توضیحات

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

چکیده:

در شبکه­ های الکتریکی، هزینه­های ناشی از تلفات سیستم و عیوب ناشی از انحراف ولتاژ از حدود مجاز از بزرگترین معضلاتی هستند

که گریبان­گیر تولید، انتقال و توزیع نیرو می­باشد. از این رو کاهش هزینه ­های برنامه­ریزی و بهره­برداری سیستم­های قدرت، و در عین حال، رعایت حدود و قیود آن از اهداف

اصلی طراحان سیستم­های قدرت بوده است. استفاده از خازن های موازی و تغییر نسبت Tap Changerها از اقتصادی ترین روش­ها جهت تامین بار راکتیو

و تنظیم حدود ولتاژ محسوب می شوند. خازن ها با کاستن تقاضای بار راکتیو ژنراتورها می­توانند سایز و اندازه آنها را کوچک کنند. همچنین خازن ها می

توانند جریان خطوط از محل خازن تا نیروگاه را کمتر کرده و در نتیجه تلفات و بارگذاری

برنامه ریزی توان راکتیو

روی خطوط، ترانسفورماتورها و خطوط انتقال را کاهش دهند.

بکارگیری خازن به صورت همزمان با تغییر نسبت Tap Changer علاوه بر موارد مذکور باعث به تاخیر انداختن یا حذف سرمایه جهت توسعه شبکه قدرت

می شوند. در این پایان‌نامه به بررسی چگونگی برنامه­ریزی خازن­گذاری با در نظر گرفتن

عدم قطعیت­های تاثیرگذار در سطح شبکه انتقال پرداخته می­شود.

در این راستا، مالک شبکه انتقال به عنوان بازیگر مالک­­­-بهره­بردار در نظر گرفته شده است که به دنبال کمینه­سازی هزینه‌های خود می­باشد. در راستای

کمینه­سازی هزینه­ها، مالک‌بهره­بردار با دو دسته متغیر تصمیم­گیری روبروست. دسته اول متغیرهای تصمیم­گیری مربوط به خازن‌گذاری در سطح شبکه

انتقال می­باشد که در ابتدای دوره برنامه­ریزی اثرگذار می­باشند. دسته دیگر متغیرهای

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

کنترلی در اختیار بهره­بردار شامل تنظیم تپ ترانس، دیسپچ نمودن توان اکتیو و راکتیو ژنراتورها که در طول دوره بهره­برداری مورد نظر قرار خواهند گرفت. این دو دسته متغیر به عنوان متغیرهای در اختیار مالک-بهره­بردار

لحاظ شده‌اند. به عبارت دیگر مالک-بهره­بردار شبکه با تصمیم­سازی در ارتباط با این متغیرها به دنبال کمینه ­سازی هزینه­ های سرمایه­ گذاری و بهره­برداری

خود می­باشد. از سوی دیگر پارامترهایی در شکل‌دهی تعریف مسئله برنامه­ریزی مالک­-بهره­بردار

نقش اساسی ایفا می­کنند. این پارامترها شامل قیمت،

میزان بار مصرفی، قیمت توان اکتیو و راکتیو و هزینه خازن­گذاری می­باشد که با عدم قطعیت همراه بوده و تاثیر آن­ها به کمک مدلسازی ریسک در برنامه­ریزی

تصادفی و درخت سناریو بر روی تصمیمات مالک‌بهره‌بردار قابل ارزیابی خواهند بود. در این پایان­نامه با شبیه­سازی برنامه­ریزی تصادفی طراحی شده بر روی شبکه­های ۳۰، ۵۷ و ۱۱۸ باسه IEEE به ارزیابی صحت مدل برنامه­ریز شده پرداخته شده است.

واژه­های کلیدی: برنامه­ریزی خازن­گذاری، عدم قطعیت، برنامه­ریزی تصادفی

۱۴۰صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

فهرست مطالب

چکیده:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱

فصل اول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲

۱-۱  مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲

۱-۲  طرح موضوع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳

۱-۳  ساختار گزارش………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳

فصل دوم توان راکتیو، ادوات تامین کننده و برنامه ریزی آن…………………………………………………………………… ۵

۲-۱  کلیاتی در تعریف توان راکتیو……………………………………………………………………………………………………………………………… ۵

۲-۲  وسایل تولید قدرت راکتیو………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵

۲-۲-۱  ژنراتورهای سنکرون…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۶

۲-۲-۲  کندانسورهای سنکرون…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۶

۲-۲-۳  موتورهای سنکرون………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۶

۲-۲-۴  خازن…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۶

۲-۲-۵  محل نصب خازن………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰

۲-۲-۶ خازن گذاری در جهت کاهش تلفات……………………………………………………………………………………………………………… ۱۱

۲-۳  علل تشدید نیاز به خازن گذاری در شبکه های ایران…………………………………………………………………………………………….. ۱۲

۲-۴ پیشینه موضوع برنامه ریزی توان راکتیو……………………………………………………………………………………………………………….. ۱۳

۲-۵ روش‌های مورد استفاده برای حل مساله برنامه‌ریزی توان راکتیو……………………………………………………………………………….. ۱۹

۲-۵-۱ روش‌های تحلیلی (AM)…………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

۲-۵-۲  روش‌های برنامه‌ریزی عددی (NP)………………………………………………………………………………………………………………. 20

۲-۵-۳ روش های اکتشافی (HM)…………………………………………………………………………………………………………………………… 20

۲-۵-۴  روش‌های هوش مصنوعی (AI)……………………………………………………………………………………………………………………. 21

۲-۵-۵ روش‌های ترکیبی (AI)………………………………………………………………………………………………………………………………… 22

۲-۶  شرح مختصری بر برخی از الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی (AI)……………………………………………………………………. 24

۲-۶-۱  الگوریتم (PSO)………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24

۲-۶-۲ الگوریتم (GA)…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 26

۲-۶-۲-۱ کدگذاری………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۲۶

۲-۶-۲-۲ ارزیابی………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۶

۲-۶-۲-۳ ترکیب…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۷

۲-۶-۲-۴ جهش…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۸

۲-۶-۲-۵ رمزگشایی……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۸

۲-۷  الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر آموزش-یادگیری (TLBO)……………………………………………………………………………………….. 29

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

۲-۷-۱ مرحله مدرس……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۹

۲-۷-۲  فاز یادگیرنده…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۰

۲-۸  طبقه بندى کارهای ارائه شده……………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۰

فصل سوم الگوریتم PSO…………………………………………………………………………………………………………………………….. 33

۳-۱  مروری بر الگوریتم  PSO……………………………………………………………………………………………………………………………….. 33

۳-۲  انواع توپولوژی ذرات……………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۴

۳-۲-۱  توپولوژی ستاره ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۴

۳-۲-۲  توپولوژی حلقه…………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۴

۳-۲-۳  توپولوژی چرخی………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۵

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

۳-۳  روند الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 35

۳-۴  مراحل اجرای الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………………………………………………. 37

۳-۵ بررسی تاثیرات پارامترهای PSO………………………………………………………………………………………………………………………… 38

۳-۵-۱ ثابت های شتاب………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۸

۳-۵-۲ تعداد ذرات ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۸

۳-۵-۳ حداکثر سرعت……………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۹

۳-۵-۴ وزن اینرسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۹

فصل چهارم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۴۱

۴-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۱

۴-۲ چارچوب عملکرد مالک بهردار در مسئله برنامه ریزی خازن گذاری…………………………………………………………………………. ۴۱

۴-۳ کاهش سناریو…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۶

۴-۴ الگوریتم پسروی کاهش سناریو………………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۸

۴-۵- فرمول بندی ریاضی مسئله برنامه ریزی تصادفی خازن گذاری………………………………………………………………………………. ۴۹

۴-۶مطالعات تحلیلی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۸

فصل پنجم:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۵

۵-۱ نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۵

۵-۲ پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۷

منابع انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۸

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۹۴

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

فهرست جداول

جدول (۲-۱) طبقه بندى مقالات…………………………………………………………………………………………………………………………………. ۷

فهرست اشکال

شکل(۲-۱)  نمایش های برداری برای یک مدار با ضریب قدرت تأخیری…………………………………………………………………………. ۹

شکل (۲-۲) نمایی کلی از روش‌های مورد استفاده برای حل مساله برنامه‌ریزی توان راکتیو………………………………………………….. ۲۳

شکل (۲-۳) مسیر حرکت یک ذره در دو تکرار متوالی…………………………………………………………………………………………………. ۲۵

شکل (۲-۴) فلوچارت الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۷

شکل(۴-۱) مالک-بهره­بردار و متغیرهای تصمیم­گیری پیش رو ……………………………………………………………………………………… ۴۲

شکل(۴-۲) ساختار مسئله برنامه­ریزی خازن­گذاری……………………………………………………………………………………………………… ۴۳

شکل (۴-۳) ساختار مسئله برنامه ریزی تصادفی………………………………………………………………………………………………………….. ۴۴

شکل(۴- ۴) درخت سناریوی برنامه­ریزی تصادفی……………………………………………………………………………………………………….. ۴۵

شکل(۴-۵) هزینه خازن سه پله ای……………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۰

شکل(۴-۶) شماتیک مدل تپ ترانس………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۲

شکل (۴-۷) شبکه استاندارد ۳۰ باسه…………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۸

شکل (۴-۸) شبکه استاندارد ۵۷ باسه…………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۹

شکل (۴-۹  )  شبکه استاندارد ۱۱۸ باسه……………………………………………………………………………………………………………………. ۶۰

شکل (۴-۱۰) هزینه انتظاری بر حسب تعداد سناریو در شبکه ۳۰ باسه…………………………………………………………………………….. ۶۱

شکل (۴-۱۱) هزینه انتظاری بر حسب تعداد سناریو در شبکه ۵۷ باسه…………………………………………………………………………….. ۶۱

شکل (۴-۱۲) هزینه انتظاری بر حسب تعداد سناریو در شبکه ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………….. ۶۲

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت باربا استفاده از یک روش تکاملی

شکل (۴-۱۳) درخت سناریو بار مصرفی اکتیو ۳۰ باسه………………………………………………………………………………………………… ۶۳

شکل(۴-۱۴) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی اکتیو ۳۰ باسه……………………………………………………………………………. ۶۳

شکل (۴-۱۵) درخت سناریو بار مصرفی اکتیو ۵۷ باسه………………………………………………………………………………………………… ۶۴

شکل (۴-۱۶) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی اکتیو ۵۷ باسه………………………………………………………………………….. ۶۴

شکل (۴-۱۷) درخت سناریو بار مصرفی اکتیو ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………………………………. ۶۵

شکل (۴-۱۸) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی اکتیو ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………… ۶۵

شکل (۴-۱۹) درخت سناریو بار مصرفی راکتیو ۳۰ باسه………………………………………………………………………………………………. ۶۶

شکل (۴-۲۰) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی راکتیو ۳۰ باسه………………………………………………………………………… ۶۶

برنامه ریزی توان راکتیو شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت

شکل (۴-۲۱) درخت سناریو بار مصرفی راکتیو ۵۷ باسه………………………………………………………………………………………………. ۶۷

شکل (۴-۲۲) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی راکتیو ۵۷ باسه ……………………………………………………………………….. ۶۷

شکل (۴-۲۳) درخت سناریو بار مصرفی راکتیو ۱۱۸ باسه…………………………………………………………………………………………….. ۶۸

شکل (۴-۲۴) درخت سناریو کاهش داده شده بار مصرفی راکتیو ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………. ۶۸

شکل (۴-۲۵) درخت سناریو قیمت توان اکتیو…………………………………………………………………………………………………………….. ۶۹

شکل (۴-۲۶) درخت سناریو کاهش داده شده قیمت توان اکتیو  …………………………………………………………………………………… ۶۹

شکل (۴-۲۷) درخت سناریو قیمت توان راکتیو ………………………………………………………………………………………………………….. ۷۰

شکل (۴-۲۸) درخت سناریو کاهش داده شده قیمت توان راکتیو ……………………………………………………………………………………. ۷۰

شکل (۴-۲۹)هزینه انتظاری بر حسب معیار ریسک ۳۰ باسه………………………………………………………………………………………….. ۷۲

شکل )۴-۳۰)هزینه انتظاری بر حسب معیار ریسک ۵۷ باسه………………………………………………………………………………………….. ۷۴

شکل (۴-۳۱)هزینه انتظاری بر حسب معیار ریسک ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………………………… ۷۴

شکل (۴-۳۲) ظرفیت خازن  بر حسب معیار ریسک در شبکه ۳۰ باسه……………………………………………………………………………. ۷۵

شکل (۴-۳۳) ظرفیت خازن  بر حسب معیار ریسک در شبکه ۵۷ باسه……………………………………………………………………………. ۷۶

شکل (۴-۳۴) ظرفیت خازن  بر حسب معیار ریسک در شبکه ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………….. ۷۷

شکل (۴-۳۵)توان راکتیو انتظاری بر حسب معیار ریسک ۳۰ باسه…………………………………………………………………………………… ۷۸

شکل (۴-۳۶)توان راکتیو انتظاری بر حسب معیار ریسک ۵۷ باسه…………………………………………………………………………………… ۷۹

شکل (۴-۳۷)توان راکتیو انتظاری بر حسب معیار ریسک ۱۱۸ باسه………………………………………………………………………………… ۸۰

شکل (۴-۳۸) نوسانات  ولتاژ شبکه ۳۰ باسه بر حسب مقدار ……………………………………………………………………………………. ۸۲

شکل (۴-۳۹) نوسانات  ولتاژ شبکه ۵۷ باسه بر حسب مقدار ……………………………………………………………………………………. ۸۳

شکل (۴-۴۰) نوسانات  ولتاژ شبکه ۱۱۸باسه بر حسب مقدار …………………………………………………………………………………… ۸۴