ترجمه فارسی عنوان مقاله

شبکۀ توزیع هوشمند: زمانبندی بهینۀ روز قبل با توپولوژی قابل‌ بازپیکربندی

عنوان انگلیسی

Smart Distribution Grid: Optimal Day-Ahead Scheduling With Reconfigurable Topology

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
52976	2014	10 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Smart Grid, Page(s): 2402 - 2411 ISSN : 1949-3053 INSPEC Accession Number: 14580775

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

کلیدواژه‌ها

مقدمه

توصیف عمومی شبکۀ توزیع فعال متصور شده

شکل 1. شبکۀ توزیع فعال متصور و یک چارچوب هوشمند سیستم مدیریت توزیع/ اسکادا.

چارچوب پیشنهادی برای زمانبندی عملکرد

تابع هدف

قیود

تکنیک بهینه‌سازی

شکل 2. ساختار کروموزوم ارائه شده.

شکل 3. (الف) والدین برگزیده. (ب) فرایند بازترکیب. (ج) فرایند جهش.

مطالعات موردی و نتایج عددی

مشخصات سیستم

جدول 1:ضرایب هزینه و اطلاعات فنی برای واحدهای DG.

شکل 4. دیاگرام تک‌خطی شبکۀ توزیع فعال 33 شینۀ IEEE.

شکل 5. قیمت‌های حراج برق روز قبل.

شکل 6. پروفیل پیش‌بینی روز قبل شبکۀ توزیع فعال.

شکل 7. پروفیل پیش‌بینی ساعتی سرعت باد.

شکل 8. پیش‌بینی ساعت تولید توان توسط توربین‌های بادی

فرض‌های اصلی

موارد تست و بحث‌های مقایسه‌ای

شکل 9. زمانبندی بهینۀ توان اکتیو DG1.

شکل 10. زمانبندی بهینۀ توان اکتیو DG2.

شکل 11. زمانبندی بهینۀ توان اکتیو DG3.

شکل 12. زمانبندی بهینۀ توان اکتیو DG4.

شکل 13. توان ظاهری خریداری شده از شبکه.

شکل 14. کل توان اکتیو بهینۀ روزانۀ خریداری شده از بازار حراج و توزیع شده توسط DGها.

شکل 15. کل تامین توسط راکتیو توسط DGها.

شکل 16. بدترین دامنه‌های ولتاژ شین برحسب پریونیت.

شکل 17. کاهش توان ظاهری توسط بارهای پاسخگو.

شکل 18. کل تلفات توان اکتیو در شبکه.

جدول 2:تحلیل هزینۀ ساعتی در موارد 1 و 2

نتیجه‌گیری

ترجمه کلمات کلیدی

شبکۀ توزیع فعال (AND)، تولید پراکنده (DG)، کلید کنترل‌شونده از راه دور (RCS)، بازپیکربندی، بار پاسخگو (RL) -

کلمات کلیدی انگلیسی

Active distribution network (ADN), distributed generation (DG), reconfiguration, remotely controlled switch (RCS), responsive load (RL).

ترجمه چکیده

- این مقاله یک چارچوب زمانبندی بهینۀ عملکرد را ارائه می‌دهد که در سیستم مدیریت توزیع (DMS) به عنوان قلب شبکه‌های توزیع فعال هوشمند (ADNs) به کار می‌رود. الگوریتم پیشنهادی قصد دارد تا اجزای فعال شبکه، تولیدات پراکنده (DGs) و بارهای پاسخگو (RLs) را به طور بهینه کنترل کرده و نهایتاً هزینه‌های کلی عملکرد روز قبل را حداقل کند. محدودیت‌های فنی اجزا و کل سیستم در مدل پخش بار ac تطبیق داده می‌شوند. به عنوان یک نقطۀ ابتکاری، سیستم مدیریت توزیع به طور موثر از قابلیت‌های بازپیکربندی ساعتی شبکه بهره می‌برد که این قابلیت‌ها با بکارگیری سوئیچ‌های کنترل‌شدۀ از راه دور (RCSs) تحقق می‌یابند. در نتیجه، در کنار زمانبندی بهینۀ اجزای فعال، توپولوژی بهینۀ شبکۀ مربوط به هر ساعت از افق زمانبندی نیز تعیین می‌شود. تاثیر بازپیکربندی‌ ساعتی روی آزادسازی ظرفیت DGها و بارهای پاسخگو به تاکید می‌رسد، که آن را می‌توان به عنوان روندی جدید در مسالۀ زمانبندی معکوس تلقی کرد. با در نظر گرفتن مسائل عملی، حداکثر عملیات کلیدزنی روزانۀ RCSها و نیز هزینه‌های کلیدزنی به صورت قطعی در بر گرفته می‌شوند. رویۀ بهینه‌سازی به صورت یک مسالۀ غیرخطی عددصحیح ترکیبی فرمولبندی می‌شود که با استفاده از الگوریتم ژنتیک به حل آن پرداخته خواهد شد. برای تایید عملکرد رضایت‌بخش چارچوب ارائه شده، یک شبکۀ توزیع فعال 33 باسه به طور کامل بررسی می‌شود.

ترجمه مقدمه

افزایش گرمای سراسری جهان، آلودگی‌های زیست‌محیطی پیش‌رو، و بحران‌های شدیدتر انرژی همۀ ملل را تشویق کرده است تا بهره‌برداری از منابع تجدیدپذیر را به سوخت‌های فسیلی ترجیح دهند [1]. به این طریق، تولیدات پراکنده و تجهیزات ذخیره‌ساز گرایش‌های اخیر در پاسخگویی به نیازهای انرژی الکتریکی شرکت‌های توزیع (disco) هستند. این فناوری‌ها، هرچند از لحاظ اقتصادی یا زیست‌محیطی مقرون به صرفه هستند، اما وضعیت‌های پیچیدۀ عملکردی را متوجه شرکت‌های توزیع خواهند کرد. از سوی دیگر، ظهور سازوکارهای نوین مثل دسترسی آزاد به بازارهای برق و برنامه‌های سمت بار (تقاضا) چالش‌های دیگر در زمینۀ تضمین آیندۀ انرژی پایدار هستند. هرچند شاید قبلاً فراموش شده و یا شاید تاکیدی بر آن نبود، اما اکنون حس مشترکی وجود دارد مبتنی بر این که توسعۀ انرژی پایدار نیازمند شبکۀ هوشمندتر با قابلیت کنترل برخط و نیز تعاملات دوسویه با مصرف‌کنندگان است [3]. به لطف پیشرفت‌های اساسی اخیر در فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) در کنار رشد سریع تجهیزات الکترونیکی هوشمند میدانی (IEDها)، مفهوم شبکۀ هوشمند در سیستم‌های قدرت و به ویژه در سطح توزیع تکامل یافت. شبکه‌های توزیع فعال، به عنوان بخش پیشرو در شبکه‌های توزیع هوشمند، با تولیدات تعبیه‌شدۀ کنترل‌پذیری چون DGها، برنامه‌های مدیریت سمت بار مثل بارهای پاسخگو، و نیز کلیدهای کنترل‌شونده از راه دور برای دستیابی به فناوری‌های قابل‌انعطاف شبکه مشخص می‌شوند. با در نظرگیری تغییرات توپولوژی، رله‌های مدرن دوسویه باید به طور کارآد در همۀ فیدرها به کار گرفته شوند تا یک طرح حفاظتی مقاوم در افق‌های مختلف عملکردی عاید شود. سیستم مدیرت توزیع به عنوان قلب بهینه‌سازی‌های اقتصادی و فنی با بهره‌گیری از الگوریتم‌های بهینۀ پخش بار، مسئول تصمیم‌گیری‌های بهینۀ عملکرد در شبکه‌های فعال توزیع است [4]. همچنین، شبکۀ توزیع فعال مستعد پایش جریان‌های هارمونیکی شبکه و رفع معضلات کیفیت توان از طریق تنظیم بهینۀ نقاط تنظیم تجهیزات مبتی بر الکترونیک قدرت است. با این شیوه، شبکۀ توزیع فعال به طور بهینه مسیرهای توان را تخصیص داده و یک کنترل ولتاژ موثری را در شبکه صورت می‌دهد در عین حال که همۀ قیود برآورده می‌شوند. در این راستا، آقایان الگرانی و باتاچاریا [5] یک چارچوب زمانبندی بهینۀ روز قبلی ارائه داده‌اند که در آن از طریق دربرگیری عوامل شایستگی مربوطه‌ به DGها، رفتار صحیحی با آن‌ها صورت می‌گیرد. نتایج بدست آمده نشان دهندۀ کاهش قابل توجه هزینه‌های علمکردی در نتیجۀ کاهش بیشتر تلفات توان است. نیکنام و همکاران [6] یک راهکار چندمنظوره را پیشنهاد کردند که تلفات توان و هزینه‌های علملکرد را برای عملکرد بهینۀ رزو قبل شبکۀ توزیعی که شامل نیروگاه‌های توان پیل سوختی (FC) است را حداقل می‌کرد. سِساتی و همکارانش [7] یک الگوریتم موثر سیستم مدیریت توزیع را برای زمانبندی عملکرد روز قبل شبکه‌های توزیع هوشمند تدبیر کردند که در آن پخش بار بهینه به خوبی اجزایی چون توربین‌های بادی (WT) و DGها را کنترل می‌کند. در همین حین، برخی پژوهش‌های اخیر یک چارچوب دومرحله‌ای برای زمانبندی شبکه‌های توزیع فعال ارائه دادند [8]. مرحلۀ اول یک زمانبندی روز قبل منابع را انجام می‌دهد و اثر دادۀ زمان واقعی روی راهبردهای بهینۀ عملکردی در مرحله دوم کشف می‌شود. هرچند دستاوردهای قابل تاملی در این استفاده از شبکه‌های توزیع فعال عاید شده است اما برخی شایستگی‌های جالب آن مثل ترکیب بارهای پاسخگو و RCSها در این کارها در نظر گرفته نشده‌اند. اخیرا، خدایار و همکاران [9] کلیدهای موتوری‌شده (motorized) را در زمانبندی بهینۀ عملکرد ریزشبکۀ محوطۀ موسسۀ فناوری ایلینویز به کار بردند تا قابلیت اطمینان سیستم را افزایش دهند. وانگ و چنگ [10] و رائو و همکاران در [11]-[12] رویۀ بازپیکربندی را با در نظر گرفتن حضور DGها در شبکه بررسی کردند. در این مطالعات، تاثیر بازپیکربندی همزمان و مسالۀ یافتن اندازۀ DG روی کاهش تلفات توان بار پیک به خوبی تجزیه و تحلیل شده است. با این حال، این موضوع قابل درک است که امکان بازپیکربندی روزانه می‌تواند در آینده صرفه‌جویی‌هایی مالی را در زمینۀ هزینۀ عملکرد بهره‌برداری به ارمغان آورد. بر اساس بحث‌های فوق، این مقاله یک سیستم مدیریت توزیع هوشمند با مشارکت سیستم کنترل نظارتی و کسب داده (SCADA) را ارائه می‌دهد تا از پس زمانبندی کوتاه‌مدت و بهینۀ عملکرد شبکه‌های توزیع فعال برآید. سیستم مدیریت توزیع ارائه شده با حداقل کردن هزینه‌های کلی عملکرد شامل هزینۀ خرید برق از باز حراج، هزینۀ توزیع‌های DG، هزینۀ مشارکت‌های بار پاسخگو ، هزینۀ پشتبانی راکتیو و نیز هزینۀ عملیات کلیدزنی RCSها، کنترل بهینۀ اجزای فعال موجود را موجب می‌شود. برخلاف قیمت‌گذاری ثابت خدمات جانبی توان راکتیو، در اینجا، از یک مدل قیمت‌گذاری عملی برای مشارکت‌های توان راکتیو DG استفاده می‌شود. علاوه بر این، کلیدهای موتوری‌شدۀ خودکار موسوم به RCSها و خطوط ارتباطی موجود به طور خردمندانه‌ای زمانبندی می‌شوند تا توپولوژی‌های بهینۀ ساعتی شبکه به دست آید. به منظور ایجاد یک تکنیک عملی‌تر، حداکثر تعداد عملیات کلیدزنی RCSها نیز محدود شده است. بهبودهای فنی و اقتصادی حاصل شده به طور کامل بررسی می‌شوند تا تاثیر بکارگیری RCSها در زمانبندی روزانۀ شبکۀ توزیع فعال ارزیابی شود. تاثیر بازپیکربندی ساعتی روی ظرفیت آزادشدۀ DGها و بارهای پاسخگو نیز بررسی می‌شود که دیدگاهی جدید در مورد مسائل زمانبندی معکوس پیشرو قرار می‌دهد. ادامۀ این مقاله به این صورت سازماندهی شده است. بخش 2 به توصیف عمومی شبکۀ توزیع فعال می‌پردازد. بخش 3 چارچوب زمانبندی عملکردی ارائه شده را فرمولبندی می‌کند. بخش 4 به برخی موارد تست پرداخته و نتایج عددی را فراهم می‌کند. در نهایت، این مقاله در بخش 5 نتیجه‌گیری می‌شود.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

This paper proposes an optimal operational scheduling framework to be taken in use in the distribution management system (DMS) as the heart of smart active distribution networks (ADNs). The proposed algorithm targets to optimally control active elements of the network, distributed generations (DGs) and responsive loads (RLs), seeking to minimize the day-ahead total operation costs. The technical constraints of the components and the whole system are accommodated in the ac power flow fashion. As an innovative point, the DMS effectively utilizes the hourly network reconfiguration capabilities being realized by the deployment of remotely controlled switches (RCSs). Accordingly, besides the optimal schedule of active elements, the optimal topology of the network associated with each hour of the scheduling time horizon is determined as well. The effect of hourly reconfiguration on the capacity release of DGs and RLs is highlighted, which could be envisaged as a new trend in the reserve scheduling problem. Considering practical issues, the maximum daily switching actions of RCSs as well as switching costs are judicially included. The optimization procedure is formulated as a mixed-integer nonlinear problem and tackled with the genetic algorithm. To validate the satisfactory performance of the proposed framework, a 33-bus ADN is thoroughly interrogated.