پایان نامه ارشد رشته برق: جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل سازی بارهای مختلف

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

گرایش : الکترونیک قدرت

عنوان : جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه­ سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل­سازی بارهای مختلف

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد اهر

دانشکده فنی و مهندسی-گروه برق قدرت

پایان ­نامه برای دریافت درجه کارشناسی­ارشد (M.Sc.)

 گرایش: الکترونیک قدرت

عنوان:

جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه­سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل­سازی بارهای مختلف

استاد راهنما:

دکتر آیدین سخاوتی

استاد مشاور:

دکتر محمداسمعیل اکبری

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 مطالب:فصل اول: کلیات تحقیق1-1 دیباچه................................................................................................................... .21-2 مطالعه­ی تاثیرگذاری خازن روی شبکه................................................................... .41-2-1 کاربرد بانک خازنی............................................................................................91-2-2 مکان بانک خازنی بهینه.................................................................................. 101-2-3 مزایای خازن شنت........................................................................................... 121-2-4 گزینه­های عملی برای کاهش تلفات.................................................................... 131-3 معیار طراحی.................................................................................................... 141-4 جبران­سازی توان راکتیو....................................................................................... 151-5 اصلاح ضریب قدرت......................................................................................... 171-6 محدوده و هدف پایان نامه .................................................................................. 191-7 بیان مسأله اساسی تحقیق............................................................................... 201-8 طرح کلی پایان نامه ........................................................................................ 22فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق2-1 دیباچه........................................................................................................... 242-2 روش­های تحلیلی............................................................................................. 242-3 روش­های برنامه­ریزی ریاضی............................................................................ 252-4 روش­های ابتکاری............................................................................................ 272-5 روش­های مبتنی بر هوش مصنوعی.................................................................. 292-5-1 الگوریتم ژنتیک........................................................................................... 292-5-2 سیستم­های خبره......................................................................................... 312-5-3 آب­کاری شبیه­سازی شده............................................................................... 322-5-4 شبکه­های عصبی مصنوعی............................................................................ 342-5-5 تئوری مجموعه فازی.................................................................................. 35فصل سوم: بهینه ­سازی اجتماع ذرات3-1 دیباچه........................................................................................................... 393-2 کاربرد بهینه­سازی اجتماع ذرات در سیستم­های قدرت.......................................... 403-2-1 جایابی و تعیین ظرفیت بهینه­ خازن............................................................. 413-2-2 پخش بار اقتصادی................................................................................. 423-2-3 پخش بار بهینه.......................................................................................... 423-2-4 کنترل ولتاژ و توان راکتیو بهینه.................................................................. 433-2-5 طراحی پایدارسازی سیستم قدرت............................................................ 443-3 مفهوم PSO.................................................................................................. 3-4 عناصر اصلی الگوریتم PSO........................................................................... 3-5 اجرای الگوریتم PSO..................................................................................... 3-6 مزایای الگوریتم PSO به سایر الگوریتم­های تکاملی....................................... 52فصل چهارم: بهینه­ سازی تابع هدف4-1 دیباچه........................................................................................................... 554-2 بیان مساله................................................................................................... 574-3  قیود............................................................................................................. 594-4 مدل بار پیشنهادی......................................................................................... 614-4-1 مدل­سازی بار از لحاظ نوع مصرف.............................................................. 614-4-2 مدل­سازی بار از لحاظ توان، امپدانس و جریان ثابت..................................... 634-5 حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO........................................... فصل پنجم: نتایج شبیه ­سازی5-1 دیباچه.......................................................................................................... 675-2 جایابی دو خازن............................................................................................. 685-3 جایابی چهار خازن......................................................................................... 715-4 جایابی شش خازن.......................................................................................... 745-5 جایابی هشت خازن........................................................................................ 775-6  جمع بندی......................................................................................................80فصل ششم: بحث و نتیجه ­گیری6-1 دیباچه........................................................................................................ 826-2 نتیجه ­گیری.................................................................................................. 826-3 پیشنهادها.................................................................................................. 84پیوست­هاالف: اطلاعات شبکه­ نمونه................................................................................. 86مراجع............................................................................................................... 89چکیده:شبکه­ های توزیع دارای بارهای متنوعی­اند که این بارها مقادیر متفاوتی از توان راکتیو را مصرف می­کنند. با در نظر گرفتن تاثیر نوع بار روی محل و اندازه­ی بانک­های خازنی در سیستم­های توزیع، در این پایان نامه ، یک روش بدیع جهت مدل­سازی بارهای مختلف شبکه به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان در حضور خازن شنت انجام می­گیرد. برای این منظور، دو مدل ارائه می­شود: الف) تجاری- خانگی- کشاورزی-عمومی- صنعتی و ب) امپدانس ثابت - جریان ثابت - توان ثابت. در واقع برتری اصلی این پایان نامه نزدیک کردن مطالعه به دنیای واقعیست، چرا که تقریبا تمامی مطالعات انجام شده در زمینه جایابی بهینه­ی خازن اساسا از تاثیر نوع بار بر محل و ظرفیت بهینه خازن نصب شده اغماض کرده­اند، حال آنکه این پایان نامه اثبات خواهد کرد که در نظرگیری مدل بار متفاوت روی محل/ ظرفیت خازن تاثیرگذار خواهد بود. قابلیت دیگر این پایان نامه ، فرمول­بندی تابع هدف به صورت یک مساله­­ی چند هدفه است. برای این منظور، انحراف ولتاژ به تابع تک­هدفه افزوده شده است. مساله فوق با استفاده از الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات[1] (PSO) حل خواهد شد. جهت اثبات تاثیر مدل­سازی پیشنهادی بار روی پاسخ­های مساله جایابی بهینه­ی خازن، سناریوهای زیر بکار می­رود: مدل­سازی بار و بدون آن با حضور خازن و بدون حضور آن.فصل اول: کلیات تحقیق1-1- دیباچهتحلیل شبکه ­های توزیع یکی از دغدغه­ های اصلی بهره­برداران شبکه است. یک مهندس سیستم بایستی اطلاعاتی درباره­ی تعداد، اندازه، محل و نوع المان­های شبکه، به منظور تحلیل شبکه­ توزیع، بداند. از آنجائی­که اکثریت سیستم­های توزیع عملا شعاعی­اند، جهت مدل­سازی و تحلیل شبکه بایستی به چالش­های مختلفی غلبه کرد، که عبارتند از [1]:- سیستمشبکه­ی توزیعی دارای تنوع وسیعی از اجزاست که دارای پیچیدگی و ابعاد بزرگی­اند. به عنوان مثال، اغلب بارهای متصل شده، تنها از یکی از سه فاز تغذیه می­کنند.- توزیع بارتوزیع بار در فیدرها و شاخه ­ها نوعا یکسان نبوده و از این رو سیستم توزیع نامتعادل است. سیستم­های نامتعادل، نامناسب­اند.- دادهکل سیستم توزیع با حداقل نظارت و کنترل عمل می­کند. بنابراین، داده ­های واقعی موجود سیستم برای مدل­سازی و تحلیل آنها بسیار محدود است.                                                                      طراحان نیازمند اطلاعات دقیق برای مدل­سازی و طراحی جایگزین برای سیستم­های پیچیده، به منظور غلبه بر مشکلات مختلف همراه با طراحی، بهره ­برداری و کنترل سیستم­های توزیع، هستند.   پاسخ  برخی از انواع مشکلات مانند انتخاب هادی، تنظیم ولتاژ، جایابی خازن نیازمند مدل­­ها  و تکنیک­های دقیق است.مطالعات تحلیلی و طراحی برای شرکت­ها به منظور اطمینان از تامین کیفیت توان انجام شده است.   برخی از دلایل پیچیدگی جنبه­ های طراحی سیستم توزیع در ادامه ارائه شده است. - جنبه های تجاری سیستم های توزیعبدلیل اتصال داخلی تجهیزات مختلف شبکه­ توزیع، یک جزء روی عملکرد فنی و اقتصادی سایر اجزاء در سیستم تاثیر می­گذارد، که این موجب می­شود ارزیابی راه­ حل فنی- اقتصادی یک فرآیند پیچیده ­ای باشد.- اندازهتعداد زیادی اجزاء یک سیستم توزیع را تشکیل می­دهند. این بدان معناست که شناسائی و تحلیل جایگزین­ها بسیار مشکل است. ارزیابی تمامی جایگزین­های محتمل بسیار مشکل و گاهی نیز ناممکن است.- عدم قطعیتدر برنامه­ریزی بلند مدت، پیش­بینی ارتقاء در آینده امری ضروری است. هر عدم ­قطعیتی روی طراحی شبکه­ی توزیع تاثیر می­گذارد. گاهی اوقات، بهترین پیش­بینی­های طراحی، بار و اقتصادی، عدم قطعیت در مورد بارگذاری آینده سیستم برای طراحی نامناسب شبکه توزیع را در بر نمی­گیرد. بنابراین، طراحی سیستم توزیع به منظور ارضاء تقاضای آینده با اجتناب از عدم قطعیت در پیش­بینی بار و سایر موارد شبکه ­های توزیع ضروریست.- سایر جنبه های ایمنیدر فرآیند طراحی، طراحان سیستم قدرت بایستی جنبه­های دیگر از ایمنی شامل مراجع قانونی، گروه ­های اجتماعی، مداخله رهبران کسب و کار و سایر خدمات را در محاسبات در نظر بگیرند.2-1- مطالعه­ تاثیرگذاری خازن روی شبکهتجربه­ طراحان شبکه­ توزیع در قالب یک سیستم خبره به شکل تعدادی از قوانین با عنوان پایه­ی قانون[1] بیان می­شود. بسیاری از مفاهیم در طراحی شبکه­ های توزیع در توافق با تقاضاست. کل توان و تولید مورد تقاضا به سادگی «مجموع مصرف­کنندگان» نیست. تقاضای یک مصرف ­کننده (که به آن در اصطلاح «بار» اطلاق می­شود) عینا توسط تولیدکننده (که به آن «توان مفید» اطلاق می­گردد) ارضاء نمی­شود. توان مفید، توان اکتیو مورد نیاز برای تولید کارهای مفید است، این همان توان مصرفی در بخش مقاومتی مدار است. ادوات قدرت به صورت ایده ­آل مقاومتی نبوده و دارای راکتانس­اند، که این امر منجربه مصرف توان راکتیو در مدار می­شود [2].شرکت­های الکتریکی دریافته­اند که تولید توان راکتیو در نیروگاه و تامین تمامی مصرف­کنندگان در فواصل دور از پست از نظر اقتصادی ممکن نیست. نصب بانک­های خازنی در غیاب بارها یا مراکز بار راکتیو سیستم قدرت بسیار اقتصادی است. ارسال توان راکتیو سیستم به دو صورت می­تواند صورت گیرد. یک روش، حذف دلیل یا نیاز به آن است، که با مدیریت بخشی از امپدانس بار صورت می­گیرد. این کار را می­توان با جبران­سازی راکتانس القائی توسط پست با استفاده از خازن­های سری همانند شکل­های (1-1) و (1-2) انجام داد. این روش، جبران­ سازی سری نامیده می­شود.روش دیگر برای غلبه بر نیاز به توان القائی راکتیو، تزریق مقدار معادل توان خازنی راکتیو مورد نیاز در قالب بارها با استفاده از نصب خازن­های شنت است. خازن­های سری، جریان­های پس­فاز مورد نیاز برای بارهای القائی را می­کشد. این مفهوم در شکل (1-3) نشان داده شده است. از این شکل می­توان دریافت که خازن­های شنت منجر به تغییر در زاویه بین ولتاژ سمت فرستنده (VR) و جریان می­شود که آن را به اصلاح ضریب توان می­نامند.ترجیحا از خازن­های سری در شبکه ­های توزیع، بدلیل نیاز به مطالعات مهندسی زیاد و حفاظت آن، استفاده نمی­شود. بعلاوه، احتمال داشتن فرورزونانس در ترانسفورماتورهای توزیع و افزایش ولتاژ ناشی از جریان پس­فاز بالا حاصل از راه­اندازی موتورهای القائی بزرگ وجود دارد. خازن­های سری، از نظر حفاظت در مقابل موج جریان خطای ولتاژهای زیاد، به خوبی حفاظت نمی­شوند. به عبارت دیگر، خازن­های شنت یا جبران­سازی راکتیو، جریان راکتیو مورد نیاز بارهای القائی را فراهم می­آورند.در نتیجه، جریان خالص سیستم کاهش یافته و ضریب توان نیز افزایش می­یابد. تلفات کل توان­های اکتیو و راکتیو کاهش یافته و به دنبال آن توان ظاهری نیز کم می­شود. اصلاح ضریب توان برآیند منتج به افزایش صرفه­جوئی سیستم و کمینه­سازی تلفات می­شود. مزایای نصب بانک خازنی اقتصادی امری اثبات شده است [4]، که سبب آزادسازی ظرفیت­های تولید، انتقال و توزیع سیستم می­گردد. این امر روی افزایش ظرفیت سیستم تاثیر گذاشته و از این رو، امکان کاهش هزینه­های آیند را فراهم می­آورد. علاوه بر کاهش تلفات انرژی، تلفات تجهیزات و خط نیز کمینه می­شود.ضریب توان اقتصادی، زمانیکه هزینه­ی نصب بانک خازنی برابر با مزایای اقتصادی نصب آن است، حاصل می­شود. ضریب توان اقتصادی را با اجراهای مکرر برنامه­ پخش بار به صورت زیر می­توان بدست آورد [4]:- تنظیم ضریب توان سیستم در حد 90%، با اعمال خازن­های شنت در هر شین.- محاسبه­ سود و هزینه­ی ضریب توان جریان.- به ازای 1% افزایش ضریب توان سیستم، افزودن بانک­های خازنی به شینه­ ها و محاسبه­ ضریب توان اقتصادی.- توقف فرآیند در زمانی که سودها و هزینه ­ها با هم برابرند.1-2-1- کاربرد بانک خازنیاگر واحدهای خازن انفرادی به صورت موازی نصب شوند، ظرفیت kVAr مجموعه افزایش می­یابد، در حالیکه اگر به صورت سری نصب شود، مقدار KV مجموعه بیشتر می­شود. مطالعه­ای روی منحنی طول مدت بار راکتیو فیدر می­توان انجام داد، به گونه­ای که کمترین توان راکتیو مورد نیاز (رخ داده در دوره­های بارگذاری سبک، مشهور به حالت پایدار) می­تواند با اعمال بانک­های خازنی شنت حاصل شود، در حالیکه بانک­های خازنی کلیدزنی را می­توان در دوره ­های پیک بار بکار گرفت.[1]  The rule base[1]  Particle Swarm Optimizationتعداد صفحه : 90قیمت : 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