چکیده
امروزه با پیشرفت و توسعه سیستمهای کامپیوتری و مخابراتی، استفاده از این پیشرفتها در سیستم قدرت در حال گسترش می باشد. یکی از این موارد استفاده از سیستم اتوماسیون در شبکه های توزیع می باشد که منجر به بهره برداری مناسب و بهینه شبکه می گردد. یکی از اجزاء سیستم اتوماسیون توزیع عملیات بازآرایی می باشد که می تواند به منظورهای مختلفی از جمله کاهش تلفات و تعادل بار شبکه صورت گیرد. در این پایان نامه به بررسی مساله بازآرایی به منظور کاهش تلفات در شبکه های توزیع و ارتباط آن با سیستم اتوماسیون توزیع در مراحل طراحی و بهره برداری پرداخته می شود و پس از بررسی روشها و تکنیکهای بازآرایی که در مقالات و کنفرانس های داخلی و خارجی مطرح شده اند یک الگوریتم بازآرایی بر پایه الگوریتم ژنتیک ارائه شده است.
یک موضوع مهم که در شبکه های توزیع قدرت مورد توجه بسیار می باشد، این است که هزینه بهره برداری سیستم کاهش یابد. از جمله هزینه های بهره برداری از شبکه های توزیع، هزینه انرژی توزیع نشده در مواقع قطعی شبکه و همچنین هزینه غرامت دادن به مصرف کنندگان برای زمان قطعی شبکه (که البته این مورد فعلاً در ایران وجود ندارد) و از همه مهمتر هزینه انرژی تلف شده در شبکه است. برای کم کردن هزینه های فوق الذکر، روشهای متعددی وجود دارد.
استفاده از سیستم اتوماسیون در شبکه های توزیع برای کاهش هزینه در هر سه مورد فوق الذکر کاربرد دارد و برای کاهش انرژی تلف شده روش بازآرایی شبکه از جمله بهترین روشهایی است که در سیستم اتوماسیون استفاده می شود. از طرفی برای انجام عملیات بازآرایی در شبکه به طوری که مناسب و قابل استفاده باشد باید مقدمات دیگری نیز فراهم کرد. برای اجرای الگوریتم بازآرایی شبکه نیاز به سیستمهای کامپیوتری پیشرفته می باشد، لذا برای انجام عملیات بازآرایی، بهترین محیط برای اجرای الگوریتمهای آن در شبکه های توزیع، محیط DMS می باشد.
DMS ابزارهای کنترل، بررسی و آنالیز شبکه را در اختیار اپراتورهای مرکز دیسپاچینگ قرار می دهد. حال اگر الگوریتم بازآرایی شبکه به عنوان یکی از ابزارهای DMS درنظر گرفته شود در سیستم DMS می توان به انجام عملیات بازآرایی پرداخت. یکی دیگر از عوامل مهمی که محیط DMS را برای عملیات بازآرایی مناسب ساخته، این است که برای انجام بازآرایی نیاز به مشخصات زیادی از شبکه مانند توپولوژی فعلی شبکه، وضعیت بارهای فعلی شبکه و… می باشد و DMS این مشخصات را در اختیار دارد.
در فصل اول روشهای مختلف بازآرایی مورد بررسی قرار گرفته ودر فصل دوم یک الگوریتم بازآرایی بر پایه الگوریتم ژنتیک ارایه شده و نتایج شبیه سازی و تست این الگوریتم جدید بر روی چند شبکه نمونه در فصل سوم ارائه می گردد. در فصل چهارم نتایج و پیشنهادات آورده شده است.
1-1- مقدمه
حدود دو دهه است که مطالعه بر روی استفاده از عملیات بازآرایی برای کاهش تلفات آغاز شده است و در نتیجه این مطالعات روش های متعددی برای انجام عملیات بارآرایی در مجلات و کنفرانس های مهندسی برق ارائه گردیده است. در بیشتر این مقالات بار نقاط مختلف در شبکه به صورت ثابت فرض شده و هدف پیدا نمودن آرایشی از شبکه بوده که در آن آرایش کمترین تلفات در شبکه اتفاق بیافتد. در این فصل به بررسی این مقالات و روش های مطرح شده در آنها پرداخته می شود.
2-1- روش سیوانلار و همکاران
روش سیوانلار به نامهای روش جستجوی اکتشافی و روش تعویض شاخه در مقالات شناخته می شود. الگوریتم این روش کار خود را از یک آرایش شعاعی شبکه شروع می نماید. بدین ترتیب که یکی از کلیدهای N.O را انتخاب نموده و می بندد، با بستن این کلید یک حلقه در شبکه ایجاد می شود در این موقع با استفاده از قوانین و روابط یکی از کلیدهای N.C حلقه ایجاد شده را انتخاب نموده و باز می نماید بدین ترتیب شبکه مجدداً ساختار شعاعی خود را باز می یابد. به این عمل اصطلاحاً عمل تعویض شاخه یا گزینه کلیدزنی گویند.
در حلقه ایجاد شده در اثر بستن یک کلید N.O با استفاده از روش های تجربی و اکتشافی و یکسری فرمولهای تقریبی میزان تلفات در اثر باز نمودن هر یک از کلیدهای N.C حلقه محاسبه می شود و کلیدی که بیشترین کاهش تلفات را در بر داشته باشد به عنوان کلید مناسب انتخاب می شود و این عمل برای تمامی کلیدهای N.O شبکه انجام می گیرد و بدین ترتیب ضمن حفظ آرایش شعاعی شبکه و تغذیه بارها، تلفات توان در شبکه کاهش داده می شود.
با این روش یک آرایش بهینه یا نزدیک بهینه شبکه از نظر میزان تلفات را می توان پیدا نمود. این روش دو زیربرنامه مختلف را برای محاسبه میزان کاهش تلفات به کار می گیرد.
در حالت کلی نحوه عمل بدین صورت است که ابتدا کلیه حالتهای ممکن، برای انجام عمل تعویض شاخه در شبکه مشخص شده، سپس با پیدا نمودن شاخه ای که بیشترین میزان تلفات را دارد و انجام عمل تعویض بر روی آن، وارد زیربرنامه دوم می شوند و در آن ولتاژها و جریانهای شبکه جدید مورد بررسی قرار گرفته و هر گونه تجاوز از محدوده های مورد قبول مشخص می گردد. البته فرض می شود در شبکه اولیه جریان و ولتاژ در محدوده مجاز قرار دارند و در غیر این صورت، ابتدا بایستی با استفاده از برنامه های دیگر از قبیل تعادل بار یا کنترل وار برای برطرف کردن مشکل اقدام نمود.
در صورتی که یک عمل تعویض شاخه منجر به نقض محدودیت های ولتاژ و جریان شود، آن گزینه کلیدزنی حذف و گزینه بعدی که بیشترین کاهش تلفات را به همراه دارد انتخاب می شود و عملیات فوق ادامه می یابد تا دیگر گزینه ای که باعث کاهش تلفات می گردد وجود نداشته باشد.
تعداد صفحه : 155
فصل اول : بررسی روشهای مختلف بازآرایی
چکیده
-1 مقدمه 1 -1
1 [ -2-1 روش سیوانلار و همکاران [ 1
-1-2-1 فرمول کاهش تلفات 5
-2-2-1 تخمین کاهش تلفات بر مبنای مدل بار با توزیع یکنواخت 10
13 [ -3-1 روش شیرمحمدی و هانگ [ 2
-1-3-1 الگوی پخش بار بهینه 20
برای شبکه های توزیع شعاعی و حلقوی ضعیف 23 AC -2-3-1 یک روش پخش بار
26 [ -4-1 روش گلاموکانین [ 10
33 [ -5-1 روش مک درموت [ 21
37 [ -6-1 روش هاک [ 11
با استفاده از بازآرایی شبکه 38 PLa -1-6-1 کاهش تلفات
-1-6-1 کاهش تلفات راکتیو 40
41 [ -7-1 روش اول وی – مین لین و همکاران [ 26
53 [ -8-1 روش دوم وی – مین لین و همکاران [ 13
54 N.O -1-8-1 روش جستجوی کلید
55 N.C -2-8-1 روش جستجوی کلید
-3-8-1 شبکه چند فیدری و تک فیدری 56
56 N.C و N.O -4-8-1 بیان فازی روشهای جستجوی کلیدهای
57 V -1-4-8-1 مجموعه فازی
57 L -2-4-8-1 مجموعه فازی
-3-4-8-1 انتخاب جفت فیدر کاندید 58
58 S -4-4-8-1 مجموعه فازی
59 D -5-4-8-1 تصمیم گیری فازی
-9-1 روش هونگ – چان چین و همکاران 60
64 [ -10-1 باز آرایی با استفاده از روش فازی [ 19
68 [ -11-1 بازآرایی با استفاده از روش ترکیبی فازی ژنتیک [ 20
-1-11-1 فرموله کردن مساله بازآرایی 69
-1-1-11-1 تابع هدف بازآرایی شبکه 69
-2-1-11-1 محدودیتهای شبکه شعاعی 70
برای بازآرایی 71 (FCEP) -2-11-1 استفاده از برنامه ریزی تکاملی کنترل شده با فازی
-1-2-11-1 تعریف وضعیت کلید 71
-2-2-11-1 تولید جمعیت آغازین 71
-3-2-11-1 فرموله کردن شبکه جدید 72
72 [ -4-2-11-1 تعریف ساختمان داده برای سیستم توزیع [ 20
5-2-11-1 - جستجوی فیدرها 72
-6-2-11-1 رقابت بر اساس تابع هدف یا انطباق 73
-7-2-11-1 پیاده سازی کنترل کننده ی فازی جهش 74
77 [ -12-1 مقاله مرجع [ 23
86 [ -13-1 مقاله مرجع [ 6
89 [ -14-1 بازآرایی شبکه در سسیتم قدرت باتولید پراکنده برای کاهش تلفات [ 8
90 [ -15-1 مقاله مرجع [ 9
91 [ -16-1 یک الگوریتم سریع برای تولید جنگل برای بازآرایی سیستم توزیع [ 5
92 [ -17-1 یک روش بازآرایی سیستم توزیع در جهت کاهش تلفات در یک سیستم چند لایه [ 16
92 [ -18-1 یک الگوریتم مؤثر برای بازآرایی شبکه در سیستم های توزیع بزرگ [ 17
93 [ -19-1 بهبود بخشیدن الگوریتم ژنتیک بر پایه فازی در بازآرابی شبکه توزیع [ 18
94 (SSOM) -20-1 روش کلید گشایی ترتیبی
-1-20-1 تشریح روش کلیدگشایی ترتیبی 96
-2-20-1 الگوی پخش جریان بهینه 99
-3-20-1 مقایسه دو روش 99
فصل دوم : به کارگیری بهینه الگوریتم ژنتیک در بازآرایی شبکه توزیع
1-2 مقدمه 101
-2-2 طرح و تعریف مسئله 101
-3-2 قیود و تابع هدف 102
-4-2 شرط لازم جهت شعاعی بودن یک شبکه توزیع 103
-5-2 بررسی شعاعی بودن شبکه و ایزوله نشدن بار 105
-6-2 قید ولتاژ 106
-7-2 قید جریان 107
8 مدل ریاضی تابع هدف 107 -2
-9-2 روش بهینه سازی 108
-10-2 کد گذاری یک شبکه (ساختن یک کروموزوم): 110
-11-2 تقاطع و تکثیر 111
-12-2 مسأله جهش و رفع مشکل آن 112
1-12-2 تابع برازندگی و تعیین مقدار آن 113
-13-2 همگرایی الگوریتم ژنتیک 116
-14 معیار توقف الگوریتم ژنتیک 117 -2
-15-2 الگوریتم پیشنهادی بازآرایی شبکه توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک 118
فصل سوم : شبکه های نمونه و نتایج عددی آنها
1-3 - مقدمه 120
2-3 - شبکه سیوانلار و نتایج آن 120
-1-2-3 بحث پیرامون نتایج 122
-3-3 شبکه آزمون 69 باسه و نتایج آن 124
1-3-3 بحث پیرامون نتایج 130
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات
-1-4 مقدمه 131
-2-4 نتایج 132
-3-4 پیشنهادات 132
خذ 133 Ĥ - منابع و م
- چکیده انگلیسی 134
پایان نامه ارشد برق تجدید آرایش شبکه توزیع به منظور کاهش تلفات با استفاده از الگوریتم ژنتیک
