وبلاگ

فصل اول
مقدمه
فصل۱- مقدمه
۱- ۱- مقدمه
طراحی شبکه های توزیع به علت کثرت متغیرهای آن و لزوم بررسی آیتم های زیادی، از مسائل پیچیده و تا حد زیاد مشکل محسوب می گردد. طراحی بهینه شبکه های توزیع اساسا به صورت یک مسئله بهینه سازی چند منظوره بیان می گردد که در آن تابع هدف که شامل هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری است می بایستی نسبت به محدودیت های الکتریکی و جغرافیائی حداقل گردد. از این رو طراحی شبکه های با حداقل هزینه های نصب و بهره برداری و کاهش تلفات یک سناریوی پیچیده است.
به دلیل گزینه های فنی بسیار زیاد قابل انتخاب، روش های بهینه سازی توانمندی مورد نیاز می باشد که نتایج آن منجر به صرفه جوئی قابل ملاحظه در هزینه های شرکتهای برق، سرمایه گذاران این بخش و مصرف کنندگان گردد. بدلیل پیچیدگی و گستردگی مسئله، معمولا طراحی شبکه های توزیع، به قسمت های زیر تقسیم می گردد.
پیش بینی بلند مدت بار
جایابی و تعیین ظرفیت بهینه پست های توزیع
تعیین مسیر فیدرهای فشار متوسط و جایابی پست های فوق توزیع
۱-۲- بیان موضوع و اهداف تحقیق
بطورکلی برای حل مسائل بهینه سازی دو روش سنتی و هوشمند وجود دارد، با توجه به ماهیت مسائل توزیع و وجود توابع هدف و بعضا محدودیت های غیرخطی، حل مسائل بهینه سازی با بهره گرفتن از روش های سنتی از قبیل روش لاگرانژ^[۱]و روش برنامه ریزی خطی سیمپلکس^[۲] و … خیلی مشکل و عملا نا ممکن می گردد. از این رو، استفاده از روش های هوشمند از قبیل الگوریتم ژنتیک، روش جستجوی غذای باکتری^[۳]، روش شبیه سازی حرارتی^[۴]، روش جستجوی مورچگان^[۵]، روش فازی سازی، روش هجوم ذرات^[۶] و … در حل مسائل بهینه سازی سیستم های توزیع مرسوم می باشد. در بسیاری از موارد از روش های تلفیقی و ارتقاء یافته موارد فوق استفاده می شود. روش های هوشمند مذکور با توجه به نوع مسئله و نحوه بکارگیری آنها، دارای مزایا و معایبی نسبت به یکدیگر می باشند.

۱-۳- چارچوب پایان‌نامه
بطور کلی چارچوب این تحقیق بصورت زیر است:
۱-۳-۱- پیش فرض‌ها
در این تحقیق مطالعات با درنظرگرفتن فرضیات ذیل صورت می گیرد:
محل پست فوق توزیع معلوم می باشد.
محل مولدهای پراکنده معلوم می باشد.
بار پست های توزیع ثابت فرض می گردد.
محل و بار پست های توزیع معلوم می باشد.
در پخش بار شبکه، مولدهای پراکنده بعنوان یک بار ثابت منفی اکتیو و راکتیو فرض می گردد.
۱-۳-۲- تابع هدف
تابع هدف مجموع هزینه های سرمایه گذاری اولیه و تلفات می باشد.
۱-۳-۳- قیود مسئله
در حل مسئله مسیریابی بهینه فیدرها محدودیت های ذیل در نظر گرفته می شود:
محدودیت افت ولتاژ
محدودیت شعاعی شبکه
محدودیت جریان فیدرها
محدودیت های جغرافیائی
محدودیت تغذیه تمامی بارها
محدودیت ظرفیت پست های توزیع
محدودیت ظرفیت پست فوق توزیع
۱-۳-۴- خروجی اجرای برنامه
در این تحقیق در نهایت بهترین مسیر فیدرها با بررسی انواع سناریوها در دو حالت وجود و یا عدم وجود مولدهای پراکنده بدست می آید.
۱-۴- مروری بر فصول پایان‌نامه
در این پایان نامه، تاثیر منابع تولید پراکنده^[۷] بر مسیریابی فیدرهای فشار متوسط در نظر گرفته شده و با معلوم بودن محل پست فوق توزیع و پست های توزیع و منابع پراکنده، بهترین مسیر تغذیه از پست فوق توزیع تا پست های توزیع با بهره گرفتن از تلفیق روش درخت پوشای کمینه^[۸] و الگوریتم ژنتیک^[۹] تعیین می شود.
در فصل دوم پایان نامه که مربوط به بررسی منابع است، به تشریح و بررسی روش های مختلف مورد استفاده در مسیریابی بهینه فیدرها پرداخته و سپس نظریه گراف^[۱۰]، الگوریتم ژنتیک و دو تابع sparse و graphtraverseاز توابع matlab توضیح داده شده است.
در فصل سوم به تشریح و بررسی درخت پوشای کمینه و الگوریتم پریم، الگوریتم ژنتیک، زیر برنامه تست شعاعی بودن شبکه و نیز الگوریتم پخش بارشعاعی پیشرو- پسرو^[۱۱] پرداخته شده و در ادامه، مراحل مسیریابی بهینه فیدرها طی روش پیشنهادی با معرفی انواع سناریوها، آورده شده است.
در فصل چهارم شبکه ‌های نمونه معرفی و مطالعات عددی بر روی شبکه ۲۴ باسه انجام شده و جهت درست آزمائی^[۱۲] روش پیشنهادی نتایج حاصله با نتایج]۱۳[ مقایسه گردیده است. همچنین مطالعه بر روی شبکه ۳۳ باسهIEEE در حضور مولدهای پراکنده صورت گرفته و به جایابی مولدهای پراکنده و نیز تعیین حساسیت شبکه با توان مولدهای پراکنده در باس مشخصی پرداخته شده است.
و در بخش پنجم به نتیجه گیری پرداخته شده است.
فصل‌دوم
مروری بر روش‌های
مسیریابی بهینه فیدرهای شبکه‌های توزیع
فصل۲- مروری بر روش‌های مسیریابی بهینه فیدرها در شبکه‌های توزیع
۲-۱- مقدمه
طراحی شبکه های توزیع مخصوصا در مقیاس بزرگ بدلیل وجود تعداد کثیری از پارامترها، حل مسائل مرتبط با آن، دارای مشکلات و پیچیدگی های زیادی می باشد. یکی از مسائل مهم در سیستم های توزیع، مسیریابی بهینه فیدرها می باشد. بررسی مسیریابی بهینه فیدرها در مقالات مختلف، بنا به دلائل متعددی از قبیل کاهش تلفات، ارتقاء قابلیت اطمینان، کاهش هزینه های سرمایه گذاری ایجاد فیدرهای جدید، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری فیدرها و کلیدها صورت می گیرد. دراکثر مقالات مطالعه شده، مسیریابی بهینه فیدرها بدون توجه و بررسی نقش منابع پراکنده و اثرات آنها انجام گردیده است.
۲-۲- مسیریابی بهینه فیدرها در شبکه‌های توزیع
در مطالعه ای، بهینه سازی فیدرها با هدف کمینه سازی هزینه های سرمایه گذاری و هزینه های تعمیرات و نگهداری فیدرها صورت گرفته است. روش مورد استفاده درحل مسئله، از نحوه جستجوی غذا توسط باکتری E- Coli با چهارمرحله اصلی شیمی آرائی^[۱۳]، تولید^[۱۴]، بازتولید^[۱۵] و حذف – پراکندگی^[۱۶] الهام گرفته است. جستجوی غذا براساس تابع علامت دهی سلول به سلول و میزان ماده غذائی است.
برای جلوگیری از به دام افتادن درکمینه محلی، از مرحله بازتولید عبورکرده و برای حفظ شعاعیت شبکه از مرحله حذف – پراکندگی گذر می کند. این روش، در مقایسه با روش های GA و ACS و SA دارای تعداد پارامترهای اولیه کمتری جهت تنظیم بوده و نیز حل مسئله به تعداد تکرار کمتری نیاز دارد[۱].
درمطالعه ای دیگر، بهینه سازی فیدرها با هدف کمینه سازی هزینه های قطع برق، هزینه های تلفات توان و هزینه های سرمایه گذاری و تعمیرات و نگهداری صورت پذیرفته است. روش مورد استفاده در حل مسئله، روش شبیه سازی حرارتی^[۱۷]، بوده که ازفرایند گداخت و تبرید فلزات الهام گرفته است. در این روش نقاط نزدیک نقطه داده شده، در فضای جستجو بررسی می گردد. پیاده سازی SA به سه عامل نقطه شروع و مولد حرکت و برنامه تبرید بستگی دارد. قابلیت انعطاف درکوچک گرفتن طول گامهای تصادفی در الگوریتمSA مانع از بروز هرگونه ناپایداری و ناهمگرایی می‌شود. علاوه بر آن توانایی SA در خروج از بهینه‌های محلی و همگرایی به سوی بهینه‌ی سراسری از جنبه‌ نظری و در کاربردهای عملی به اثبات رسیده است. برخی مسائل پیچیده که با روش‌های دیگر حل بهینه‌ی آن‌ها شاید غیر ممکن به نظر برسد از طریق روش SA قابل حل است. لزوماً SA بهترین جواب را ارائه نمی‌کند ولی درصورتی که پارامترهای موردنیاز درست انتخاب شوند، می‌تواند یک جواب خوب که بهینه هم باشد ارائه کند. به طور کلی SA در حل بسیاری از مسائل مشکل موفق بوده و دربرخی از آن‌ها جواب بهینه‌تری نسبت به سایر الگوریتم‌ها ارائه نموده است[۲].
الگوریتم برنامه ریزی دینامیکی، ^[۱۸]همراه با بهره گرفتن از سیستم اطلاعات جغرافیائی،^[۱۹] روش دیگری برای مسیریابی بهینه فیدرها می باشد. در این روش، مرحله صفر فقط شامل پست فوق توزیع بوده و مرحله n دورترین گره های موردنظر نسبت به پست فوق توزیع می باشد. هر گره فقط به یک مرحله تعلق دارد. هر گره در هرمرحله از گره های مرحله بعدی به پست نزدیکتر است. در هر مرحله در صورت وجود m گره به تعداد ۲ ^m-1 حالت خواهیم داشت. تغذیه بارهای سیستم بطور مستقیم از طریق یک گره و یا از طریق گره های دیگر همان مرحله و یا مراحل بعدی انجام می پذیرد. برای انتخاب رفتن از یک حالت مرحله k به حالت دیگری در مرحله k+1 یک متغیر تصمیم گیری صحیح صفر یا یک تعریف می شود. در مسئله مسیریابی فیدرها، رفتن از یک حالت مرحله k به حالت دیگری در مرحله k+1 معادل با اتصال گره های این دو حالت است. در این روش گره های مرحله k بارهای تغذیه شده از گره های مرحله k+1 را نیز تغذیه می کند. با بهره گرفتن از این اصل، اتصال بین گره های دو حالت منحصر به فرد می باشد و به این ترتیب شعاعیت شبکه حفظ می گردد. به عنوان یک روش بهینه سازی در مسیریابی فیدرها مخصوصا درحضور DG کاربرد دارد[۳[.