بخشی از مقاله
چکیده
همه شرکتهای کاربردی برای دست یافتن به سیستمهای توزیع بالانس شده مناسب بهمنظور بهبود سیستم تنظیم ولتاژ، با برابر کردن بار متعادل فیدرها و کاهش تلفات قدرت در تلاش هستند. ساختار بهینه یکی از بهترین راهحلهای رسیدن به این هدف است. این مقاله با یک روش ترکیبی جدید جهت بهینه کردن ساختار، با استفاده از یک تابع هدف چندمنظوره با متغیرهای فازی ارائهشده است، این روش دو هدف بالانس بار و کاهش تلفات در فیدرها را بررسی میکند. ازاینرو ساختار مسئله بهینهسازی غیرخطی است، الگوریتم کلونی مورچه برای پاسخ بهینهشده در این حوزه استفادهشده است. این روش روی سی ستمهای توزیع IEEE، 33 و 69 شینه بکار گرفته شده ا ست. نتایج شبیه سازی میزان تأثیر روش ارائه شده در مقای سه با تکنیکهای دیگر برای ساختار بهینه را تائید میکند.
کلیدواژه- مکانیابی، مزارع توربین بادی، بهینه یابی، الگوریتم مورچگان، شبکههای الکتریکی هوشمند
مقدمه
سیستمهای توزیع ساختار مجدد، بایستی برای حداکثر کارایی مؤثر با کمینه کردن تلفات فیدر و کاهش ولتاژ بکار روند. این ساختار مجدد با تغییر وضعیت باز- بستن سوئیچها در سیستم قدرت میتواند انجامشده باشد. بااینوجود این پروسه ممکن است بسیار پیچیده باشد چون تعداد حالت زیادی برای ترکیب سوئیچهای منتخب امکانپذیر است. در این الگوریتم از رفتار مورچههای واقعی در طبیعت الهام گرفتهشده است و برای حل مسائل وابسته در سیستم توزیع الکتریکی، کاهش تلفات و جایابی سوئیچها بکار میرود. در این مقاله یک ساختار بهینه جدید از سیستم جدید با استفاده از الگوریتم کلونی مورچه با تابع هدف فازی پیشنهادشده است، هدف اصلی یک ساختار شبکه بهینه جهت کاهش تلفات توان حقیقی و همچنین فراهم کردن بالانس بار بهطور همزمان در فیدرهای شبکه میباشد. هرچند این دو شاخص دو نوع متفاوت هستند، بهمنظور مطابقت دادن این دو شاخص در تابع هدف متغیرهای فازی در مسئله بهینهسازی بکار گرفتهشده، یک تابع بهینه فازی با دو هدف استفاده میشود درحالیکه فاکتورهای وزن هرکدام از متغیرها میتواند تغییر کند.
راهحل مسئله تعیین وضعیت باز یا بسته شدن سوئیچها در شبکه جهت انجام اهداف ذکرشده بالا میباشد. این مقاله بهصورت زیر ساماندهی شده است: مبانی این روش در بخش 2 بحث خواهد شد. تابع هدف چندگانه فازی پیشنهادشده در بخش 3 بحث شده است. سپس در بخش 4 و 5 الگوریتم پیشنهادشده از ساختار مجدد در سیستمهای توزیع با معرفی ویژگیهای اصلی تکنیک بر اساس الگوریتم کلونی مورچه ارائهشده است و در بخش 6 شبیهسازیها بر روی سیستم توزیع 69 و 33 شینه IEEE انجامشده است و نتایج نشان میدهد که میتواند ساختار بهتری در مقایسه با سایر تکنیکها داشته باشد.
مبانی و فرمولاسیون مسئله
راهحل مسئله ساختار مجدد که در معادله 1 نشان دادهشده است یک ساختار برای سیستمهای توزیع میباشد که در آن ارزش تابع - - مینیمایز شده است در این حال محدودیتهای ساختار مجدد - لحاظ شده است - .
شاخص کاهش تلفات
تلفات توان حقیقی در این شبکه معادل با تلفات کل تولید در هرکدام از شاخههای شبکه میباشد که این میتواند با استفاده از پخش بار محاسبه شود تلفات توان حقیقی به شرح ذیل میباشد:
شاخص بالانس بار
جهت بررسی شاخص بالانس بار برای کل سیستم ابتدا یک پارامتر مناسب تحت عنوان شاخص بالانس بار برای شاخه i ام تعریفشده که در معادله 3 آمده است این شاخص توجیه میکند که چه مقدار از این شاخه بارگذاری شده است.[1] در معادله 6، و fg و fgترتیب تلفات سیستم و شاخصهای بالانس بار میباشند، ازآنجاییکه تغییرات این دو متغیر با رنج و اندازه یکسان نمیباشند ضریبهای K1وk2برو 2k برایم رنجهای این تغییرات بکار گرفتهشده است.علیرغم استفاده از این ضرایب هنوز یک مقایسه مناسب بین این شاخص نتوانسته استفاده شود، زیرا مقدار max و min نقاط بهرهبرداری شبکه موردنیاز میباشد.
فرمولاسیون مسئله فازی پیشنهادی
بهطور واضح شاخص کاهش تلفات و بالانس بار دیمانسیون - اندازههای - متفاوتی دارند، اگرچه فاکتورهای وزن در معادله 6 جهت حل این مسئله بکار گرفتهشده اما هنوز استفاده از یک چارچوب که مقایسه آسانتر شود در مراحل ساختار مجدد موردنیاز میباشد.بنابراین تابع هدف با متغیر فازی در اینجا بکار گرفتهشده است، هر متغیر با تابع عضویت در محدوده فازی ارتباط دارد. تابع عضویت، درجه عضویت هر متغیر را نشان میدهد. هر متغیر میتواند یک مقدار عضویت بین 0 تا 1 در محدوده فازی داشته باشد یعنی مقدار عضویت هر عنصر میتواند متفاوت باشد.
در این بخش با استفاده از تئوری مجموعههای فازی تابع عضو یک µ برای هر متغیر اختصاص دادهشده است ازآنجاییکه درجه عضویت متغیرها مقداری بین 0 تا 1 دارد، این شاخصها میتواند در این محدوده مقایسه شوند.
تابع عضویت برای شاخص کاهش تلفات :
