پایان نامه ارشد کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش قدرت:جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش قدرت

با عنوان :جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شودپایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق-قدرتموضوع:جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیکاستاد راهنما:دکتر سید مهدی حسینی  زمستان 1391تکه هایی از متن به عنوان نمونه :چکیدهکاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان همواره از اهداف اصلی طراحان سیستمهای قدرت الکتریکی بوده است یکی از راهکارهای پیشنهادی جهت نیل به این اهداف، استفاده از خازنهای موازی و منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع است. مهندسین طراح همواره بدنبال برقراری توازنی منطقی بین هزینه‏های اقتصادی و بهبود کیفیت توان تحویلی به مشترکین می‏باشند. هدف اصلی این پایان­نامه تعیین اندازه و مکان بهینه­ی واحد تولید پراکنده و بانک خازنی با هدف بهینه‏کردن یک تابع هزینه جامع که متشکل از هزینه تلفات، هزینه قابلیت اطمینان و هزینه سرمایه‏گذاری خازن و تولید پراکنده است، می‏باشد.جریانهای بالا منجر به بروز خرابی در کابل‏ها و خطوط هوایی خواهد شد نصب خازن و تولید پراکنده به ترتیب با کاهش مولفه‏های راکتیو و اکتیو جریان عبوری از شاخه‏های مختلف، موجب کاهش اندازه جریان عبوری از آنها شده در نهایت منجر به کاهش نرخ وقوع خرابی در آنها می‏شود. نوآوری اصلی این پایان‏نامه جایابی همزمان تولید پراکنده و خازن بر اساس تعریف یک تابع هدف جدید، با درنظرگرفتن هزینه‏های اقتصادی است که در آن تأثیرات نصب خازن و تولید پراکنده بر قابلیت اطمینان سیستم، از دیدگاه اثرگذاری بر نرخ خرابی کابلها و خطوط هوایی با تعریف یک ضریب جبران‏سازی جدید مورد بررسی قرار گرفته است.­ دوره طراحی 10 ساله بوده و رشد بار سیستم نیز لحاظ شده است. جهت بهینه‏سازی تابع هزینه از الگوریتم ژنتیک استفاده می‏شود. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم توزیع شعاعی 10 شین و 33 شین IEEE اعمال می‏گردد.واژه‏های کلیدیقابلیت اطمینان، تلفات، تولید پراکنده، خازن، الگوریتم ژنتیک. 
 فهرست مطالب
صفحهعنوان
1فصل اول مقدمه.................................................................................................................................................................................
2   1- 1- مقدمه.........................................................................................................................................................................................
4   1- 2- نتیجه‏گیری...............................................................................................................................................................................
5فصل دوم مروری بر روشهای جایابی خازن، تولید پراکنده و کارهای انجام شده...................................................
6   2- 1- مقدمه.........................................................................................................................................................................................
6   2- 2- خازن..........................................................................................................................................................................................
7   2- 3- تأثیرات مثبت خازن‏های متوالی و موازی در شبکه قدرت.............................................................................................
7     2- 3- 1- خازن‏های متوالی..........................................................................................................................................................
8     2- 3- 2- خازن‏های موازی...........................................................................................................................................................
8         2- 3- 2- 1- تصحیح ضریب توان..........................................................................................................................................
8         2- 3- 2- 2- کاهش تلفات......................................................................................................................................................
9         2- 3- 2- 3- آزادسازی ظرفیت..............................................................................................................................................
9         2- 3- 2- 4- اصلاح ولتاژ.........................................................................................................................................................
9         2- 3- 2- 5- بهبود قابلیت اطمینان سیستم با افزایش ظرفیت بارگیری خطوط.......................................................
10   2- 4- توجیه اقتصادی خازن‏ها.........................................................................................................................................................
10   2- 5- روشهای جایابی خازن............................................................................................................................................................
11     2- 5- 1- روشهای تحلیلی...........................................................................................................................................................
12     2- 5- 2- برنامه‏نویسی ریاضی.....................................................................................................................................................
13         2- 5- 2- 1- برنامه‏ریزی خطی..............................................................................................................................................
13         2- 5- 2- 2- برنامه‏ریزی اعداد صحیح..................................................................................................................................
13         2- 5- 2- 3- برنامه‏ریزی دینامیکی.......................................................................................................................................
14     2- 5- 3- روشهای ابتکاری...........................................................................................................................................................
14     2- 5- 4- روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی............................................................................................................................
15   2- 6- تعریف تولید پراکنده...............................................................................................................................................................
17   2- 7- مزایای تولید پراکنده..............................................................................................................................................................
18   2- 8- روشهای جایابی تولید پراکنده..............................................................................................................................................
19     2- 8- 1- روشهای بهینه‏سازی.....................................................................................................................................................
27     2- 8- 2- روشهای تحلیلی...........................................................................................................................................................
28   2- 9- نتیجه‏گیری...............................................................................................................................................................................
30فصل سوم مروری بر مفاهیم قابلیت اطمینان و بررسی اثرات جریانهای زیاد بر قابلیت اطمینان...................
31   3- 1- مقدمه.........................................................................................................................................................................................
33   3- 2- روشهای پایه‏ای ارزیابی..........................................................................................................................................................
33     3- 2- 1- ارزیابی تقریبی قابلیت اطمینان سیستم.................................................................................................................
33     3- 2- 2- سیستمهای با شبکه متوالی.......................................................................................................................................
37   3- 3- سایر شاخصهای قطع برق......................................................................................................................................................
37     3- 3- 1- مفاهیم............................................................................................................................................................................
38     3- 3- 2- شاخص‏های مبتنی بر بار و انرژی.............................................................................................................................
39   3- 4- کاربرد در سیستمهای شعاعی..............................................................................................................................................
40   3- 5- رابطه هزینه با ارزش قابلیت اطمینان.................................................................................................................................
41   3- 6- خرابی‏های تجهیز.....................................................................................................................................................................
42   3- 7- کابل............................................................................................................................................................................................
43     3- 7- 1- کابل زیرزمینی..............................................................................................................................................................
44   3- 8- خطوط هوایی...........................................................................................................................................................................
48   3- 9- اثرات نصب خازن و تولید پراکنده بر کاهش نرخ خرابی................................................................................................
50   3- 10- نتیجه‏گیری............................................................................................................................................................................
51فصل چهارم معرفی تابع هدف پیشنهادی برای مسئله جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده............................
52   4- 1- مقدمه.........................................................................................................................................................................................
52   4- 2- تابع هدف..................................................................................................................................................................................
52     4- 2- 1- هزینه تلفات...................................................................................................................................................................
53     4- 2- 2- هزینه بهبود قابلیت اطمینان.....................................................................................................................................
55     4- 2- 3- هزینه سرمایه‏گذاری....................................................................................................................................................
55         4- 2- 3- 1- محاسبه هزینه خازن........................................................................................................................................
56         4- 2- 3- 2- محاسبه هزینه تولید پراکنده..........................................................................................................................
57   4- 3- بیان مسئله................................................................................................................................................................................
58   4- 4- قیود حاکم بر سیستم.............................................................................................................................................................
58     4- 4- 1- قید ظرفیت توان اکتیو تولیدی DG........................................................................................................................
58     4- 4- 2- محدودیت‏های ولتاژ.....................................................................................................................................................
59     4- 4- 3- محدودیت‏های جریان..................................................................................................................................................
59   4- 5- پخش بار....................................................................................................................................................................................
60     4- 5- 1- دلایل ماهیت متفاوت انتقال با توزیع......................................................................................................................
60     4- 5- 2- پخش بار پسرو-پیشرو.................................................................................................................................................
61   4- 6- مدل DG مورد استفاده..........................................................................................................................................................
62   4- 7- الگوریتم ژنتیک........................................................................................................................................................................
62     4- 7- 1- کدبندی مسئله مورد بررسی.....................................................................................................................................
63         4- 7- 1- 1- قسمت اول رشته کروموزوم............................................................................................................................
64         4- 7- 1- 2- قسمت دوم رشته کروموزوم............................................................................................................................
65         4- 7- 1- 3- قسمت سوم رشته کروموزوم..........................................................................................................................
65         4- 7- 1- 4- قسمت چهارم رشته کروموزوم.......................................................................................................................
65     4- 7- 2- مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک..................................................................................................................................
67   4- 8- نتیجه‏گیری...............................................................................................................................................................................
68فصل پنجم جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده........................................................................................................
69   5- 1- سیستم‏های مورد مطالعه.......................................................................................................................................................
70   5- 2- سیستم استاندارد 10شین IEEE........................................................................................................................................
70   5- 3- سیستم استاندارد 33 شین IEEE.......................................................................................................................................
 71   5- 4- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE...........................................................................................................................................................................................................
 75   5- 5- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE...........................................................................................................................................................................................................
 78   5- 6- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE...........................................................................................................................................................................................................
 81   5- 7- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE...........................................................................................................................................................................................................
85فصل ششم نتیجه‏گیری و ارایه پیشنهادات...........................................................................................................................
86   6- 1- نتیجه‏گیری...............................................................................................................................................................................
88   6- 2- ارایه پیشنهادات.......................................................................................................................................................................
89مراجع.........................................................................................................................................................................................................
         
 فهرست شکل‏ها
صفحهعنوان
7شکل 2- 1- بانک خازنی نصب‏شده در سیستم توزیع....................................................................................................................
17شکل 2- 2- منابع تولید پراکنده.........................................................................................................................................................
34شکل 3- 1- نمودار فضای حالت سیستم دو عضوی........................................................................................................................
35شکل 3- 2- نمایش سیستم دو عضوی با شبکه متوالی..................................................................................................................
38شکل 3- 3- نمایش Lp، La،Ed  و t......................................................................................................................................................
40شکل 3- 4- هزینه نسبی در بهسازی قابلیت اطمینان....................................................................................................................
41شکل 3- 5- قابلیت اطمینان و هزینه‏های کلی سیستم..................................................................................................................
43شکل 3- 6- ساختار یک کابل XLPE.................................................................................................................................................
44شکل 3- 7- یک درخت آبی نمونه در یک کابل XLPE.................................................................................................................
47شکل 3- 8- تغییر خصوصیات مکانیکی سیم سخت کشیده شده 5/99 AL قبل و بعد از تابیده‏شدن...............................
48شکل 3- 9- کاهش استقامت کششی هادی‏های آلومینیومی تحت دما و زمان متفاوت بر اساس روش مورگان...............
54شکل 4- 1- تابع CCDF نمونه.............................................................................................................................................................
63شکل 4- 2- ساختار کروموزوم مسئله جایابی....................................................................................................................................
63شکل 4- 3- قسمت اول رشته کروموزوم............................................................................................................................................
64شکل 4- 4- یک نمونه از قسمت اول رشته کروموزوم.....................................................................................................................
64شکل 4- 5- قسمت دوم رشته کروموزوم...........................................................................................................................................
65شکل 4- 6- قسمت چهارم رشته کروموزوم.......................................................................................................................................
67شکل 4- 7- فلوچارت الگوریتم ژنتیک................................................................................................................................................
70شکل 5- 1- نمودار تک‏خطی یک سیستم 10 شین IEEE...........................................................................................................
70شکل 5- 2- نمودار تک‏خطی یک سیستم 33 شین IEEE...........................................................................................................
73شکل 5- 3- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG.............
78شکل 5- 4- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG.............
81شکل 5-5- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت.....................................................
84شکل 5-6- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت.....................................................
                   
فهرست جدول‏ها 
عنوانصفحه
جدول 2- 1- تعریف کشورهای مختلف از تولید پراکنده..............................................................................................................16
جدول 3- 1- آمارهای عدم دسترسی برای مشترکین نوعی.........................................................................................................32
جدول 3- 2- میزان از دست دادن مشخصه‏های مکانیکی سیم های آلومینیومی در محدوده دمایی Cॱ100-20..........46
جدول 3- 3- درصد تغییر حداکثر نیروی شکست کششی رشته‏های بهم تابیده شده آلومینیومی در محدوده Cॱ100-20............................................................................................................................................................................................... 46
جدول 4- 1- اندازه‏های استاندارد خازن و هزینه آن بصورت kvar/$..........................................................................................56
جدول 4- 2- پارامترهای مربوط به هزینه‏های تولید پراکنده.......................................................................................................57
جدول 4- 3- پارامترهای مربوط به تابع هدف مسئله....................................................................................................................58
جدول 4- 4- پارامترهای مربوط به الگوریتم ژنتیک......................................................................................................................66
جدول 5- 1- نتایج جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده در سیستم 10 شین...............................................................71
جدول 5- 2- مقایسه متوسط نرخ خرابی خطوط ارتباطی سیستم 10 شین، قبل و بعد از جایابی خازن و تولید پراکنده....................................................................................................................................................................................................... 72
جدول 5- 3- مقایسه پارامترهای سیستم قبل و بعد از جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده در سیستم 10 شین.........73
جدول 5- 4- نتایج جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده در سیستم 10 شین به روش یکایک شماری....................74
جدول 5- 5- مقایسه پارامترهای سیستم قبل و بعد از جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده در سیستم 10 شین در روش یکایک شماری............................................................................................................................................................................... 74
جدول 5- 6- میزان بهبود پارامترهای سیستم 10 شین در روش یکایک شماری نسبت به الگوریتم ژنتیک...................75
جدول 5- 7- نتایج جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده در سیستم 33 شین...............................................................75
جدول 5- 8- مقایسه متوسط نرخ خرابی خطوط ارتباطی سیستم 33 شین، قبل و بعد از جایابی خازن و تولید پراکنده....................................................................................................................................................................................................... 76
جدول 5- 9- مقایسه پارامترهای سیستم قبل و بعد از جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده در سیستم 33 شین.........77
جدول 5- 10- نتایج جایابی بهینه دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم 10 شین ...................................78
 جدول 5- 11- مقایسه متوسط نرخ خرابی خطوط ارتباطی قبل و بعد از جایابی دو بانک خازنی و دو واحد DG در سیستم 10 شین.....................................................................................................................................................................................  79
جدول 5- 12- مقایسه پارامترهای سیستم 10 شین، قبل و بعد از جایابی بهینه دو بانک خازنی و دو واحد DG.........79
جدول 5- 13- میزان بهبود پارامترهای سیستم 10 شین در حالت جایابی دوم نسبت به حالت جایابی اول..................80
جدول 5- 14- نتایج جایابی بهینه دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم 33 شین ...................................81
جدول 5- 15- مقایسه متوسط نرخ خرابی خطوط قبل و بعد از جایابی دو خازن و دو واحد تولید پراکنده در سیستم 33 شین..................................................................................................................................................................................... 82
جدول 5- 16- مقایسه پارامترهای سیستم 33 شین، قبل و بعد از جایابی بهینه دو بانک خازنی و دو واحد DG.......83
جدول 5- 17- بهبود پارامترهای سیستم 33 شین در حالت جایابی دوم نسبت به حالت جایابی اول..............................83
     فصل اول مقدمه         1-1- مقدمهاز یک دیدگاه، سیستم قدرت از سه بخش تولید، انتقال و توزیع تشکیل می‏شود. سیستم توزیع مسؤلیت انتقال انرژی الکتریکی به مصرف‏کنندگان را برعهده دارد، به نحوی که هم از نظر اقتصادی به‏صرفه بوده و هم از نظر قابلیت اطمینان در حد مطلوبی باشد. نتایج تحقیقات نشان می‏دهد که حدود 13% توان الکتریکی کل تولید شده، در بخش توزیع تلف می‏شود [1]. از طرفی به لحاظ اقتصادی کاهش تلفات، کم هزینه‏تر از افزایش تولید است. روشهای متنوعی جهت تحقق این امر پیشنهاد شده است همچون [1]:
  • برنامه‏های مدیریت از جانب تقاضا[1]
  • مدیریت بار ترانسفورماتور توزیع[2]
  • بازآرایی سیستم[3]
  • تغییر در سطح مقطع هادی‏های انتخابی[4]
  • با افزایش سطح ولتاژ سیستم توزیع اولیه، میزان یکسانی از توان می‏تواند در جریانهای کمتری تحویل داده شود که منجر به کاهش تلفات خواهد شد.
  • کاهش ولتاژ به روش سنتی که عبارتست از کم کردن یک درصد کوچک بخصوصی از ولتاژ در ترانس نیروگاهی که به حفظ ولتاژ در یک سطح قابل قبول در فیدرهای ثانویه منجر شود.
  • یکی از روشهای اساسی و پرکاربرد در بحث کاهش تلفات در شبکه‏های توزیع، استفاده از خازن موازی و تولید پراکنده[5] می‏باشد.
آمارهای‏ خرابی اغلب شرکت‏های برق نشان می‏دهد که سیستم توزیع بیشترین سهم را در عدم دسترسی انرژی الکتریکی به مصرف‏کننده‏ها به خود اختصاص داده است، بنابراین بررسی قابلیت اطمینان سیستم توزیع، از اهمیت خاصی برخوردار است. بخش قابل توجهی از وقفه‏های (قطعی‏های) مشترکین ناشی از خرابی تجهیزات در سیستم توزیع می‏باشد که در این میان کابلهای زیرزمینی و خطوط هوایی سهم بالایی را به خود اختصاص داده‏اند. عبور جریانهای بالا از کابلهای زیرزمینی و خطوط هوایی منجر به افزایش دمای آنها می‏شود. کابلهای زیرزمینی دارای یک حد حرارتی معین جهت کار در حالت عادی می‏باشند که در صورت افزایش دمای کابل به بیش از آن، شاهد وقوع مشکلات عایقی و در نتیجه افزایش نرخ خطای تجهیز خواهیم بود. از طرفی افزایش دما در خطوط هوایی با تأثیر بر خصوصیات مکانیکی هادی، موجب ایجاد شکم[6]، کاهش فضای خالی با زمین و افزایش احتمال وقوع شکست الکتریکی می‏شود.جایگذاری خازن و تولید پراکنده در سیستم توزیع، منجر به کاهش اندازه جریان عبوری در کابل‏ها و خطوط هوایی می‏شود بنابراین می‏تواند به تعدیل اثرات مخرب ناشی از جریانهای زیاد بر قابلیت اطمینان سیستم توزیع کمک کند در این پایان‏نامه این اثر بصورت کاهش در نرخ خرابی این دو تجهیز اعمال می‏شود. در حقیقت جایابی همزمان خازن و مولد تولید پراکنده با هدف بهبود در شاخص‏های قابلیت اطمینانی سیستم توزیع از طریق کاهش در نرخ وقوع خرابی کابلها و خطوط هوایی و نیز کاهش تلفات سیستم، نوآوری اصلی این پایان‏نامه می‏باشد. نتایج بررسی‏های مختلف نشان می‏دهد جایابی و تعیین ظرفیت بهینه خازن و تولید پراکنده تأثیر بسزایی در دسترسی حداکثری به منافع حاصل از نصب آنها در سیستم توزیع الکتریکی دارد. همچنین جایابی غیربهینه تولید پراکنده می‏تواند منجر به اثرات نامطلوبی از جمله افزایش در تلفات و هزینه‏های سیستم شود. فصل دوم این پایان نامه، به ارایه روشهای متداول در موضوع جایابی خازن و تولید پراکنده پرداخته و در آن مروری بر کارهای انجام شده تاکنون، صورت گرفته است. در فصل سوم قابلیت اطمینان در سیستم های توزیع مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه، اثرات ناشی از عبور جریانهای زیاد بر نرخ خرابی کابلها و خطوط هوایی بیان شده است. تابع هدف پیشنهادی این پایان‏نامه برای مسئله جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده، در فصل چهارم ارایه می‏شود جهت بهینه‏سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده که چگونگی کدبندی کروموزوم مسئله جایابی در این فصل توضیح داده می‏شود. در فصل پنجم، نتایج حاصل از شبیه‏سازی بر روی دو سیستم 10 و 33 شین IEEE نشان داده شده و بررسی و تحلیل می‏شود. نتیجه‏گیری و پیشنهادات جهت ادامه کار، در فصل ششم ارایه شده است.1-2- نتیجه‏گیریکاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان، دو هدف عمده در بحث ارتقاء کیفیت توان الکتریکی تحویلی به مشترکین می‏باشند استفاده از خازن موازی و تولید پراکنده می‏تواند راه‏حلی مطمئن جهت دستیابی به این اهداف باشد.  1Demand Side Management2Distribution Transformer Load Management3Reconfiguration4Reconductoring5Distributed Generation1Sag***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 و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :126
قیمت : چهارده هزار تومان

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

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        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

1 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.