئله پخش بار مدل شده است. برای مدلسازی حالت های کنترل مختلف منابع تولید پراکنده همچون کنترل افتی، توان ثابت و کنترل شده در حالت جزیره ای، معادلات پخش بار جدیدی استخراج شده است.الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبور عسل برای مینیمم کردن عدم تعادل توان اکتیو و راکتیو مورد استفاده قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی دارای دقت بالا و عملکرد مناسبی است.
کلید واژه- ریز شبکه، کنترل افتی، الگوریتم بهینه سازی، منابع تولید پراکنده
-1 مقدمه
یک ریز شبکه میتواند در حالتهای متصل و جدا از شبکه عمل کند. در حالت متصل به شبکه، ولتاژ و فرکانس ریز شبکه توسط شبکهی اصلی به آنها دیکته میشود. درحالیکه در مد جزیرهای واحدهای کنترل ریز شبکه به همراه ابزار کنترلی منابع تولید پراکنده در مدیریت توان اکتیو و راکتیو با یکدیگر برای تنظیم ولتاژ و فرکانس همکاری میکنند. روشهای کنترل ریز شبکه میتواند بر اساس کنترل متمرکزشده و غیرمتمرکز باشند. بهعلاوه هر ترکیبی از این دو روش نیز ممکن است. درروش متمرکز نیاز به انتقال دادن دادههای زیادی در محیط مخابراتی میباشد. این روش برای ریز شبکههای کوچک که واحدهای منابع تولید پراکنده نزدیک یکدیگر است اقتصادی خواهد بود 5 - ؛. - 7 در مقایسه با ریز شبکههای کوچک، ریز شبکههای بزرگ با نواحی جغرافیای گسترده بهوسیله روشهای غیرمتمرکز کنترل میشوند - . - 6 متغیرهای اندازهگیری شدهی محلی، در طرحهای کنترل افتی، برای تقسیم مناسب بار بین منابع تولید پراکنده استفاده میشود تا بتوانند ولتاژ و فرکانس ریز شبکهها را کنترل کنند . - 7 -
در عمل واحدهای منابع تولید پراکنده توسط ادوات الکترونیک قدرت به ریز شبکهها متصل میشوند 8 - ؛. - 9 از این رو طراحی یک روش مناسب برای کنترل منابع تولید پراکنده بر پایه عملکرد الکترونیک قدرت امر ضروری میباشد 11 - ؛. - 10 برای طراحی یک روش کنترل مناسب، مدل آنالیز پخش بار، در حالت عملکرد جزیرهای برای بررسی عملکرد حالت ماندگار امری ضروری است. بهطور معمول، آنالیز پخش بار در یک سیستم قدرت شامل محاسبات مربوط به تعیین اندازهی ولتاژ، زاویه ولتاژ و توان عبوری از خطوط برای یک پروفایل بار داده شده می باشد.در برخی مطالعات انجام شده، روش هایی برای انجام پخش بار در شبکه های توزیع و ریز شبکه ارائه شده است.در پخش بار مدل منابع تولید پراکنده بهصورت توان ثابت و یا مدل کنترلشده مورد مطالعه قرارگرفته است؛ که چنین فرضی در یک ریز شبکه جزیرهای با استفاده از ادوات الکترونیک قدرت امکانپذیر نیست. لذا الگوریتمی جدید برای حل کردن این مسائل در حالت جزیرهای نیاز خواهد بود.
این مقاله یک الگوریتم پخش بار جدید را پیشنهاد میدهد که در آن فرکانس سیستم و ولتاژ باسهای منابع تولید پراکنده بهعنوان متغیرهای پخش بار مورد مطالعه قرار میگیرد و علاوه بر آن عملکرد منابع تولید پراکنده در مد کنترلشده و توان ثابت، عملکرد منابع تولید پراکندهها بر پایهی مد کنترل افتی مدلسازی میشود و از فرکانس شبکه برای تأمین بار میان منابع تولید پراکنده استفاده میشود. این معادلات توسط یک روش بهینهسازی بهبود داده شده حل میشوند. تابع هدف مورداستفاده برای مسئله پخش بار شامل مینیمم کردن عدم تعادل میان تولید و تقاضا در شبکه میباشد.
-2فرمول بندی مسئله
در روشهای بخش بار مرسوم، چهار متغیر اصلی، زاویه ولتاژ، دامنه ولتاژ و توان اکتیو و راکتیو برای باسهای مختلف همچون PV و PQ محاسبه میشوند. برخی از این متغیرها در برخی مدها مجهول هستند و برخی دیگر مشخص میباشند. برای مثال، در یک باس PQ، مقادیر توان اکتیو و راکتیو باس مشخص میباشد حالآنکه زاویه و دامنه ولتاژ آن مجهول است. در یک باس PV، مقادیر توان اکتیو و دامنه ولتاژ باس مشخص میباشند در یک باس افتی، تمامی متغیرها مجهول میباشد. حالآنکه در روشهای پخش بار مرسوم، فرکانس از قبل معلوم میباشد؛ که برای یک ریزشبکه جزیره شده قابل پیادهسازی نیست. در این مطالعات فرکانس شبکه نیز به عنوان یکی از متغیرهای برنامه پخش بار مورد مطالعه قرارگرفته است. بهعلاوه مدل جدیدی برای محاسبه متغیرها در حالت باس PV و PQ استخراج میگردد.
2-1 محاسبه متغیرهای باس PQ
پارامترهای معلوم در یک باس PQ، توان اکتیو و راکتیو در باس J است لذا در الگوریتم پخش بار تنها کافی است برای حل ولتاژ و زاویه باس اجرا شود. در این رساله زاویه و ولتاژ باس J بر اساس مدل - 12 - بهصورت زیر باکمی تغییرات قابل محاسبه است. تمام متغیرها در شکل 1 نمایش داده شده است. با توجه به معادلات - 1 - و - 2 - مقادیر زیر باید معلوم باشد: توان اکتیو و راکتیو باسj، ولتاژ و زاویه باس j و امپدانس بین دو باس. معادلات - 3 - و - 4 - به همراه شکل 1 نحوه محاسبه این مقادیر را نمایش میدهند.
