قرار دادن خازن بهینه و اندازه در سیستم های توزیع نامتعادل با بررسی هارمونیکها با استفاده از بهینه سازی ازدحام ذرات

چکیده

واژهای کلیدی 

مقدمه

فرمولبندی مشکل

تعداد و اندازه خازن های شنت: محدودیت ها ی همراه با خازن های شنت وجود دارد

روش حل

شکل1.فلوچارت الگوریتم HPSO-HP-است.

شکل2.سیستم توزیع شعاعی نامتوازن-13-باس.

نتایج و بحث 

جدول I:اندازه خازن در دسترس با  تجاری با هزینه های تجاری مربوط به آن 

جدول II:نتایج قرار دادن بهینه و اندازه از یک خازن شنت در 13-BUS-RDS       

جدول III:پروفیل ولتاژ و کل  اغتشاش هارمونیکی از 13-BUS-RDSبرای موارد 1، 2 و 3 از قرار دادن بهینه  و  اندازه از یک خازن شنتبه منظور انجام آزمایش بیشتر در مورد پیشنهاد الگوریتمHPSO-HPFbased مشکل قرار دادن خازن و اندازه مبسوط به خازن متعدد است.

شکل 3.ویژگی های همگرایی الگوریتم مبتنی بر HPSO-HPFبرای

مورد 2 در قرار دادن بهینه و اندازه یک خازن شنت.

شکل 4.ویژگی های همگرایی الگوریتم مبتنی بر HPSO-HPFبرای

مورد 3 در قرار دادن بهینه و اندازه یک خازن شنت.

جدول IV : نمایش نتایج از قرار دادنبهینه  و اندازه سه خازن شنت در 13-BUS-RDS

نتایج شبیه سازی

جدول V: پروفیل ولتاژ و کلاغتشاش هارمونیکی از 13-BUS-RDS برای موارد 1، 2 و 3 از قرار دادن بهینه و اندازه از سه

خازن شنت در مورد2، تلفات توان حقیقی به 164.9870 کیلووات کاهش یافته است، در حالی که در مورد 3 (با در نظر گرفتن هارمونیک(،الگوریتم PSO پیشنهاد شده،  انتخاب فاز از باس 5 و فاز B و C از باس 6 برای جایابی بهینه از خازن شنت با همان توان نامی است.

شکل 5.ویژگی های همگرایی الگوریتم مبتنی بر HPSO-HPF برای مورد 2 در قرار دادن بهینه  و اندازه از سه  خازن شنت 

شکل6.ویژگی های همگرایی الگوریتم مبتنی بر HPSO-HPFبرای مورد 3 در قرار دادن بهینه  و اندازه سه خازن شنت.

نتیجه گیری

نصب خازن های شنت در سیستم های توزیع مستلزم قرار دادن بهینه و اندازه است.بیشتر هارمونیک ها به سیستم های توزیع تزریق شده است.اضافه کردن خازن های شنت ممکن است.منجر به اغتشاش سطوح بالا خط شود .مشکل قرار دادن خازن و به اندازه کردن یک ,مشکل غیر خطی بهینه سازی است، باجا یابی و توان نامی در خازن های شنت مقادیر گسسته می شوند.هدف به حداقل رساندن هزینه کل از لحاظ اتلاف توان حقیقی انهم از خازن های شنت در حین عملیات جبران کننده و محدودیت های کیفیت توان است. این مقاله برای حل این مشکل بهینه سازی با استفاده از ازدحام ذرات را پیشنهاد می کند(PSO). یک روش گسسته ازPSO ترکیب شده با یک توزیع شعاعی الگوریتم جریان قدرت (RDPF) به صورت یک الگوریتم هايبريد PSOاست .(HPSO) .قبلا به کار گرفته شده است به عنوان یک بهینه ساز جهانی برای پیدا کردن راه حل بهینه جهانی ، در حالی که اخیرا برای محاسبه تابع هدف و برای بررسی محدودیت های ولتاژ باس استفاده شده است. شامل وجود هارمونیک ها، توسعه ی HPSOبا یک الگوریتم جریان توان هارمونیک یکپارچه شده است. (HPF) پیشنهاد(HPSO-HPF) مبتنی بر روشی تست شده در IEEE 13-باس سیستم توزع شعاعی است. (13-Bus-RDS) یافته ها به وضوح ضرورت شامل هارمونیکها در قرار دادن خازن بهینه و اندازه برای جلوگیری از هر گونه مشکلات احتمالی وابسته به هارمونیک ها را ثابت می کند.

خازن های شنت معمولا در سیستم های توزیع به منظور کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ، و آزادسازی ظرفیت سیستم استفاده می شود.دستیابی به مزایای این چنینی در میان مزایای دیگر تا حد زیادی در مورد چگونگی این خازن های شنت بهینه نصب شده بستگی دارد. مطالعات نشان داده اند. که حدود 13٪ از توان تولید شده به عنوان مصرف در سطح توزیع اتلاف می شود. علاوه بر این، با مصرف بارها، پروفیل ولتاژ تمایل به افت می کند همراه توزیع سوخت در زیر محدودیت ها عامل قابل قبولی است. همراه با تلفات توان و افت ولتاژ، رشد فزاینده ای در برق تقاضا نیاز به ارتقاء زیرساخت های سیستم های توزیع شده است. خازن های شنت می توانند کمک بزرگی در افزایش عملکرد سیستم های توزیع کنند سیستم های توزیع ذاتا به چند دلیل مجزا نامتعادل هستند. اول,سیستم های توزیع تامین بارهای تک و سه فاز، از طریق توزیع ترانسفورماتورها. دوم، فازهای خطوط انتقال نامساوی با بار می شوند. سوم، بر خلاف انها در سیستم های انتقال خطوط هوایی در سیستم های توزیع ترانسپس شده نیستند . با توجه به استفاده گسترده از تجهیزات هارمونیک در سیستم های توزیع هارمونیک ها ، در سراسر این سیستم ها گسترش یافته اند. هارمونیک ها نامطلوب هستند و علت جوش تجهیزات به دلیل تلفات بیش از حد وپنانسل بد عمل کردن تجهیزات الکتریکی است. جا دادن خازن های شنتبدون در نظر گرفتن حضور منابع هارمونیک در سیستم ممکن است منجر به افزایش در سطح اعوجاج هارمونیکی به علت رزونانس بین خازن ها و المان های اندکتیو مختلف در سیستم شود. باقزوز توسعه تغییرات محلی مبتنی بر رویکرد اکتشافی برای پیدا کردن توان بهینه جهانی از خازن های شنت از جمله هزینه کل تلفات توان حقیقی و انهم از خازن های شنت به حداقل رسانده شد. [1] مشکل اندازه خازن بهینه فرموله شده به عنوان یک مشکل غیر خطی برنامه ریزی صحیح با محدودیت های غیر یکنواختی است. مقدار موثر باس ولتاژ و کل اغتشاش هارمونیک محدودیت های در نظر گرفته شده بود.تنها منبع هارمونیک پست سودمند را به عهده گرفت.یک الگوریتم ذهنی مبنی بر تغییرات محلی پیشنهاد شده بود برای غلبه بر زمان نتیجه محاسبه وابسته به اندازه پتانسل تنهای خازن بنا بر یک تکرار معین داده شده است. برای حضور هارمونیک تولید کننده بارها در سیستم های توزیع محاسبه نشده است. [2]. الگوریتم تکامل دیفرانسیل هیبرید توسعه داده شده به جایابی بهینه خازن های شنت در سیستم های توزیع تحریف شده است. یک تست حساسیت پیش از فرآیند بهینه سازی برای تعیین باس نماینده برای جبران توان راکتیو انجام شد بود. هدف به حداقل رساندن هزینه از اتلاف توان حقیقی انهم از خازن های شنت در حالی که جبران برخی از محدودیت های عملی است. نتایج به دست آمده نشان داد که وجود منابع هارمونیک می تواند باعث مشکل شدید اغتشاش هارمونیکی شود.کارپینیلی و همکاران. حل مشکل قرار دادن خازن و اندازه از یک جهت برای انکه هزینه کل را حداقل رسانده بود. [3] تابع هزینه های درگیر هزینه از تلفات توان حقیقی، خازن شنت، و اغتشاش هارمونیکی است. روش تقریبی جریان توان و یک روش جریان توان هارمونیک خطی برای محاسبه تابع هزینه بصورت اساسی در فرکانس های مختلف هارمونیک استفاده شده است.یکی دیگر از روش بهینه سازی که استفاده می شود برای حل مشکل خازن بهینه و اندازه الگوریتم های ژنتیکی است. (GA) ابو غزاله GAرا پیشنهادکرد برای پیدا کردن بهترین ترکیب جایابی و توان نامی از خازن های شنت به طوری که ذخیره کل را به حداکثر رسانده بود [4]. کاهش تلفات از طریق نصب و راه اندازی مناسب ازخازن شنت به دست آمده است.در حالی که مقادیر موثر ولتاژ باس و کل اغتشاش هارمونیک در محدوده مجاز نگه داشته شود .نیخام و همکاران. همچنین از یک الگوریتم ژنتیک برای حل تخصیص خازن بهینه و اندازه مشکل مربوط به وجود منابع هارمونیک در محاسبه استفاده شده است. [5] تابع هدف شامل هزینه تلفات توان حقیقی و در خازن های شنت نصب شده است. هزینه ی مرتبط به تزریق توان راکتیو.برای همه اندازه های خازن ممکن ثابت شد. به عبارت دیگر، هزینه تزریق توان راکتیو از اندازه خازن بصورت ثابت و مستقل در نظر گرفته شد. معصیوم و همکاران. توسعه یک ابزار هایبرید بر اساس انتخاب حداکثر حساسیت (MSS) و تغییرات محلی (LV)برای حل مشکل قرار دادن خازن بهینه و اندازه است [6]. به منظور افزایش سرعت همگرایی قبلا بوسله باریک کردن فضای جستجو، در حالی که اخیرا برای پیدا کردن راه حل بهینه جهانی مورد استفاده قرار گرفته بود.سه اغتشاش هارمونیکی برای سیستم مورد مطالعه در نظر گرفته شد. سیستم تحت بررسی شامل تنها یک منبع هارمونیک و یک تبدیل کننده شش پالسه بود. نتایج حاصل از الگوریتم هیبرید MSS-LV در مقایسه با کار اخیر آنها که از MSS مبتنی بر الگوریتم است. معصوم و همکاران. یک منطق فازی مبتنی بر الگوریتم برای حل این مشکل اعمال می شود [7]. هر دو تابع هدف و محدودیت ها فازی شده بود. کاهش آلفا برای جستجو ی فرایند مستقیم و برای بدست اوردن بهبود تابع هدف در هر زمان استفاده شده است. نماینده باس ها با توجه به تابع هدف ، محدودیتها و حساسیتهای جبران توان راکتیو تعیین شد. دو اغتشاش هارمونیک سطوح به مقایسه نتایج به دست آمده در این زمان با نتایج بدست آمده توسط الگوریتم مبتنی بر MSS مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه گیری انجام شده برای جایابی مناسب و توان ها از خازن های شنت نه تنها بهبود پروفایل ولتاژ بلکه همچنین می توانست اغتشاش هارمونیکی سطوح را کاهش دهد.مصوصم و همکاران. استفاده از قابلیت های مفید الگوریتم های ژنتیک برای رهایی از بهینه حلی انجام گرفت [8]. بهبود در پروفیل ولتاژ و کیفیت توان از طریق نصب مناسب از خازن های شنت ثابت در سیستم های توزیع واپیچیده به دست آمده است . کاربرد رویکرد مبتنی بر GA- ازمایش شده برای بدست آوردن نتایج بهتری در مقایسه با کار انجام شده قبلی توسط همان نویسندگان داشت. روش دیگری مبتنی بر بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) در حل مشکل قرار دادن خازن و به اندازه با توجه به هارمونیک ها پیشنهاد شده بود. مشکل یک مدل ریاضی به عنوان یک مسئله برای بهینه سازی بود هدف ازافزایش عملکرد توسط توابع درجه دوم محاسبه غیر یکنواختی محدودیت ها بود. تابع هدف هنگامیکه غیر یکنواختی محدودیت ها مختل شده بود.. الگوریتم PSO پیشنهادی برای محاسبه نامتعادل شرایط عملیاتی است. خلیل و همکاران. [10] یک الگوریتم PSO باینری برای پیدا کردن بهترین محل و توان نامی از خازن شنت ثابت در سیستم های توزیع متعادل پیشنهادشد. تنها منبع هارمونیک پست فرعی ولتاژ در نظر گرفته شد.هدف آنها مکان مناسب و اندازه خازن شنت درصورتیکه نگه داشتن هزینه از تلفات توان حقیقی و انهم از حداقل خازن های شنت بود. تابع هدف در رابطه با برابری و نابرابری محدودیت ها بود.