شکل ‏۳‑۱۱: روندنمای حل مسأله. ۵۵
شکل ‏۴‑۱: شبکه آزمایش ۶ شینه. ۵۹
شکل ‏۴‑۲: نمودار تک خطی شبکه آزمایش ۳۳ شینه IEEE. 61
شکل ‏۴‑۳: شبکه ۳۳ شینه با ۲۵ مکان کاندید برای نصب کلید. ۶۳
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ‏۴‑۴: سیستم مورد مطالعه به همراه شماره مکان‏های کاندید نصب کلید. ۶۸
شکل ‏۴‑۵: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی اول. ۷۰
شکل ‏۴‑۶: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی اول. ۷۱
شکل ‏۴‑۷: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی دوم. ۷۲
شکل ‏۴‑۸: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی دوم. ۷۳
شکل ‏۴‑۹: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی سوم. ۷۴
شکل ‏۴‑۱۰: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی سوم. ۷۶
شکل ‏۴‑۱۱: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی چهارم. ۷۷
شکل ‏۴‑۱۲: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی چهارم. ۷۸
شکل ‏۴‑۱۳: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی پنجم. ۷۹
شکل ‏۴‑۱۴: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی پنجم. ۸۰
شکل ‏۴‑۱۵: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی ششم. ۸۱
شکل ‏۴‑۱۶: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی ششم. ۸۲
شکل ‏۴‑۱۷: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی هفتم. ۸۳
شکل ‏۴‑۱۸: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی هفتم. ۸۴
شکل ‏۴‑۱۹: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی هشتم. ۸۵
شکل ‏۴‑۲۰: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی هشتم. ۸۶
شکل ‏۴‑۲۱: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی نهم. ۸۷
شکل ‏۴‑۲۲: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی نهم. ۸۸
شکل ‏۴‑۲۳: روند همگرایی الگوریتم ژنتیک- مورد مطالعاتی دهم. ۸۹
شکل ‏۴‑۲۴: پروفیل ولتاژ شبکه به ازای سطح بار پیک و در سال اول- مورد مطالعاتی دهم. ۹۰
شکل ‏۴‑۲۵: مقدار شاخص سرمایه مورد نیاز برای کاهش یک درصد تلفات. ۹۱
شکل ‏۴‑۲۶: مقدار شاخص سرمایه مورد نیاز برای کاهش یک درصد ENS. 93
شکل ‏۴‑۲۷: مقدار شاخص سرمایه مورد نیاز برای کاهش مجموع یک درصد تلفات و ENS. 96
فصل اول
مقدمه
مقدمه
پیشگفتار
در گذشته با توجه به دلایل اقتصادی، اندازه نیروگاه‏های تولید برق اغلب بزرگ بودند و ظرفیت آنها در محدوده ۱۵۰ تا ۱۰۰۰ مگاوات بود. واضح است چنین نیروگاه‏های عظیمی نیاز به امکانات زیادی از جمله زمین، پرسنل مورد نیاز برای کار و سرمایه بالا دارند. علاوه بر این، از آنجا که این نیروگاه‏های تولید برق بزرگ را بنابر برخی از دلایل، نمی‏توان نزدیک به مراکز بار ساخت، لذا نیاز به خطوط انتقال ولتاژ بالا^[۱] یا فوق‏العاده بالا^[۲] و پست‏های انتقال است. مشابه نیروگا‏ه‏ها، این خطوط و پست‏های انتقال نیاز به سرمایه کافی برای طراحی، ساخت، بهره‏برداری و نگهداری دارند.
ساختار طولانی این خطوط انتقال، آنها را در مقابل مخاطرات طبیعی نظیر باد شدید، کولاک و آذرخش آسیب‏پذیر می‏سازد. این مخاطرات طبیعی در برخی موارد منجر به خاموشی جزئی یا کامل سیستم قدرت، به سبب خروج برخی از خطوط انتقال می‏شود. در سال‏های اخیر این شرایط به همراه فشارهای محیطی و اقتصادی، روش‏های رایج برای تولید انرژی را تغییر داده است. برخی از معضلات مربوط به استفاده از نیروگاه های بزرگ عبارتند از:
اثرات زیست محیطی
مشکلات حق عبور خط انتقال
سرمایه‏گذاری بالا و برنامه‏ ریزی بلند‏مدت
زمین مورد نیاز برای ساخت نیروگاه
با توجه به عوامل فوق، یکی از بهترین راه‏حل‏ها برای تغییر در روش‏های سنتی تولید و تحویل انرژی الکتریکی، معرفی تولید پراکنده (DG)^[3] است که می‏تواند به راحتی نزدیک به بار قرار گیرد. ذکر این نکته ضروری است که DG یک مفهوم جدید نمی‏باشد. با نگاهی بر تکامل صنعت برق می‏توان دریافت که در ابتدای تکامل این صنعت، انرژی الکتریکی به عنوان یک جایگزین جذاب برای بخار، هیدرولیک، حرارت و خنک‏سازی مستقیم مطرح شد. از همین روی DGها در مقیاس کوچک و در نزدیکی مصرف کننده اقدام به تولید انرژی الکتریکی می‏کنند.
یکی از ویژگی‏های مهم DG این است که این تولید در مقیاس کوچک است و می تواند به راحتی نزدیک به نقطه مصرف قرار گیرد. در حال حاضر صنعت برق تمایل به حرکت در جهت بازار برق تجدید ساختار شده دارد که در آن رقابت در تولید، انتقال و توزیع برقرار است. در این شرایط DGها تولیدات بسیار مطلوبی در بازار برق هستند. افراد علاقمند به داشتن تأسیسات تولید برق، با احداث و بهره‏برداری از این تأسیسات، می‏توانند نیاز خود را تأمین و حتی تولید مازاد بر مصرف خود را در بازار به فروش برسانند. در این صورت، کاهش بار دولت از سرمایه‏گذاری در بخش تولید، می‏تواند منجر به کاهش در قیمت برق و بهبود کیفیت عرضه شود.
مزایای مختلف و فضای کسب و کار در صنعت برق، به نفع کاربرد DGها است. با این حال مسائل بسیاری وجود دارد که باید قبل از این که این منابع در سیستم‏های قدرت مورد استفاده قرار گیرد، در نظر گرفته شود. به عنوان مثال DG باید در چه مکانی قرار داده شود تا از حداکثر مزایای فنی آن مانند تلفات کم، افزایش قابلیت اطمینان، افزایش در بارپذیری و بهبود پروفیل ولتاژ بهره‏مند شد. جدای از این، مشکلاتی نیز در ارتباط با کاربرد DGها، نظیر مشکلات پایداری و حفاظتی وجود دارد [۱].
در بعضی از تحقیقات، جایابی DG با در نظر گرفتن شاخص تلفات توان انجام گرفته است. در این موارد از یک تابع هدف تک شاخصه استفاده شده است [۲، ۳]. در برخی دیگر توابع هدف پیچیده‏تری استفاده گردیده است. در این موارد در کنار شاخص تلفات توان، شاخص‏های دیگری نظیر پروفیل ولتاژ و قابلیت اطمینان نیز مورد توجه قرار می‏گیرد [۴، ۵، ۶، ۳۵].
قابلیت اطمینان سیستم قدرت مسأله مهمی است که توجه محققان زیادی را به سوی خود جلب کرده است. تعداد خطاها در شبکه توزیع در مقایسه با سایر بخش‏های شبکه قدرت قابل توجه می‏باشد. با بکار‏بردن تجهیزات کلیدزنی نظیر سکسیونرها^[۴]، بریکرها^[۵] و کلیدهای بازبست به همراه DGها، می‏توان زمان بازیابی بارهای خاموش شده را کاهش داد. در نتیجه این امر، قابلیت اطمینان سیستم افزایش می‏یابد. با توجه به بالا بودن هزینه این تجهیزات باید با مکان‏یابی صحیح آن، میزان استفاده از آنها را به حداکثر رساند [۷].
در همین راستا تحقیقاتی برای جایابی کلیدهای جداکننده^[۶] انجام گرفته است. تابع هدف این تحقیقات معمولاً شاخص‏های بهبود قابلیت اطمینان و کاهش هزینه را مد نظر قرار می‏دهد. استفاده از این تجهیزات در جهت جدا کردن ناحیه عیب و تغذیه نواحی دیگر صورت می‏پذیرد. تغذیه بارها می‏تواند از طریق اتصال مستقیم به شبکه اصلی یا از طریق نقاط مانور و یا تغذیه بوسیله DGها انجام گیرد [۷-۱۵].
از جمله مواردی که در تعیین جواب‏های بهینه واقعی‏تر برای مسائل جایابی تأثیرگذار است می‏توان به مدل بار اشاره کرد. در ساده‏ترین حالت، مدل بار را به صورت مدل بار پیک و توان ثابت در نظر می‏گیرند [۲، ۳، ۴، ۶، ۳۶]. در برخی از تحقیقات جنبه متغیر با زمان بودن مقدار بارهای مصرفی لحاظ می‏شود[۱۲، ۱۶، ۱۷]. در برخی دیگر جنبه وابسته به ولتاژ بودن توان بارهای مصرفی مورد توجه قرار می‏گیرد [۹، ۱۲، ۱۸]. در برخی هم هر دو جنبه لحاظ می‏گردد [۱۹].
یکی از مهمترین تأثیرات بکارگیری DG در شبکه توزیع، کاهش تلفات است. همچنین جایابی کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع، در حضور یا بدون حضور DG، در جهت بهبود قابلیت اطمینان صورت می‏گیرد. برای برخورداری از دو مزیت کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان می‏توان همزمان از کلیدهای جداکننده و DGها استفاده کرد. در این حالت DGها به همراه کلیدهای جداکننده می‏توانند در هنگام وقوع عیب، با تشکیل جزایر عمدی اقدام به تأمین قسمتی از بارها نمایند. در چنین شرایطی، بحث جایابی همزمان کلیدهای جداکننده و DGها مطرح می‏شود. در برخی از مطالعات، مکان DGها ثابت در نظر گرفته شده و صرفاً جایابی کلیدها انجام گرفته است [۲۰]. در برخی دیگر از مطالعات مکان کلیدها ثابت در نظر گرفته شده و مکان بهینه نصب DGها تعیین می‏گردد [۲۱]. در دسته‏ای دیگر ابتدا مکان کلیدها ثابت در نظر گرفته شده و مکان و اندازه بهینه DGها تعیین می‏گردد. سپس بر مبنای جواب‏های تعیین شده برای DGها، مکان بهینه کلیدها مشخص می‏شود [۲۲].
با حل مسأله جایابی کلیدهای جداکننده و DGها در یک الگوریتم واحد و به طور همزمان می‏توان هر دو مزیت کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان را در طی حداقل‏سازی یک تابع هدف تأمین نمود. در یکی از تحقیقاتی که همین مسأله مورد توجه قرار گرفته، جهت جایابی همزمان DGها و کلیدهای بازبست از الگوریتم جمعیت مورچگان استفاده گردیده است. در این تحقیق از مدل بار پیک و توان ثابت استفاده گردیده است. در واقع هیچ‏یک از جنبه‏ه ای متغیر بودن بار مد نظر قرار نگرفته است [۲۳]. جایابی همزمان DGها و کلیدهای قابل کنترل از راه دور با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک بررسی شده است. در این تحقیق از مدل بار متغیر با زمان استفاده شده، ولی جنبه وابستگی بارها به ولتاژ لحاظ نشده است. همچنین در این تحقیق توان راکتیو بارهای مصرفی مد نظر قرار نگرفته است. این چشم‏پوشی در حالتی که DG قادر به تأمین بار اکتیو جزیره باشد ولی بار راکتیو جزیره را نتواند تأمین نماید، مسأله‏ساز می‏شود [۱۶].
در این پایان‏ نامه جایابی همزمان DG و کلید با هدف کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان، با در نظر گرفتن تابع هدفی مبتنی بر هزینه انجام گرفته است. مدل بار چند سطحی وابسته به ولتاژ در نظر گرفته شده است. در نظر گرفتن مدل بار دقیق‏تر، سبب رسیدن به جواب‏های بهینه واقعی‏تر می‏شود. برای حل مسأله جایابی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. به منظور تقویت این الگوریتم و کمک به همگرایی آن در جهت رسیدن به بهینه سراسری، عملگرهای متعددی تعریف شده است.
ساختار پایان‏ نامه