مکان‏يابي همزمان منابع توليد پراکنده و کليدها در شبکه توزيع با در نظر گرفتن امکان عملکرد جزيره‏اي و مدل بار

تومان40,000

توضیحات

چکیده

اهميت مسأله انرژي، نياز به استفاده از منابع انرژي نو را به عنوان توليدکننده انرژي الکتريکي افزايش داده­ است. امروزه يکي از گزينه­هاي مناسب جهت تأمين انرژي الکتريکي، منابع توليد پراکنده مي­باشند. استفاده از توليد پراکنده، تأثيرات مثبت زيادي از قبيل افزايش ظرفيت آزاد خطوط، کاهش تلفات توان، بهبود پروفيل ولتاژ و بهبود شاخص‏هاي قابليت اطمينان دارد. علاوه بر اين، کاربرد کليدهاي جداکننده در شبکه توزيع­ مي­تواند نقش مؤثري در بهبود قابليت اطمينان سيستم ايفا نمايد. همچنين بکار بردن همزمان کليدها و منابع توليد پراکنده، مي­تواند سبب افزايش قابليت اطمينان سيستم از طريق تشکيل جزاير عمدي شود. به منظور بهره‏برداري بهينه از اين تجهيزات و افزايش مزاياي حاصل از آنها، بايد براي آنها مکان و ظرفيت بهينه تعيين شود. تحقيقات گسترده­اي در زمينه جايابي منابع توليد پراکنده و کليدها صورت گرفته است. در اکثر اين تحقيقات مکان يکي از اين تجهيزات ثابت در نظر گرفته شده و جايابي بهينه براي تجهيز ديگر صورت مي­گيرد. در همين راستا در اين پايان­نامه، جايابي همزمان کليدها و منابع توليد پراکنده در شبکه توزيع انجام مي­گيرد. براي اين مسأله، تابع هدفي مبتني بر هزينه معرفي شده و اهداف مذکور، شامل کاهش تلفات و بهبود قابليت اطمينان، به صورت هزينه در آن لحاظ گرديده است. با فرض دوره مطالعه چند ساله، از ضرايب اقتصادي براي تبديل هزينه‏ها به ارزش کنوني در زمان شروع سرمايه‏گذاري استفاده شده است. در طرح پيشنهادي، متغير با زمان بودن بارهاي شبکه با استفاده از منحني تداومي بار ساليانه و مدل بار چند سطحي لحاظ گرديده است. اين مدل بار در انتخاب جزاير و تعيين مکان بهينه نصب کليدها تأثير زيادي دارد. جنبه ديگر متغير بودن بار، مربوط به وابستگي آن به ولتاژ است. در نظر گرفتن مدل بار وابسته به ولتاژ، در محاسبه ولتاژ شين‏ها و تلفات تأثيرگذار است. علاوه بر اين، متفاوت بودن هزينه خاموشي براي بارهاي مختلف شبکه، سبب ايجاد نوعي اولويت‏بندي در تأمين بارها مي‏گردد. در نهايت الگوريتم ژنتيک براي حل مسأله جايابي بکار رفته است. دليل استفاده از اين الگوريتم قابليت‏ آن در جستجوي موازي از چندين نقطه از فضاي جستجو و فرار از گرفتار شدن در بهينه‏هاي محلي از طريق بکارگيري عملگرهاي متنوع مي‏باشد. براي کمک به همگرايي الگوريتم ژنتيک و رسيدن به جواب بهينه سراسري، عملگرهاي تکميلي متناسب با نوع مسأله تعريف و پيشنهاد شده است. با طرح موارد مطالعاتي مختلف و انجام شبيه‏سازي، کارايي و کاربردي بودن روش پيشنهادي بررسي و مورد تأييد قرار گرفته است.

 

 

فهرست مطالب

 

فهرست جدول‌ها ‌د

فهرست شكل‌‌ها ‌و

فصل 1-    مقدمه….. 2

1-1-    پيشگفتار  2

1-2-    ساختار پايان‏نامه 5

فصل 2-    مروري بر مسأله مکان­يابي منابع توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده در شبکه توزيع……. 8

2-1-    مقدمه…….. 8

2-2-    اهداف جايابي منابع توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده 9

2-2-1-    تلفات توان……. 9

2-2-1-1-   تأثير توليد پراکنده بر تلفات توان. 9

2-2-1-2-   نحوه ارزيابي شاخص تلفات توان. 9

2-2-2-    قابليت اطمينان. 10

2-2-2-1-   تأثير توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده بر قابليت اطمينان.. 10

2-2-2-2-   نحوه ارزيابي شاخص قابليت اطمينان. 11

2-2-3-    پروفيل ولتاژ شبکه 15

2-2-3-1-   تأثير توليد پراکنده بر روي ولتاژ و تنظيم ولتاژ شبکه. 15

2-2-3-2-   نحوه ارزيابي شاخص پروفيل ولتاژ. 16

2-2-4-    پايداري ولتاژ شبکه 17

2-2-4-1-   تأثير توليد پراکنده بر روي پايداري ولتاژ. 17

2-2-4-2-   نحوه ارزيابي شاخص پايداري ولتاژ. 17

2-2-5-    جريان اتصال کوتاه 18

2-2-5-1-   تأثير توليد پراکنده بر روي جريان اتصال کوتاه 18

2-2-5-2-   نحوه ارزيابي شاخص جريان اتصال کوتاه 18

2-3-    قيود 19

2-3-1-    قيود پخش بار. 19

2-3-2-    قيد ولتاژ شبکه 20

2-3-3-    قيد ظرفيت خطوط. 20

2-3-4-    قيد ظرفيت توليد توان توليد پراکنده 21

2-3-5-    قيد ضريب نفوذ توليد پراکنده 21

2-4-    روش‏هاي مکان‏يابي توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده 22

2-4-1-    روش‏هاي تحليلي. 22

2-4-2-    روش‏هاي عددي. 23

2-4-3-    روش‏هاي محاسباتي تکاملي. 25

2-4-3-1-   الگوريتم جمعيت مورچگان. 25

2-5-    بررسي چند نمونه تابع هدف براي مسأله مکان‏يابي توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده 27

2-6-    جمع‏بندي و نتيجه‏گيري. 35

فصل 3-    روش پيشنهادي براي جايابي همزمان منابع توليد پراکنده و کليدهاي جداکننده 37

3-1-    مقدمه……… 37

3-2-    مدل‏سازي مسأله 38

3-2-1-    مدل بار………… 38

3-2-1-1-   مدل بار متغير با زمان. 38

3-2-1-2-   مدل بار وابسته به ولتاژ. 39

3-2-2-    مدل توليد پراکنده 40

3-2-3-    تابع هدف……… 40

3-2-4-    قيود 45

3-3-    روش پيشنهادي بهينه‏سازي. 46

3-3-1-    کدگذاري مسأله (تعريف کروموزوم) 47

3-3-2-    تابع برازندگي. 47

3-3-3-    انتخاب. 49

3-3-4-    عملگر تقاطع. 49

3-3-5-    عملگر جهش   51

3-3-6-    توليد جمعيت تصادفي. 53

3-3-7-    شرط خاتمه 54

3-4-    روندنماي حل مسأله 54

3-5-    جمع‏بندي و نتيجه‏گيري. 56

فصل 4-    پياده‏سازي الگوريتم پيشنهادي و مطالعات موردي. 58

4-1-    مقدمه……… 58

4-2-    اعتبارسنجي ارزيابي قابليت اطمينان. 59

4-3-    مشخصات شبکه 33 شينه تحت مطالعه 61

4-4-    تعيين مکان‏هاي کانديد براي نصب منابع توليد پراکنده و کليدها 61

4-5-    داده­ها و مقادير پارامترهاي مورد استفاده در الگوريتم پيشنهادي. 64

4-6-    نتايج شبيه‏سازي براي موارد مطالعاتي. 67

4-6-1-    مورد مطالعاتي اول. 69

4-6-2-    مورد مطالعاتي دوم 71

4-6-1-    مورد مطالعاتي سوم 74

4-6-1-    مورد مطالعاتي چهارم 76

4-6-2-    مورد مطالعاتي پنجم 78

4-6-3-    مورد مطالعاتي ششم 81

4-6-4-    مورد مطالعاتي هفتم 82

4-6-1-    مورد مطالعاتي هشتم 85

4-6-1-    مورد مطالعاتي نهم 87

4-6-2-    مورد مطالعاتي دهم 88

4-7-    مقايسه و تحليل کلي نتايج. 91

4-8-    جمع‏بندي و نتيجه‏گيري. 97

فصل 5-    جمع‏بندي، نتيجه‏گيري و پيشنهادها 100

5-1-    جمع‏بندي و نتيجه‏گيري. 100

5-2-    پيشنهادها 102

فهرست مراجع  106

 فهرست جدول‌ها

 

جدول ‏2‑1: بررسي اجمالي تعدادي از مقالات علمي در مورد  جايابي DG و کليدهاي جداکننده. 31

جدول ‏4‑1:اطلاعات بار شبکه 6 شينه [30]. 59

جدول ‏4‑2: نرخ عيب خطوط شبکه 6 شينه [30]. 60

جدول ‏4‑3: مقايسه نتايج ارزيابي قابليت اطمينان براي سيستم 6 شينه. 61

جدول ‏4‑4: مقادير ضرايب بار براي هر پله بار در مدل بار چند سطحي نوع 1. 64

جدول ‏4‑5: مقادير ضرايب بار براي هر پله بار در مدل بار چند سطحي نوع 2. 64

جدول ‏4‑6: مقادير نماها براي انواع بارها. 64

جدول ‏4‑7: هزينه مربوط به انواع DGها [23]. 65

جدول ‏4‑8: هزينه ENS [19]. 65

جدول ‏4‑10: مقادير پارامترهاي الگوريتم ژنتيک. 66

جدول ‏4‑11: انواع DG از نظر ميزان توان توليدي. 67

جدول ‏4‑12: موارد مطالعاتي شبکه آزمايش 33 شينه. 69

جدول ‏4‑13: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي اول. 70

جدول ‏4‑14: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي اول. 70

جدول ‏4‑15: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي دوم. 72

جدول ‏4‑16: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي دوم 73

جدول ‏4‑17: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي سوم. 75

جدول ‏4‑18: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي سوم 75

جدول ‏4‑19: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي چهارم. 77

جدول ‏4‑20: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي چهارم. 77

جدول ‏4‑21: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي پنجم. 79

جدول ‏4‑22: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي پنجم. 80

جدول ‏4‑23: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي ششم. 81

جدول ‏4‑24: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي ششم. 82

جدول ‏4‑25: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي هفتم. 83

جدول ‏4‑26: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي هفتم. 84

جدول ‏4‑27: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي هشتم. 85

جدول ‏4‑28: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي هشتم. 86

جدول ‏4‑29: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي نهم. 87

جدول ‏4‑30: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي نهم. 88

جدول ‏4‑31: مکان واندازه بهينه DGها و کليدها در مورد مطالعاتي دهم. 89

جدول ‏4‑32: مقادير تلفات، ENS و تابع هدف در مورد مطالعاتي دهم. 90

 

فهرست شكل‌‌ها

 

شکل ‏2‑1: دياگرام تک‏ خطي شبکه توزيع همراه با ايجاد يک جزيره عمدي. 11

شکل ‏2‑2: تأثير DG بر تنظيم ولتاژ روي يک فيدر توزيع [25]. 16

شکل ‏2‑3: سيستم آزمايش با دو گره 17

شکل ‏2‑4: افزايش جريان خطا به سبب حضور واحدهاي DG. 18

شکل ‏2‑5: شبکه 34 شينه اصلاح شده IEEE [36]. 26

شکل ‏3‑1: مدل بار چندسطحي با پنج سطح. 39

شکل ‏3‑2: ساختار کروموزوم پيشنهادي. 47

شکل ‏3‑3: نحوه اجراي عملگر تقاطع چهار نقطه‏اي در رشته اول. 50

شکل ‏3‑4: نحوه اجراي عملگر تقاطع روي رشته دوم. 50

شکل ‏3‑5: نحوه اعمال عملگر جهش در وضعيت نصب کليد. 51

شکل ‏3‑6: نحوه اعمال عملگر جهش در نوع DG. 52

شکل ‏3‑7: نحوه اعمال عملگر جهش به مقدار صفر. 52

شکل ‏3‑8: نحوه اعمال جهش جابجايي ناحيه‏اي بر روي مکان DGها. 52

شکل ‏3‑9: نحوه اعمال جهش جابجايي سراسري بر روي مکان DGها. 53

شکل ‏3‑10: نحوه اعمال جهش جابجايي ناحيه‏اي بر روي مکان DGها. 53

شکل ‏3‑11: روندنماي حل مسأله. 55

شکل ‏4‑1: شبکه آزمايش 6 شينه. 59

شکل ‏4‑2: نمودار تک خطي شبکه آزمايش 33 شينه IEEE. 61

شکل ‏4‑3: شبکه 33 شينه با 25 مکان کانديد براي نصب کليد. 63

شکل ‏4‑4: سيستم مورد مطالعه به همراه شماره مکان‏هاي کانديد نصب کليد. 68

شکل ‏4‑5: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي اول. 70

شکل ‏4‑6: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي اول. 71

شکل ‏4‑7: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي دوم. 72

شکل ‏4‑8: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي دوم. 73

شکل ‏4‑9: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي سوم. 74

شکل ‏4‑10: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي سوم. 76

شکل ‏4‑11: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي چهارم. 77

شکل ‏4‑12: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي چهارم. 78

شکل ‏4‑13: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي پنجم. 79

شکل ‏4‑14: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي پنجم. 80

شکل ‏4‑15: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي ششم. 81

شکل ‏4‑16: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي ششم. 82

شکل ‏4‑17: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي هفتم. 83

شکل ‏4‑18: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي هفتم. 84

شکل ‏4‑19: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي هشتم. 85

شکل ‏4‑20: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي هشتم. 86

شکل ‏4‑21: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي نهم. 87

شکل ‏4‑22: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي نهم. 88

شکل ‏4‑23: روند همگرايي الگوريتم ژنتيک- مورد مطالعاتي دهم. 89

شکل ‏4‑24: پروفيل ولتاژ شبکه به ازاي سطح بار پيک و در سال اول- مورد مطالعاتي دهم. 90

شکل ‏4‑25: مقدار شاخص سرمايه مورد نياز براي کاهش يک درصد تلفات. 91

شکل ‏4‑26: مقدار شاخص سرمايه مورد نياز براي کاهش يک درصد ENS. 93

شکل ‏4‑27: مقدار شاخص سرمايه مورد نياز براي کاهش مجموع يک درصد تلفات و ENS. 96

 

 

 

 

 

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “مکان‏يابي همزمان منابع توليد پراکنده و کليدها در شبکه توزيع با در نظر گرفتن امکان عملکرد جزيره‏اي و مدل بار”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *