چکیده:
برای جبران سازی تون راکتیو در شبکه توزیع خازن گذاری انجام می شود.برای جایگذاری خازن در شبکه توزیع روشهای مختلفی وجود دارد که یک نمونه از این روشها الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات باینری می باشد در این نوشتار الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرت باینری برای جایابی و مقداریابی بهینه خازن های ثابت در شبکه توزیع شعاعی آلوده به هارمونیک مورد استفاده قرار گرفته است. تابع هدف که برای بهینه سازی انتخاب شده است شامل هزینه خازن های ثابت هزینه تلفات و در نهایت هزینه مربوط به ظرفیت پست بعد از نصب خازنگذاری(ظرفیت آزادشده پست) می باشد محدودیتهای از قبیل اندازه خازن و محدودیت ولتاژومحدودیت اعوجاج هارمونیک کل برای بهینه سازی تابع هزینه استفاده شده است.مساله جایابی خازن دردو حالت مورد شبیه سازی قرار گرفته است:
حالت الف) تابع هدف شامل هزینه خازن های ثابت وهزینه تلفات بعداز خازن گذاری می باشد.
حالت ب) تابع هدف شامل هزینه خازن های ثابت وهزینه تلفات بعداز خازن گذاری و هزینه ظرفیت پست بعد از خازن گذاری میباشد.
هر کدام از این دو حالت نیز به نوبه خود در سه آزمایش مورد بررسی قرار می گیرند:
آزمایش 1) ولتاژ پست فقط حاوی فرکانس اصلی وفاقد هارمونیک است.
آزمایش 2) ولتاژ پست حاوی فرکانسهای هارمونیکی بوده ولی برای اعوجاج هارمونیک کل محدودیتی در نظر گرفته نشده است.
آزمایش 3) ولتاژ پست حاوی فرکانسهایها رمونیکی بوده و برای اعوجاج هارمونیک کل محدودیت %8 در نظر گرفته میشود.
این مراحل مختلف بر روی سه شبکه 34 باسه IEEE و 9 باسه IEEE و 4 باسه مورد تست قرار گرفته است و نتایج آن با الگوریتم ژنتیک مقایسه گردیده است نتایج شبیه سازی نشان می دهد که هارمونیک تاثیر بسزایی روی مقدار ومحل خازن دارد.
مقدمه:
این مجموعه نوشتار مشتمل بر هفت فصل می باشد که در هر یک از این فصول ضمن بررسی موضوع نوشتار به ابعاد مختلف آن اشاره شده که در ذیل عنوان میشود:
فصل اول به بررسی لزوم جبران سازی توان راکتیو در سیستم قدرت می پردازد. این فصل ضمن مرور اجزای سیستم اصلی قدرت به انواع خازنها نیز به طور تفصیل اشاره مینماید.
فصل دوم مروری بر کارهای محققین گذشته می باشد که در این فصل چند نمونه از مقالات گذشته به صورت اجمالی از لحاظ معایب و مزایای آن ها بررسی شده است.
فصل سوم به بحث پیرامون بهینه سازی و انواع روشهای قدیمی و جدید در این خصوص پرداخته و ضمن بررسی الگوریتم ژنتیک فازی – PSO – جستجوی ممنوع و … از جمله روشهای غیردقیق به مقایسه این روشها مبادرت می ورزد.
فصل چهارم مشتمل بر فرمول های ریاضی مسله جایابی و مقدار یابی خازن های ثابت می باشد، در این فصل با استفاده از پخش بار الکتریکی جاروب عقب رونده و جلو رونده ولتاژ ها را در فرکانس اصلی محاسبه می شود و با استفاده از پخش بار هارمونیکی ، ولتاژ های هارمونیکی به دست می آید و در نهایت تلفات و ظرفیت آزاد شده پست از روی این ولتاژها قابل محاسبه است.
فصل پنجم تشریح کامل الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات است که ضمن بیان انواع الگوریتم های PSO به شبیه سازی چند نمونه از توابع ریاضی توسط این الگوریتم میپردازد و در نهایت راجع به الگوریتم PSO باینری بحث می نماید.
فصل ششم به شبیه سازی مسئله مقدار یابی و جایابی خازن با الگوریتم PSO با در نظر گرفتن سه شبکه 34، 9 و 4 باسه می پردازد که در نهایت نتایج آن با الگوریتم GA مقایسه گردیده است.
فصل هفتم به جمعبندی شش فصل فوق پرداخته و به ارائه پیشنهادات مؤثری در جایابی و مقداریابی بهینه خازن اقدام مینماید.
فصل اول
جبران سازی توان راکتیو
1- لزوم جبرا ن سازی توان راکتیو
1-1- مقدمه
جبرانسازی توان راکتیو در طراحی سیستم های قدرت نقش اساسی را بازی میکند . در این ایده (جبرانسازی توان راکتیو) اولین مساله که مطرح میشود پیدا کردن محل بهینه برای ادوات جبران ساز میباشد که بهینه سازی بربایه بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات وکاهش تلفات انرژی در سیستم میباشد و در نهایت باعث افزایش قابلیت انتقال خط میشود و باعث مسایل دیگری خواهد شد که در ادامه فصل به صورت تفضیلی راجع به هر کدام از نتایج حاصل از جبران سازی اشاره خواهیم کرد.
2-1- دید اجمالی بر سیستم قدرت مدرن:
شبکه قدرت امروزه به صورت یک شبکه پیچیده تودرتو مانند شکل می باشد و از چهار قسمت تشکیل شده است:
1- نیروگاه
2- انتقال وفوق توزیع
3- توزیع
4- بارها
تعداد صفحه : 119
فهرست مطالب:
چکیده................................................................................................................................ ................ 1
مقدمه ................................................................................................................................................ 2
فصل اول: لزوم جبران سازی توان راکتیو ....................................................................................... 4
1-1 ) مقدمه....................................................................................................................................................................... 4
2-1 ) دید اجمالی بر سیستم قدرت............................................................................................................................. 4
1-2-1 ) نیروگاه ............................................................................................................................................................. 4
2-2-1 ) انتقال وفوق توزیع .......................................................................................................................................... 6
3-2-1 ) توزیع ................................................................................................................................................................ 6
3-1 ) مزایای جبران سازی ............................................................................................................................................ 7
1-3-1 ) بهبو د پروفیل ولتاژ ....................................................................................................................................... 8
2-3-1 ) آزاد سازی ظرفیت انتقال خ...................................................................................................................... 10
4-1 ) انواع بانک های خازنی موازی......................................................................................................................... 10
10 .................................................................................................................... open rack 1-4-1 ) بانکهای خازنی
2-4-1 ) بانک خازن هوایی(نصب روی دکل) ......................................................................................................... 11
3-4-1 ) بانک خازن مدولار........................................................................................................................................... ١٣
4- ) بانک خازنی ثابت حفاظت شده ...................................................................................... ..................................... 14
5-4-1 ) بانک خازنی قابل سوییچ حفاظت شده................................................................................ ....................... 15
فصل دوم : مروری بر کارهای گذشته
1-2 ) مقدمه...................................................................................................................................................................... 17
2-2 ) مروری بر کارهای گذشته..................................................................................................................................... 17
فصل سوم: مروری بر روشهای بهینه سازی
1-3 ) مقدمه................................................................................................... ................................................................... 23
2-3 ) تقسیم بندی مسایل بهینه سازی ........................................................................................................................ 23
3-3 ) روشهای دقیق بهینه سازی.................................................................................................................................... 24
4-3 ) روشهای غیر دقیق بهینه سازی.......................................................................................... ................................ 24
ه
1-4-3 ) الگوریم ژنتیک............................................................................................................ ....................................... 24
2-4-3 ) الگوریتم منطق فازی.................................................................................................... .................................... 28
3-4-3 ) الگوریم جستجوی گراف................................................................................................................................... 30
4-4-3 ) الگوریم جستجوی ابتکاری............................................................................................................................. 30
5-4-3 ) الگوریم جستجوی تابو..................................................................................................................................... 31
6-4-3 ) الگوریم جستجوی صریح................................................................................................................................. 33
7-4-3 ) الگوریم جستجوی اجتماع ذرات................................................................................................................... 34
5-3 ) مقایسه تکنیکها....................................................................................................................................................... 36
فصل چهارم: فرمول های ریاضی تابع هدف
1-4 ) مقدمه........................................................................................................................................................................ 39
2-4 ) مدلسازی توزیع بار ................................................................................................................................................ 39
3-4 ) مدلسازی سیستم توزیع در فرکانس اصلی وفرکانسهای هارمونیکی........................................................... 39
4-4 ) بخش بار الکتریکی در شبکه توزیع شعاعی..................................................................................................... 41
4-4-1 ) روش ماتریس ادمیتانس.................................................................................................................................. 41
4-4-2 ) روش ماتریس امپدانس.................................................................................................................................... 42
4-4-3 )روش نیوتن رافسون........................................................................................................................................... 42
4-4-4 ) روش جاروب عقب رونده وجلورونده.............................................................................................................. 42
4-4-4-1 ) جدول مشخصه خطوط............................................................................................................................... 43
4-4-4-2 )فلوچارت روش جاروب عقب رونده وجلورونده........................................................................................ 43
5-4 ) صورت دیگر روش جاروب عقب رونده وجلو رونده...................................................................................... 43
6-4 ) نتایج حاصل از بخش بار الکتریکی باروش جاروب عقب رونده وجلو رونده............................................... 46
7-4 ) بخش بار هارمونیکی ............................................................................................................................................. 48
8-4 ) تابع هدف ............................................................................................................................................................... 48
1-8-4 ) هزینه تلفات ...................................................................................................................................................... 49
2-8-4 ) هزینه ظرفیت آزادشده پست......................................................................................................................... 49
3-8-4 ) هزینه خازنها...................................................................................................................................................... 51
9-4 ) محدودیت های مساله........................................................................................................................................... 51
1-9-4 ) محدودیت اندازه خازن نصب شده ............................................................................................................. 51
2-9-4 ) محدودیت ولتاژ................................................................................................................................................. 52
3-9-4 ) محدودیتاعوجاج هارمونیک کل..................................................................................................................... 52
و
فصل پنجم: الگوریتم اجتماع ذرات
1-5 ) مقدمه......................................................................................................................................................................... 54
2-5 ) انواع توبولوژی............................................................................................................................................................ 54
1-2-5 ) توبولوژی ستاره................................................................................................................................................... 54
2-2-5 ) توبولوژی حلقوی................................................................................................................................................. 55
3-2-5 ) توبولوژی چرخی.................................................................................................................................................. 55
3-5 ) الگوریتم اجتماع ذرات ............................................................................................................................................ 56
4-5 ) انواع الگوریتمها.......................................................................................................................................................... 57
1-4-5 ) الگوریتم جستجوی بهینه سراسری................................................................................................................. 57
2-4-5 ) الگوریتم جستجوی بهینه محلی.................................................................................................................... 58
3-4-5 ) الگوریتم جستجوی بهینه شخصی................................................................................................................. 59
5-5 ) شرایط همگرایی....................................................................................................................................................... 59
59.......................................................................................................................................................PSO 6-5 ) پارمترهای
7-5 ) بعد مساله.................................................................................................................................................................. 60
8-5 ) تعداد ذرت................................................................................................................................................................. 60
بهبود یافته............................................................................................................................ 60 PSO 9-5 ) الگوریتمهای
بهبود یافته اول (کنترل حد اکثر سرعت)......................................................................... 61 PSO 1-9-5 )الگوریتم
بهبود یافته (تعدیل جستجو سراسری و محلی)............................................................. 61 PSO 1-9-5 )الگوریتم
10-5 ) اندازه همسایگی..................................................................................................................................................... 62
11-5 ) وزن اینرسی............................................................................................................................................................ 62
12-5 ) غلبه برهمگرایی زود رس..................................................................................................................................... 62
13-5 ) افزایش سرعت همگرایی...................................................................................................................................... 62
14-5 ) مواجه شدن با مسایل دینامیکی......................................................................................................................... 63
به صورت شماتیکی ................ 64 PSO 15-5 ) نمایش حرکت ذرات برای بیدا کردن نقطه بهینه در الگوریتم
64............................................................................................................ PSO,GA 16-5 ) مقایسه سرعت ودقت بین
17-5 )مراحل الگوریتم اجتماع ذرات باینری ................................................................................................................ 64
فصل ششم:شبیه سازی مساله جایابی ومقداریابی خازن با الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات باینری
1-6 ) مقدمه........................................................................................................................................................................... 69
69.............................................................................................PSO 2-6 ) روش جای گذاری خازن به روش الگوریتم
3-6 )توضیح برنامه متلب شبیه سازی شده ................................................................................................................. 70
ز
72.....................................................................................................PSO 4-6 ) ماهیت ذره های تولیدی توسط برنامه
72........................................................................................................................................... PSO 5-6 ) مراحل الگوریتم
75................................................................................................................................... PSO 6-6 ) فلوچارت الگوریتم
7-6 ) مراحل شبیه سازی................................................................................................................................................... 76
76.................................................................................................................... IEEE 8-6 ) شبکه اول سیستم 34 باسه
79.................................................................................... IEEE 1-8-6 ) نتایج شبیه سازی بر روی سیستم 34 باسه
84.........................................................................................................................IEEE 9-6 ) شبکه دوم سیستم 9 باسه
87.........................................................................................IEEE 1-9-6 ) نتایج شبیه سازی بر روی سیستم 9باسه
10-6 ) شبکه سوم سیستم 4 باسه................................................................................................................................... 92
1-10-6 ) نتایج شبیه سازی برروی شبکه 4باسه.......................................................................................................... 93
فصل هفتم:نتیجه گیری وپیشنهادات
1-7 ) نتیجه گیری.............................................................................................................................................................. 100
2-7 )مزایای روش پیشنهادی............................................................................................................................................ 100
1-2-7 )مقدمه...................................................................................................................................................................... 100
2-2-7 ) مزایای روش پیشنهادی..................................................................................................................................... 100
3-7 ) پیشنهاد برای کارهای آینده.................................................................................................................................. 101
ح
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
منابع و ماخذ 103
فهرست منابع فارسی 103
فهرست منابع لاتین 104
سایت های اطلاع رسانی 107
چکیده انگلیسی 108
پایان نامه ارشد برق جایابی و مقدار یابی بهینه خازن در شبکه های توزیع آلوده به هارمونیک با الگوریتم pso
