دانلود پایان نامه ارشد : جایابی بهینه خازن در شبکه های توزیع

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی برق

عنوان : جایابی بهینه خازن در شبکه های توزیع

دانشگاه مازیار

 

دانشکده فنی برق مازیار نور

 

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته برق-قدرت

 

عنوان :

 

جایابی بهینه خازن در شبکه­های توزیع

به منظور کاهش تلفات با استفاده از الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید

(ACO-NM)

 

استاد راهنما :

 

جناب آقای دکتر سعید لسان

 

استاد مشاور :

 

جناب آقای دکتر اسدا... کاظمی

  برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است) 
          فهرست مطالبعنوان مطالب      شماره صفحه
چکیده ............................................... 1 فصل اول : کلیات 
1-1-  مقدمه........................................... 2 
1-2- پیشینه مطالعات در حوزه مکان­یابی بهینه خازن جهت کاهش تلفات در شبکه­های توزیع .............................. 3 
1-3- اهداف پایان نامه ................................. 5  
فصل دوم: مفهوم خازن گذاری و کنترل توان راکتیو 
2-1- مقدمه ........................................... 82-2- مفاهیم اساسی خازن گذاری .......................... 82-2-1- خازن قدرت ..................................... 92-2-2- خازن­های موازی ................................ 102-2-3- قدرت اکتیو و راکتیو .......................... 112-2-4- مفهوم فیزیکی توان اکتیو و راکتیو ............. 132-3- منابع مصرف­کننده توان راکتیو .................... 13­2-3-1- موتورهای القایی .............................. 132-3-2- ترانسفورماتورها .............................. 142-3-3- توان مصرفی در خطوط هوایی ..................... 142-3-4- توان راکتیو مشترکین ........................... 142-4- لزوم اصلاح و افزایش ضریب توان ................... 152-5- توجیه اقتصادی خازن گذاری در شبکه توزیع........... 162-6- آزادسازی ظرفیت و تصحیح ضریب توان ............... 172-7- کاهش تلفات و تلفات پیک شبکه توزیع .............. 192-8- بهبود پروفیل ولتاژ .............................. 202-9- بهای خازن ....................................... 20  
فصل سوم: خازن گذاری در شبکه توزیع  
 3-1- مقدمه .......................................... 233-2- انواع روشهای خازن گذاری در شبکه توزیع .......... 233-2-1- روش­های تحلیلی ..................................233-2-1-1- روش­های مبتنی بر برنامه ریزی عددی ........... 243-2-1-2- برنامه ریزی خطی .............................243-2-1-3- برنامه­ریزی اعداد صحیح ..................... 253-2-1-4- برنامه­ریزی دینامیکی ....................... 253-2-2- روش­های ابتکاری .............................. 263-2-2-1- روش­های آبکاری فولاد ........................ 263-2-2-2- روش جستجوی جدولی ...........................273-2-2-3- الگوریتم هوشمند ژنتیک ...................... 273-2-2-4- سیستمهای خبره .............................. 283-2-2-5- شبکه­های عصبی .............................. 283-2-2-6- قوانین فازی ............................... 293-3- پیشینه تحقیق در حوزه مکان­یابی بهینه خازن جهت کاهش تلفات در شبکه­های توزیع ............................. 293-3-1- کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستمهای توزیع در حضور تولیدات پراکنده DG ............................ 293-3-2- کنترل همزمان توان راکتیو و ولتاژ بااستفاده از شبکه­های عصبی NN ........................................ 333-3-3- بهینه سازی تلفات در شبکه توزیع با استفاده از الگوریتم مصنوعی کولونی زنبور عسل ................... 383-3-4- روش مبتنی بر الگوریتم جدید کولونی مورچگان برای جایابی بهینه خازن در سیستمهای توزیع ................. 413-3-5- بهینه­سازی توان راکتیو با استفاده از الگوریتم هوشمند اجتماع ذرات کوانتمی ................................ 443-4- نتیجه­گیری ..................................... 47  
 فصل چهارم: الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید (ACO-NM)          4-1- مقدمه.......................................... 494-2- الگوریتم بهینه­سازی کولونی مورچگان ACO .......... 494-2-1- مرحله تشکیل جواب ............................ 534-2-2- مرحله به روزسازی فرومون ..................... 53 
 4-3- الگوریتم بهینه­سازی نلدر-­ ­­­مید  NM................ 55      4-3-1- تشکیل جمعیت اولیه ............................ 564-3-2- انعکاس ...................................... 564-3-3- گسترش ........................................ 574-3-4- انقباض ...................................... 574-5- فرمولاسیون مسأله بهینه­سازی خازن گذاری ........... 584-5-1- توابع هدف ................................... 584-5-2- تعداد عملکرد تجهیزات کنترلی ................... 594-5-3- محدودیت های مسأله ............................ 594-5-3-1- محدوده دامنه ولتاژ ......................... 604-5-3-2- محدوده موقعیت تپ چنجر ...................... 604-5-3-3- تعداد عملکرد تجهیزات کنترلی ................. 604-6-  مدلسازی منابع تولید پراکنده DG ............... 604-6-1-­ معرفی الگوریتم پخش بار برای شبکه­های شعاعی.... 614-6-2- در نظر گرفتن DG در الگوریتم پخش بار .......... 63 فصل پنجم: مطالعات شبیه­سازی و آنالیز حساسیت 5-1- مقدمه........................................... 675-2- مشخصات شبکه توزیع 30 باسه شعاعی نمونه و مطالعه حالت پایه ................................................ 675-3- جایابی بهینه خازن بمنظور کاهش تلفات توسط الگوریتم کولونی مورچگان ACO .................................. 705-4- الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان و نلدر مید....... 735-5- مطالعه حالت پایه ............................... 765-6- مطالعه تغییر مکان و ظرفیت نصب تولید پراکنده DG بر وضعیت خازن گذاری شبکه توزیع شعاعی ................... 785-7- مطالعه تغییر ضریب بار فیدر 20 کیلوولت بر وضعیت خازن گذاری شبکه توزیع شعاعی .............................. 815-8- مطالعه تغییر پله­های تپ چنجر ترانسفورماتور پست فوق توزیع بر وضعیت خازن گذاری شبکه توزیع شعاعی .......... 845-9- نتیجه­گیری ...................................... 87 
   
   
   
                                                                                                      فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه
                                                                                                      
منابع و ماخذ ........................... 88
فهرست منابع لاتین ........................ 88
سایت های اطلاع رسانی .................... 92
  
  
 
 فهرست شکل‌ها
عنوانشماره صفحه
                                                                                                       فصل دوم: مفهوم خازن گذاری و کنترل توان راکتیو شکل(2-1): نمودار تک خطی و نمودار فازوری بردار ولتاژ آن را پیش از افزودن خازن موازی ...................... 11شکل(2-2): نمودار تک خطی و نمودار فازوری بردار ولتاژ آن را پس از افزودن خازن موازی........................ 11شکل(2-3): نمودار فازوری و مثلث توان بار توزیع نمونه...17شکل(2-4): چگونگی افزایش توان ظاهری و راکتیو برحسب ضریب توان بار در ضمن ثابت نگهداشتن توان اکتیو ..... 17شکل(2-5): نمایش تغییر توانهای اکتیو و راکتیو بر حسب ضریب توان بار در ضمن ثابت نگه داشتن توان ظاهری .... 18شکل(2-6): نمایش تصحیح ضریب توان .................... 18 فصل سوم: خازن گذاری در شبکه توزیع شکل(3-1): نصب تعداد مشخص خازن در فیدر با یکنواخت ...23شکل(3-2): ساختار کلی شبکه عصبی .....................28شکل(3-3): فلوچارت روند کلی حل مسأله .................32شکل(3-4): ساختار شبکه عصبی فید- فوروارد ............37شکل(3-5): شیوه حل مسئله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم کولونی مورچگان ...........................43 فصل چهارم:الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید شکل(4-1):چگونگی رفتار مورچگان در یافتن کوتاهترین مسیر..50شکل(4-2): شمای کلی از نحوه شکل‌گیری کوتاهترین مسیر توسط مورچگان .......................................... 52شکل(4-3): انعکاس بردار Xn نسبت به بردار Xc ........ 56شکل(4-4): گسترش بردار فضای جستجو ................... 57شکل(4-5): انقباض فضای جستجو (حالت اول) ............ 57شکل(4-6): انقباض فضای جستجو (حالت دوم) ............ 58شکل(4-7): فلوچارت الگوریتم حل پخش بار با در نظر گرفتن DG به عنوان باس PV ................................ 65 فصل پنجم: مطالعات شبیه­سازی و آنالیز حساسیت شکل(5-1): نمایش تک خطی شبکه توزیع 30 باسه شعاعی مورد مطالعه ......................................... 68شکل(5-2): فلوچارت الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان ACO و نلدر- مید NM ........................... 75شکل(5-3): منحنی همگرایی فیتنس مسئله بهینه­سازی جایابی خازن طی 200 تکرار .............................. 76شکل(5-4): پروفیل ولتاژ شبکه شعاعی 30 باسه نمونه تحت شرایط مطالعه حالت پایه ........................ 78شکل(5-5): زوایای ولتاژ باسهای شبکه شعاعی 30 باسه نمونه تحت شرایط مطالعه حالت پایه ................ 78شکل(5-6): منحنی فیتنس مسئله بهینه­سازی جایابی خازن با تغییر مکان و ظرفیت نصب تولید پراکنده DG طی 200 تکرار ......................................... 79شکل(5-7): پروفیل ولتاژ در شبکه توزیع شعاعی 30 باسه با تغییر مکان و ظرفیت نصب DG .................... 80شکل(5-8): زوایای ولتاژ باسها در شبکه توزیع شعاعی 30 باسه با تغییر مکان و ظرفیت نصب DG ............... 81شکل(5-9): منحنی فیتنس مسئله بهینه­سازی جایابی خازن با افزایش 40% ضریب بار طی 200 تکرار ............... 81شکل(5-10): پروفیل ولتاژ در شبکه توزیع شعاعی 30 باسه با افزایش 40% ضریب بار ......................... 83شکل(5-11): زوایای ولتاژ باسها در شبکه توزیع شعاعی 30 باسه با افزایش 40% ضریب بار ................. 83شکل(5-12): منحنی فیتنس مسئله بهینه­سازی جایابی خازن با محدود نمودن پله­های تپ چنجر از 8 به 5 پله ..... 84شکل(5-13): زوایای ولتاژ باسهای شبکه شعاعی 30 باسه نمونه با محدود نمودن پله­های تپ چنجر از 8 به 5 پله ..86   
           فهرست مطالبعنوان  شماره صفحه
فصل دوم: مفهوم خازن گذاری و کنترل توان راکتیو 
جدول(2-1): ثابت دی­الکتریک برخی از مواد پرکاربرد ....... 8جدول(2-2): شامل بهای دیماند،انرژی و حداقل بهای فوق ..... 15جدول(2-3): ضریب توان وسایل معمول در مصارف خانگی ...... 15جدول(2-4): اثر کاهش ضریب توان در یک توان حقیقی ثابت بر روی توان ظاهری ....................................... 16 فصل پنجم: مطالعات شبیه­سازی و آنالیز حساسیت جدول(5-1): اطلاعات امپدانس شاخه ها و بارهای شبکه نمونه 30 باسه تحت مطالعه ....................................... 69جدول(5-2): مینیمم و ماکزیمم مقدار مصرف بارهای متغیر و همچنین مقدار حداقل و حداکثر تولید DG ................... 70جدول(5-3): یازده شهر متناظر با متغیرهای کنترلی مسئله تخمین حالت به روش کولونی مورچگان ........................... 72جدول(5-4): مقدار دهی اولیه شهرهای هر کولونی ........... 72جدول(5-5): تغییر مسیر حرکت مورچه از شهر ششم  یک کولونی به شهر هشتم کولونی دیگر .................................. 72جدول(5-6): محل بهینه اتصال خازنها به شبکه، مقدار بهینه تولید DG، مقدار مصرف بهینه بارهای متغیر متصل به شبکه برای مطالعه حالت پایه ..................................... 76جدول(5-7): مقایسه تلفات کل سیستم به روشهای کولونی مورچگان ACO  ، نلدر-­مید NM و روش هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید ACO-NM برای مطالعه حالت پایه ......................... 77جدول(5-8): محل بهینه اتصال خازنها به شبکه، مقدار بهینه تولید DG ، مقدار مصرف بهینه بارهای متغیر متصل به شبکه با تغییر مکان و ظرفیت نصب تولید پراکنده DG ..................... 79جدول(5-9): مقایسه تلفات کل سیستم به روشهای کولونی مورچگان ACO  ، نلدر- مید NM و روش هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید ACO-NM با تغییر مکان و ظرفیت نصب DG ................... 80جدول(5-10): محل بهینه اتصال خازنها به شبکه، مقدار بهینه تولید DG ، مقدار مصرف بهینه بارهای متغیر متصل به شبکه با افزایش 40% ضریب بار ........................................ 82جدول(5-11):مقایسه تلفات کل سیستم به روشهای کولونی مورچگان ACO  ، نلدر- مید NM و روش هایبرید کولونی مورچگان و نلدرمید ACO-NM با افزایش 40% ضریب بار ........................ 82جدول(5-12): محل بهینه اتصال خازنها به شبکه، مقدار بهینه تولید DG، مقدار مصرف بهینه بارهای متغیر متصل به شبکه با محدود نمودن پله­های تپ چنجر از 8 به 5 پله .................... 85  
  چکیده) بیشتر سهم تلفات در یک سیستم قدرت مربوط به بخش توزیع است که همواره مورد توجه بوده است. از جمله عوامل مهم در افزایش تلفات در شبکه توزیع وجود جریان­های راکتیو است. متداولترین روش جبران توان راکتیو در سیستم قدرت استفاده از خازن­های موازی می­باشد. از مزایای خازن گذاری علاوه بر کاهش تلفات، آزادسازی ظرفیت شبکه انتقال و بهبود پروفیل ولتاژ را می­توان نام برد. مسئله مورد توجه در خازن گذاری، جایابی و مقداریابی بهینه خازن است به نحوی که سود حاصل از خازن گذاری بیشینه شود. معمولا تابع هدف در روشهای بهینه موجود در زمینه خازن گذاری اکثرا شامل کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ شبکه و یا ارضای دو هدف مذکور به طور توامان است. تمرکز اصلی این پروژه پایان نامه بر روی معرفی و بکارگیری الگوریتم جدید ترکیبی کولونی مورچگان ACO و نلدر- مید NM برای حل مسئله جایابی بهینه خازن با حضور تولیدات پراکنده DG در شبکه توزیع شعاعی به منظور کاهش تلفات است. در نهایت مطالعات شبیه­سازی توسط الگوریتم هایبرید پیشنهادی در نرم­افزار Matlab بر روی یک شبکه توزیع نمونه استاندارد 30 باسه واقعی جهت تعیین مکان بهینه خازنها به طور هماهنگ با تولید پراکنده موجود در شبکه مذکور مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از روش هوشمند کولونی مورچگان ACO و نلدر- مید NM هرکدام به تنهایی مقایسه می شود تا اینکه موثر بودن روش هایبرید جدید پیشنهادی اثبات گردد. واژه های کلیدی:   جایابی بهینه خازن، کاهش تلفات، الگوریتم کولونی مورچگان ACO و نلدر- مید NM  فصل اول

1-1-کلیات

 مقدمه کاهش تلفات، از جمله مباحثی است که همواره در سیستم قدرت مورد توجه بوده است و از اهمیت ویژه­ای برخوردار می­باشد. مطالعات نشان می­دهد که حدود ١٣ %از توان تولید شده توسط نیروگاه­های حاضر در بخش تولید سیستم قدرت به صورت تلفات اهمی در شبکه توزیع از دست  می­رود.  تا کنون روشهای متفاوتی برای کاهش تلفات در بخش شبکه توزیع ارائه گردیده است که از آن جمله می­توان به تغییر آرایش شبکه، تغییر سطح مقطع هادیها، مکان­یابی مناسب پستهای توزیع، طراحی بهینه آرایش شبکه توزیع و غیره اشاره نمود.  یکی از متداولترین روشهای کاهش تلفات جبران توان راکتیو می­باشد با وجود بارهای القایی در سیستم قدرت علاوه بر توان اکتیو، توان راکتیو نیز در شبکه جاری است لذا، جریان­های راکتیو درصدی از این تلفات را به خود اختصاص می­دهند. یقینا، برای جبران توان راکتیو بهترین مکان­ها نزدیکترین نقاط به محل مصرف توان راکتیو یعنی بخش توزیع می­باشد زیرا با این کار علاوه بر کاهش تلفات به میزان قابل توجهی به اهداف دیگری همچون کاهش تولید توان راکتیو مورد نیاز در بار پیک، آزادسازی ظرفیت فیدرهای موجود و بهبود پروفیل ولتاژ می­توان دست یافت. یکی از تکنیک­های مرسوم برای رسیدن به اهداف فوق استفاده از خازنهای موازی در شبکه توزیع می­باشد. مسئله اصلی در استفاده از خازن در شبکه توزیع، مکان­یابی و تعیین ظرفیت بانک خازنی است، به نحوی که سود حاصل از جایگذاری خازن بیشینه شود یا به عبارت دیگر تلفات کل شبکه کمینه شود. حل مسئله خازن گذاری در شبکه توزیع به دو شیوه تحلیلی و ابتکاری (الگوریتم­های مصنوعی هوشمند) انجام می­شود، روشهای تحلیلی که از ابتدایی­ترین روشهای حل مورد استفاده در مسئله خازن گذاری بوده­اند، که معمولا این روشها دارای پیچیدگی زیاد می­باشند و در مواردی نیز اطلاعات کافی در مورد اصل مسئله به روشهای عددی وجود ندارد در این حالات برای رسیدن به یک جواب معقول در مورد مکان و مقدار بهینه خازنها در شبکه توزیع، از روشهای ابتکاری استفاده می­شود. این روشها مبتنی بر قواعد شهودی و تجربی هستند و فضای جستجوی بیشتری را نسبت به روشهای بهینه­سازی تحلیلی تحت پوشش قرار می­دهند که شامل الگوریتم هوشمند ژنتیک GA، کولونی مورچگان ACO، اجتماع گروه ذرات PSO، سیستمهای خبره، شبکه­های عصبی مصنوعی، منطق فازی و غیره ... می­شود. امروزه منابع تولید پراکنده (Distributed Generation: DG) بدلیل اهمیت بالا در بحث تولید انرژی بطور گسترده در سیستمهای قدرت بکار گرفته می شوند. ژنراتورهای سنکرون یکی از انواع پرکاربرد در تولیدات پراکنده می باشند که در سیستمهای توزیع فشار متوسط نصب می گردند. از آنجا که تولیدات پراکنده نوع ژنراتور سنکرون قابلیت عملکرد در حالتهای مختلف کاری از قبیل کنترل ضریب توان و کنترل ولتاژ و نیز قابلیت نصب در مکانهای مختلف را دارند، می­توانند در عملکرد تجهیزات کنترل ولتاژ و توان راکتیو نظیر خازنهای موازی، بخصوص تپ چنجرهای زیر بار ترانسفورماتورها ULTC نیز تأثیر بگذارند. لذا برای اطمینان از عدم تنظیم ولتاژ مناسب در سیستم، اتصال واحدهای DG باید همراه با هماهنگی دیگر تجهیزات سیستم انجام شود. تاکنون مطالعات متنوعی در زمینه کنترل ولتاژ و توان راکتیو نظیر جایابی بهینه خازن در سیستمهای توزیع بدون در نظر گرفتن اثر واحدهای تولید پراکنده ارائه و مطرح شده است. بنابراین، تمرکز اصلی این پروژه پایان نامه ارائه الگوریتم ترکیبی کولونی مورچگان ACO و نلدر- مید NM برای حل مسئله جایابی بهینه خازن در شبکه توزیع با حضور تولیدات پراکنده DG به منظور کاهش تلفات است. 1-2- پیشینه مطالعات انجام شده در حوزه مکان­یابی بهینه خازن بمنظور کاهش تلفات در شبکه­های توزیع توسط روشهای هوشمند مسأله خازن گذاری بهینه عبارت است از یافتن مکان، ظرفیت و کنترل خازن­ها جهت ماکزیمم کردن منافع ناشی از نصب خازن­ها در مقابل هزینه آنها است .این مسأله مدت­ها موضوع تحقیق و پژوهش بوده و روشهای گوناگونی جهت خازنگذاری بهینه پیشنهاد گردیده است که کاهش تلفات در هر کدام از آنها یکی از اصول اساسی است مسأله خازن گذاری بهینه می تواند از طریق آنالیز عددی، هوش مصنوعی و یا روشهای ابتکاری حل شود. برای نمونه، در یک تحقیق سیستم خبره با استفاده از شبکه عصبی دو مرحله­ای، برای کنترل زمان حقیقی خازن­های پله­ای نصب شده در سیستم توزیع با منحنی بار غیریکنواخت جهت کاهش تلفات استفاده شده است اطلاعات ورودی بطور مستقیم از اندازه­گیری­های آنلاین شامل توان­های اکتیو و راکتیو خطوط، اندازه گیری­های ولتاژ و موقعیت کنونی تپ چنجر و خازن­ها فراهم می شوند. در مرجع دیگری کنترل خازنهای نصب شده روی یک فیدر توزیع در عملکرد روزانه بررسی شده است هدف دستیابی به یک استراتژی بهینه خازن­ها بر پایه پیش بینی ساعتی بار برای روز بعد می­باشد بطوریکه تلفات کل فیدر در طی یک روز حداقل گردد محدودیت­هایی که باید برآورده شوند عبارتند از: حداکثر تعداد عملیات کلیدزنی هر خازن در طول یک روز و محدودیت افت ولتاژ در طول فیدر می باشد. برای رسیدن به این استراتژی بهینه، روشی مبتنی بر برنامه­ریزی دینامیکی پیشنهاد شده است. در مطالعه دیگر برنامه­ریزی دینامیکی فازی برای حل مسأله کنترل ولتاژ و توان راکتیو در یک پست فوق توزیع استفاده شده است. هدف اصلی بهبود پروفیل ولتاژ در باس ثانویه و محدود کردن عبور توان به داخل ترانسفورماتور می باشد. برای رسیدن به این هدف، تپ چنجر بار نصب شده در ترانسفورماتور برای تنظیم ولتاژ ثانویه بکار می­رود و خازن نصب شده در باس ثانویه برای جبران توان راکتیو بار بکار می رود. ابتدا توان اکتیو و راکتیو ترانسفورماتور و ولتاژ اولیه آن برای روز بعد پیش­بینی می­شود. با در دست داشتن این اطلاعات، یک روش برای تخمین سریع موقعیت تپ که مدل بار را در نظر می­گیرد، برای کاهش بار محاسباتی روش پیشنهادی بکار می­رود. محدودیتهای در نظر گرفته شده عبارتند از محدودیت ولتاژ باس، حداکثر تعداد عملیات کلیدزنی خازن و تپ چنجر در یک روز و بدترین ضریب توان قابل تحمل برای ترانسفورماتور است. در تحقیقی دیگر همین مسأله را با در نظر گرفتن تلفات فیدر و محدویت افت ولتاژ فیدر به کمک الگوریتم فازی و برنامه­ریزی دینامیکی حل کرده­اند. تنها خازن های فیدر در کنترل بهینه ولتاژ و توان راکتیو بکار گرفته شده­اند، در حالیکه خازن­های پست و تپ چنجر در نظر گرفته نشده­اند. از روش برنامه­ریزی پویای فازی برای تعیین نقاط بهینه خازن و تپ­چنجر فوق توزیع استفاده شده است و خازنهای فیدر در مسأله گنجانده نشده­اند. در مرجع دیگر جهت کاهش فضای جستجو از روشی مبتنی بر بازه زمانی، برای پیش بینی بار ٢۴ ساعته جهت تعیین موقعیت تپ در هر فاصله زمانی و همچنین الگوریتم ژنتیک برای تعیین جواب بهینه استفاده شده است. در ادامه، انتهای فصل سوم این پایان نامه سعی شده تا برخی از تحقیقاتی که تا کنون در راستای جایابی خازن با حضور و عدم حضور تولید پراکنده DGs در شبکه توزیع انجام شده، توضیحات بیشتری داده شود. عناوین خلاصه این تحقیقات و مقالات به شرح زیر می باشد :  
  • کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستمهای توزیع با حضور تولیدات پراکنده DG.
  • کنترل همزمان توان راکتیو و ولتاژ بااستفاده از شبکه­های عصبی NN.
  • بهینه­سازی تلفات شبکه توزیع با استفاده از الگوریتم مصنوعی کولونی زنبور عسل ABC .
  • جایابی و مقداردهی بهینه خازن در سیستمهای توزیع توسط روش مبتنی بر الگوریتم جدید کولونی مورچگان ACO .
  • بهینه­سازی توان راکتیو با استفاده از الگوریتم هوشمند اجتماع ذرات کوانتمی QPSO.
 در مطالعات جایابی خازن در شبکه توزیع با حضور تولیدات پراکنده DGs  که تا کنون در فضای تجدید ساختار شده سیستم های قدرت امروزی انجام شده، اغلب روش های هوشمند برای حل مسئله بهینه­سازی مذکور به صورت مجزا و یا ترکیبی با هدف کمینه­سازی هزینه­های خازن گذاری، بهبود پروفیل ولتاژ و ویژگی های متفاوت همگرایی (زمان همگرایی و دقت نتایج) به جواب بهینه مسئله بکار گرفته شده اند. اما روش ترکیبی الگوریتم هوشمند کولونی مورچگان و نلدر- مید برای یافتن جواب بهینه مسئله جایابی خازن در شبکه های توزیع در حضور تولیدات پراکنده با هدف کمینه­سازی هزینه­ها تا کنون مورد توجه واقع نشده است، بنابراین ضرورت آشکار ارزیابی این روش حل ترکیبی جدید جهت تلاش برای دستیابی به جواب بهینه مطلق با دقت بالاتر و زمان همگرایی کمتر، انگیزه اصلی انجام این پروژه پایان نامه می باشد.

1-3) اهداف پایان نامه

در این پروژه پایان نامه به دنبال ارائه برنامه­ریزی جهت کنترل ولتاژ و توان راکتیو در هر ساعت از شبانه روز با هدف کمینه­سازی تلفات اهمی شبکه توزیع هستیم. برای این منظور باید مکان و وضعیت خازنهای سوئیچ شونده سیستم به طور هماهنگ با وضعیت تپ چنجر ترانسفورماتورها و تولیدات پراکنده DG و بارهای متغیر شبکه به گونه­ای تعیین شود، که کلیه قیود فنی ارضاء شود. مفروضات زیر برای حل مسئله جایابی بهینه خازن در شبکه توزیع با حضور منابع تولید پراکنده بمنظور کاهش تلفات در نظر گرفته می­شود. تابع هدف مسئله جایابی بهینه خازن در شبکه توزیع، کاهش تلفات اهمی سیستم فرض شده است. محدودیت­های مسئله جایابی بهینه خازن در شبکه توزیع شامل، محدودیت ولتاژی شین­ها، محدودیت وضعیت تپ چنجر ترانسفورماتورها، محدودیت در عملیات سوئیچینگ و مقادیر تولید توان اکتیو و راکتیو تولیدات پراکنده DG متصل به سیستم می باشد. بانک­های خازنی نصب شده در شبکه توزیع به صورت سوئیچ شونده در نظر گرفته شده است. تقاضای بار مشترکین شبکه توزیع در طول هر ساعت از شبانه روز ثابت فرض شده است. واحدهای تولیدات پراکنده DG متصل به شبکه توزیع بصورت شین PQ کنترل می­شوند. متغیرهای پیوسته و گسسته قابل محاسبه از طریق کاربرد الگوریتم جدید پیشنهادی برای مسئله جایابی بهینه خازن در شبکه توزیع به منظور کاهش تلفات شامل: وضعیت قطع و وصل خازنها، وضعیت تپ چنجر ترانسفورماتورها ULTC، وضعیت تولید برای تولیدات پراکنده DG متصل به شبکه، مقدار مصرف بارهای متغیر شبکه Variable Load، برای حل مسئله پخش بار در شبکه توزیع از روش جاروب رفت و بازگشتی استفاده می­شود. فرض بر این است که شبکه توزیع به سیستم اتوماسیون مجهز بوده، کنترل متمرکز تجهیزات کنترلی در هر ساعت از شبانه روز با رعایت کلیه قیود فنی انجام می­شود.  با توجه به مفروضات مذکور برای حل چنین مسئله جایابی بهینه خازن با وجود تولید پراکنده در شبکه به منظور کاهش تلفات، الگوریتم هایبرید کولونی مورچگان و نلدر- مید پیشنهاد شده است. پژوهش­های زیست­شناسان در مورد رفتار مورچگان نشان داده است که این گونه از حشرات با وجود نابینایی مطلق، توانایی بسیار زیادی در یافتن کوتاه­ترین مسیر از لانه خود تا منبع غذا حتی با وجود موانع بسیار بر سر راه خود دارند. در واقع هر مورچه از لحاظ رفتاری یک حشره بسیار ساده با حافظه بسیار محدود است که رفتاری با خواص احتمالی از خود بروز می­دهد. درعین حال تعدادی از مورچگان در کنار هم و در قالب یک اجتماع قادرند از عهده انجام فعالیتهای بسیار پیچیده به خوبی برآیند. نمونه­ای از این توانایی مساله لانه­سازی است که هر مورچه یک سازه ایجاد شده توسط مورچه قبلی را حس می­کند و آن را توسعه می­دهد تا زمانی که یک لانه ساخته شود. نوع دیگری از ارتباط میان مورچگان از طریق بر جای گذاری اثر فرومون[1] است. مورچگانی که در جستجوی غذا هستند مقادیری از نوعی ماده شیمیایی به نام فرومون (نوع خاصی هورمون) از خود به جای می­گذارند و به این ترتیب مسیر حرکت خود را علامت گذاری می­کنند. مورچه دیگری که بطور مستقل در حال حرکت است به هنگام مواجه شدن با مسیری که آغشته به فرومون است آن را شناسایی کرده با احتمال بسیار زیادی تصمیم به دنبال کردن آن مسیر می­گیرد و به این ترتیب آن مسیر را به مقدار فرومون بیشتری آغشته می­کند. از آنجا که فرومون موجود در مسیرها پس از مدتی تبخیر می­شود مجموع تعامل میان فرومون بر جای گذاشته شده در یک مسیر، تعداد مورچگانی که از آن مسیر تردد می­کنند، شدت تبخیر فرومون و مسافت و طول مسیر باعث می­شود که پس از مدتی کوتاهترین مسیر میان لانه مورچگان و منبع غذایی کشف شود. بنابراین، الگوریتم کولونی مورچگان با تشکیل مراحل جواب اولیه، به روزرسانی فرومون و تکرار مراحل مذکور بوسیله تغییر ضرایب بکارگرفته شده با احتمال بالایی قادر به همگرایی به جواب بهینه مطلق مسائل بهینه­سازی است. اما، الگوریتم NM اولین بار توسط نلدر و مید در سال 1965 طرح شد و هدف از ارائه این روش حل مسائل بهینه سازی نا مقید بود. اما با وجود گذشت زمان طولانی از ابداع روش نلدر- مید٬ امروزه این روش به دلیل سادگی برای استفاده و کد نویسی در کامپیوتر هنوز هم بعنوان یک انتخاب مناسب جهت حل مسائل بهینه سازی در زمینه­های آماری٬ مهندسی٬ فیزیک و علوم پزشکی و داروسازی می باشد. این الگوریتم٬ روشی سریع برای یافتن یک جواب مینیمم محلی در مسائل بهینه­سازی است و برای مسائل بهینه سازی چند بعدی نیز قابل استفاده است بعلاوه، این روش برای یافتن جواب از مشتق توابع برخلاف روش گرادیان بهره نمی برد. الگوریتم نلدر- مید به مقدار مینیمم محلی از طریق تشکیل یک ساختار منحصر به فرد همگرا می شود با استفاده از این ساختار یگانه٬ جستجو در جهت­های با پتانسیل بالا برای مینیمم سازی تابع هدف اجرا می گردد. ساختار منحصر به فرد در روش نلدر- مید به فرم یک شکل هندسی مرکب از N+1  گوشه تعریف می­شود که N تعداد متغیرهای تابع هدف مسئله بهینه­سازی است. در هر تکرار الگوریتم نلدر- مید شروع به محاسبه تصویر بدترین نقطه (گوشه دارای بالاترین مقدار تابع هدف best) در راستای نقطه مرکزی (گوشه با مقدار متوسط good) می نماید. بر اساس مقدار محاسبه شده در مرحله اول٬ الگوریتم عملیات گسترش و انقباض به شکلی با ساختار جدید اجرا می­کند. به عبارت دیگر٬ مقادیر تابع هدف برای هر تکرار در گوشه های ساختار ایجاد شده مورد ارزیابی قرار می گیرد و بالاترین مقدار تابع هدف برای هر گوشه ساختار در هر تکرار جایگزین بدترین مقدار محاسبه شده از مرحله قبل می شود و در غیر این صورت ساختار به طرف بهترین نقطه (گوشه با کمترین مقدار تابع هدف) انقباض می یابد. این فرآیند تکرار می شود تا اینکه خطای مطلوب حاصل گردد. با توجه به ویژگی­های دو الگوریتم کولونی مورچگان و نلدر- مید، بنابراین ترکیب این دو روش حل می­تواند باعث حذف نقاط ضعف هر یک از دو روش به تنهایی و تقویت نقاط قوت در یافتن جواب بهینه مطلق مسائل بهینه­سازی شود.1- Pheromoneتعداد صفحه : 102قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید