بخشی از مقاله

چکیده -

با توجه به حضور منابع تجدید پذیر در سیستمهای جدید، استفاده از کنترل کننده برای پایداری سیستم امری ضروری است. همچنین استفاده از سیستمهای ترکیبی واحدی بادی - دیزلی ازلحاظ فنی و عملیاتی نسبت به سیستمهای تکی دارای مزیت است. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده الگوریتم GWO پارامترهای کنترلکننده PIبرای سیستم بادی - دیزلی به طرز مناسبی بهینه شود. بهمنظور حفظ تعادل میان توان راکتیو موردتقاضا و مصرفی از STATCOM برای جبران سازی توان راکتیو استفادهشده است. نتایج بهدستآمده از روش بکار گرفتهشده با مقادیر بهینهشده از طریق الگوریتم PSO مقایسه شده و کارایی روش پیشنهادی را تائید کرده است.

-1 مقدمه

در سالهای اخیر نگرانیها در مورد کاهش منابع فسیلی افزایشیافته است. علاوه بر این به دلیل تأثیرات زیستمحیطی سوختهای فسیلی، علیالخصوص در رابطه با انتشار کربن، نیاز به منابع انرژی پاک بیشتر شده است. باد، دریا، خورشید، بیوماس و انرژی زمینگرمایی منابع مناسبی هستند که در این میان انرژی باد از اهمیت ویژهای برخوردار است2]و.[1 همچنین تأمین انرژی از طریق سوختهای فسیلی برای نقاط دوردست هزینه بالایی را در بردارد. استفاده از انرژی باد هزینههای عملیاتی کلی را کاهش میدهد

تولید پراکنده و ریز شبکهها در سیستمهای توزیع بهسرعت در حال رشد است. دلایل زیادی در افزایش تمایل به حضور DG ها در سیستمهای قدرت مرسوم وجود دارد که شاید مهمترین دلیل، مزایای اقتصادی آنهاست. در چند سال اخیر توربینهای بادی بهصورت موفق به شبکههای بزرگ و شبکههای ac ضعیف متصل شدهاند.

در این سیستمها هدف، حفظ سوختهای فسیلی و تأمین کیفیت توان است. اصلیترین مسئله در ارتباط با توربینهای بادی، وضعیت نامعین و غیرقابلپیشبینی باد است. برای رفع این مسئله درکنار توربینهای بادی از منابع انرژی پشتیبان و سیستمهای ذخیرهساز استفاده میشود

یکی از مشکلات موجود در سیستمهای بادی - دیزلی، ماهیت نامعین باد است که سبب نوسانات در خروجی توربینهای بادی میشود این نوسانات در شبکههای بزرگ تأثیر اندکی در کیفیت توان توزیعشده دارند اما در شبکههای کوچک تأثیرات قابلتوجهی دارند؛ بنابراین کنترل ولتاژ و فرکانس شبکههای بادی دیزلی کوچک نسبت به شبکههای بزرگ از اهمیت بیشتری برخوردار است. همچنین برای رفع اختلاف توان راکتیو تولیدی و تقاضا شده که ناشی از تغییر توان راکتیو بار و نیاز ژنراتور القایی به توان راکتیو میباشد، از جبران سازهای توان راکتیو استفاده میشود.

شکل :1 سیستم قدرت بادی-دیزلی تک خطه

شکل :2 دیاگرام بلوک تابع انتقال سیستم بادی - دیزلی

این توان راکتیو اضافی ، با تغییر جذب انرژی الکترومغناطیسی در راکتانس مغناطیسی ژنراتورهای القایی با نرخ dEm dt ولتاژ سیستم را افزایش میدهد. و سبب افزایش مصرف توان راکتیو در سمت بار میشود. بنابراین توان راکتیو خالص در سیستمهای چند واحدی از مجموع جذب انرژی الکترومغناطیسی ژنراتورهای القایی به دست میآید.

سیستم کنترلی تحریک از نوع IEEE type-1 با اشباع در نظر گرفتهشده است. همچنین بهمنظور جبران توان راکتیو از STATCOM استفادهشده است.STATCOM شامل مبدل منبع ولتاژ - VSC - و ترانسفورماتور تزویج و یک خازن DC است که با کنترل مناسب مبدل ولتاژ و با توجه به ولتاژ گرهی که به آن متصل است، توانایی جذب یا تولید توان راکتیو را دارد. پیکربندی مربوط به STATCOM در شکل - 3 - نشان دادهشده است. جریان حقیقی STATCOM قابلچشمپوشی است و صفر در نظر گرفته میشود. کنترل راکتیو از طریق تغییرات Vو امکانپذیر است؛ که زاویه فاز است. توان راکتیو تولیدی در باس ac به شکل زیر محاسبه میشود.

-3 الگوریتم بهینهساز گرگ خاکستری

الگوریتم GWO یک الگوریتم فرا ابتکاری است که از ساختار سلسله مراتبی و رفتار اجتماعی گرگها در هنگام شکار الهام گرفته است. این الگوریتم مبتنی بر جمعیت بوده، فرایند تنظیمات سادهای داشته و به سادگی قابلیت تعمیم به مسائل با ابعاد بزرگ را دارد

-3-1 ساختار سلسله مراتبی و رفتار اجتماعی گرگهای خاکستری

گرگهای خاکستری در رأس زنجیره غذایی هستند و زندگی اجتماعی دارند. تعداد متوسط گرگهای هر گله بین 5 تا 12 است.در ادامه به معرفی گرگ های گروه آلفا ،بتا ،دلتا و امگا1 می پردازیم.

-1 گرگهای رهبر: گروه آلفا نامیده میشوند که میتوانند مذکر یا مؤنث باشند. این گرگها بر گله مسلط هستند و مواردی مانند محل استراحت یا نحوه شکار را مدیریت میکنند؛ اما علاوه بر رفتار مسلط گرگهای آلفا، نوعی ساختار دموکراتیک هم در گروه دیده میشود.

-2 گرگهای بتا: کمک به گرگهای آلفا در فرایند تصمیمگیری بوده و همچنین مستعد انتخاب شدن بهجای آنها هستند.

-3 گرگهای دلتا: پایینتر از گرگهای بتا و شامل گرگهای پیر، شکارچیها و گرگهای مراقبتکننده از نوزادان -4 گرگهای امگا: پایینترین مرتبه در هرم سلسلهمراتب

که کمترین حق را نسبت به بقیه اعضای گروه دارند. بعد از همه غذا میخورند و در تصمیمگیری مشارکتی ندارند.

-3-2 فرایند شکار گرگهای خاکستری فرایند شکار گرگهای خاکستری شامل 3 فاز اصلی است: -1 مشاهده شکار، ردیابی و تعقیب آن

-2 نزدیک شدن، احاطه کردن - حلقه زدن - 3 به دور شکار و گمراه کردن آن تا زمانی که از حرکت بازبماند -3 حمله به شکار

الف- مدلسازی ساختار سلسله مراتبی - هرم قدرت - بهینهسازی با استفاده از گرگهای آلفا و بتا و دلتا انجام

میشود. یک گرگ بهعنوان آلفا هدایتکننده اصلی الگوریتم فرض میشود و یک گرگ بتا و دلتا نیز مشارکت دارند و بقیه گرگها بهعنوان دنبال کننده آنها محسوب میشوند.

ب- مدلسازی فرایند احاطه کردن شکار ج- مدلسازی فرایند5

گرگهای خاکستری توانایی تخمین موقعیت شکار رادارند. برای مدلسازی ریاضی این فرایند به ترتیب زیر عمل میشود:

در جستجوی اولیه هیچ ایدهای در مورد موقعیت شکار نداریم. فرض میشود گرگهای آلفا و بتا و دلتا دانش اول بهتری در خصوص موقعیت شکاردارند. با توجه به موقعیت این سه کاندیدا، جواب تعیین میشود.

درواقع گرگهای آلفا و بتا و دلتا موقعیت شکار را تخمین میزنند اما بقیه گرگها موقعیت خود را بهطور تصادفی حول شکار بهروزرسانی میکنند.

د- مدل کردن فرایند حمله وقتی شکار توسط گرگها احاطهشده و از حرکت بایستد
حمله به رهبری گرگ آلفا شروع میشود.

مدل کردن این فرایند با استفاده از کاهش بردار a انجام میشود.
ازآنجاکه A برداری تصادفی در بازه 2a]،[-2a است، با کاهش a، بردار ضرایب A هم کاهش مییابد.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید