ترجمه فارسی عنوان مقاله

جایگذاری بهینه تهویه توان اکتیو در سیستم های توزیع، با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب گسسته اصلاح شده برای ارتقای کیفیت توان

عنوان انگلیسی

Optimum placement of active power conditioner in distribution systems using improved discrete firefly algorithm for power quality enhancement

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
53861	2014	10 صفحه PDF

منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Applied Soft Computing, Volume 23, October 2014, Pages 249–258

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

کلمات کلیدی

مقدمه

مدلسازی تهویه توان اکتیو

شکل 1: مدار معادل نورتن تک خطی APC

فرمول بندی مساله چند هدفه

توابع هدف

کمینه سازی انحراف ولتاژ میانگین نرمال شده

کمینه سازی THDV میانگین

قیدهای مساله

حدود ولتاژ باس

حدود ظرفیت APC

حدود شارش توان

حدود THD

تابع هدف کلی

الگوریتم کرم شب تاب گسسته اصلاح شده و کاربردش

الگوریتم کرم شب تاب گسسته

شکل 2: گراف توابع سیگموئید: A) تابع سیگموئید لجستیک و B) تابع تانژانت سیگموئید هذلولی(هیپربولیک)

الگوریتم کرم شب تاب گسسته اصلاح شده

شکل 3: رویّه پیاده سازی IDFA

شکل 4: پیاده سازی IDFA برای حل مساله تعیین اندازه و جایگذاری APC

کاربرد IDFA در حل تعیین اندازه و مکان بهینه APC در سیستم های توزیع شعاعی

شکل 5: نمودار تک خطی سیستم آزمون 16 باسی IEEE

شکل 6: نمودار تک خطی سیستم آزمون 69 باسی IEEE

شبیه سازی و نتایج آزمون

جدول 1: طیف های هارمونیک

جدول 2: پارامترهای بهینه سازی

جدول 3: نتایج بهینه سازی سیستم آزمون 16 باسی

جدول 4: نتایج بهینه سازی سیستم آزمون 69 باسی

شکل 7: مشخصه همگرایی IDFA در سیستم آزمون 16 باسی

شکل 8: مشخصه همگرایی IDFA در سیستم آزمون 69 باسی

شکل 9: پروفیل ولتاژ سیستم آزمون 16 باسی

شکل 10: پروفیل ولتاژ سیستم آزمون 69 باسی

جدول 5: RSD و میانگین، به ازای مقادیر اولیه مختلف

جدول 6: عملکرد سیستم، قبل و بعد از نصب APC در سیستم آزمون 16 باسی

جدول 7: عملکرد سیستم، قبل و بعد از نصب APC در سیستم آزمون 69 باسی

نتیجه گیری پایانی

ترجمه کلمات کلیدی

تهویه توان اکتیو - مکان بهینه؛ الگوریتم گسسته کرم شب تاب ؛ کیفیت توان

کلمات کلیدی انگلیسی

Active power conditioner; Optimal placement; Discrete firefly algorithm; Power quality

ترجمه چکیده

مقاله پیش رو، راهکار اصلاح شده ای را برای جایگذاری و تعیین اندازه بهینه تهویه توان اکتیو(APC) ، جهت ارتقای کیفیت توان در سیستم های توزیع با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب گسسته اصلاح شده(IDFA) پیشنهاد می کند. در اینجا، مساله بهینه سازی چند هدفه را برای بهبود پروفیل ولتاژ ، کمینه سازی اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ و کمینه سازی هزینه سرمایه گذاری کل فرمول بندی می نماییم. عملکرد الگوریتم پیشنهادی در سیستم های آزمون 60 باسی و 16 باسی IEEE با استفاده از نرم افزار Matlab مورد اعتبارسنجی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده، با الگوریتم کرم شب تاب گسسته مرسوم، الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ازدحام ذرات گسسته مقایسه می گردد. مقایسه نتایج نشان می دهد که IDFA پیشنهادی، موثرترین روش در بین سایر روش ها، از لحاظ تعیین محل بهینه و اندازه بهینه APC در سیستم های توزیع به شمار می رود.

ترجمه مقدمه

در طی چند دهه گذشته، اغتشاشات کیفیت توان از قبیل اعوجاج هارمونیکی و کاهش ولتاژ در سیستم های توزیع، روز به روز افزایش پیدا می کنند و می روند تا به یک نگرانی مهم تبدیل بشوند. این اغتشاشات می توانند به بروز وقفه در کارخانه های فراوری منتهی گردند که در نتیجه آن، شاهد ساعت ها تعطیلی و تحمیل خسارات زیاد به شرکت های برق و مشتریانشان خواهیم بود. بنابراین، توان تحویلی بایستی لحظه به لحظه تحت پایش قرار بگیرد و اصلاح بشود تا بدین طریق اطمینان حاصل کنیم که کیفیت توان در خط مبنای از پیش مشخص شده قرار دارد(رفرنس های 1 و 2). راهکارهای مرسوم برای بهبود کیفیت توان، از راکتورهای زیگزاگ و فیلترهای هارمونیکی پسیو بهره می گیرند. با این وجود، بهترین و موثرترین راهکار جهت تقلیل اغتشاشات کیفیت توان و حفاظت از تجهیزات حساس، نصب انواع مناسب افزاره های توان سفارشی(CPD) از قبیل تهویه توان اکتیو(APC)، بازیاب دینامیکی ولتاژ ،‌ جبران ساز استاتیکی و تهویه کیفیت توان یکپارچه می باشد(رفرنس 3). جایگذاری و تعیین اندازه CPD ها بایستی بر اساس امکان سنجی اقتصادی اتفاق بیفتد که در آن، بهینه سازی مراحل انجام کار را مد نظر قرار می دهند. در طی دو دهه گذشته، انواع مختلفی از الگوریتم های بهینه سازی مبتنی بر جمعیت از قبیل رویکرد مبتنی بر کلونی زنبور عسل (رفرنس 4)، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (رفرنس های 5 و 6)، الگوریتم جستجوی فاخته (رفرنس های 7 و 8) و الگوریتم کرم شب تاب(رفرنس های 9 و 10) توسعه وسیعی پیدا کرده اند و در بسیاری از کاربردهای صنعتی از قبیل طراحی های سازه ای، عملیات فرزکاری و سیستم های قدرت به کار گرفته شده اند(رفرنس 11). بعلاوه، الگوریتم های بهینه سازی تکاملی هیبریدی از قبیل الگوریتم تکامل تفاضلی-تاگوچی هیبریدی (رفرنس 12)، الگوریتم تکامل تفاضلی هیبریدی(رفرنس 13)، الگوریتم ایمنی هیبریدی (رفرنس 14)، رویکرد بهینه سازی تپه نوردی-ایمنی هیبریدی (رفرنس 15) و الگوریتم کلونی زنبور عسل مصنوعی هیبریدی(رفرنس 16) را نیز می توان جهت افزایش سرعت همگرایی و نیرومندی در یافتن کمینه سراسری مورد استفاده قرار داد(رفرنس 17). از نقطه نظر سیستم های قدرت، تکنیک های بهینه سازی هیوریستیک(فراابتکاری) زیادی برای مورد هدف قرار دادن مسائل جایگذاری و تعیین اندازه بهینه CPD ها به کار گرفته شده اند که با کمک توابع هدف و قیدهای مختلف توانسته اند به کمینه سازی هزینه و اغتشاشات از قبیل کاهش ولتاژ و اعوجاج هارمونیکی کمک کنند. رفرنس 18، از یک سیستم فازی برای مکانیابی بهینه APC ها استفاده نمود و این کار را از طریق کمینه سازی اعوجاج هارمونیکی در سیستم های توان اکتیو انجام داد. نویسندگان رفرنس 19، از الگوریتم ژنتیک(GA) برای جایگذاری بهینه یک بازیاب دینامیکی ولتاژ و تنظیم کننده ولتاژ تریستوری کمک گرفتند و این کار را با کمینه سازی هزینه های تحمیلی ناشی از وقوع کاهش های ولتاژ انجام دادند. رفرنس 20 نیز از الگوریتم ژنتیک برای حل مساله جایگذاری بهینه چندین نوع از سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر استفاده کرد و هدفش بهبود عملکرد کاهش ولتاژ کل شبکه سیستم قدرت بود. نویسندگان رفرنس 21، الگوریتم ژنتیک مرسوم را با استفاده از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر کرانه سازی اصلاح کردند که می تواند فضای جستجوی وسیع تری را مورد بررسی قرار بدهد و به کاهش امکان همگرایی در بهینه های محلی کمک کند. رفرنس 22، راهکاری را برای مساله جایگذاری بهینه D-STATCOM پیشنهاد کرد و توانست با کمک الگوریتم های جستجوی گرانشی باینری ، قابلیت اعتماد سیستم های توزیع را بالا ببرد. نویسندگان رفرنس 23، جایگذاری و تعیین اندازه بهینه تهویه کیفیت توان یکپارچه را برای بهبود پروفیل های ولتاژ و جریان و کاهش توان مورد توجه قرار دادند و برای انجام این کار از الگوریتم تکامل تفاضلی کمک گرفتند. علاوه بر CPD ها، بخش زیادی از کارهای پژوهشی، به جایگذاری بهینه افزاره های دیگر از قبیل بانک های خازنی و سیستم های تولید توزیع شده(DG) ، جهت بهبود کیفیت توان از طریق تکنیک های بهینه سازی هیوریستیک از قبیل بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO)(رفرنس های 24 و 25)، الگوریتم ژنتیک(GA)(رفرنس های 26 و 27)، ترکیب شبکه عصبی و GA(رفرنس 28)، ترکیب GA و PSO(رفرنس 29)، راه حل هیوریستیک مبتنی بر حساسیت(رفرنس 30) و الگوریتم جهش ترکیبی قورباغه (رفرنس 31) اختصاص دارند. به دلیل ماهیت گسسته مساله جایگذاری و تعیین اندازه بهینه DG و CPD، برخی محققین برای کمینه سازی اعوجاج هارمونیکی و بهبود قابلیت اعتماد سیستم، از تکنیک های بهینه سازی گسسته از قبیل برنامه ریزی غیر خطی گسسته(رفرنس 32)، GA(رفرنس 33) و PSO گسسته(DPSO)(رفرنس های 34 و 35) نیز استفاده کردند. در این مقاله، تکنیک بهینه سازی هیوریستیک جدیدی را با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب گسسته اصلاح شده(IDFA)، برای تعیین اندازه و مکان بهینه APC ها پیشنهاد خواهیم نمود. در اینجا، یک مساله چند هدفه را از طریق کمینه سازی میانگین اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ(THDV)، انحراف ولتاژ ، و هزینه سرمایه گذاری کل(شامل هزینه های افزایشی و هزینه نصب) فرمول بندی می کنیم که هدفش بهبود کیفیت توان کل سیستم است. محدوده های ولتاژ، محدوده های ظرفیت APC، محدوده های شارش توان و THDV هر باس منفرد، بعنوان قیدهای مساله بهینه سازی مد نظر قرار می گیرند. در ادامه، عملکرد IDFA پیشنهادی را در سیستم های آزمون 69 باسی و 16 باسی شعاعی IEEE مورد ارزیابی قرار خواهیم داد. جهت ارزیابی اثربخشی IDFA پیشنهادی، نتایج را با نتایج به دست آمده با تکنیک های بهینه سازی دیگر از قبیل الگوریتم کرم شب تاب گسسته معمولی(DFA)، GA و DPSO نیز مقایسه خواهیم نمود.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

This paper presents an improved solution for optimal placement and sizing of active power conditioner (APC) to enhance power quality in distribution systems using the improved discrete firefly algorithm (IDFA). A multi-objective optimization problem is formulated to improve voltage profile, minimize voltage total harmonic distortion and minimize total investment cost. The performance of the proposed algorithm is validated on the IEEE 16- and 69-bus test systems using the Matlab software. The obtained results are compared with the conventional discrete firefly algorithm, genetic algorithm and discrete particle swarm optimization. The comparison of results showed that the proposed IDFA is the most effective method among others in determining optimum location and size of APC in distribution systems.