DG و کلیدهای قابل کنترل از راه دور

بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات

مدل بار چند سطحی و توان ثابت

قیود تساوی پخش بار، محدودیت ولتاژ شین‏ها، محدودیت حداکثر جریان خطوط و حداکثر ضریب نفوذ DG

الگوریتم ژنتیک
ادامه جدول ۲-۱: بررسی اجمالی تعدادی از مقالات علمی در مورد جایابی DG و کلیدهای جداکننده.

روش پیشنهادی

DG و کلیدهای جداکننده

بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات با در نظر گرفتن هزینه‏ های سرمایه‏گذاری

مدل بار چند سطحی و وابسته به ولتاژ

محدودیت ولتاژ شین‏ها، محدودیت حداکثر جریان خطوط، محدودیت توان اکتیو و راکتیو تولیدی و ضریب توان DGها، حداکثر ضریب نفوذ DGها

الگوریتم ژنتیک

با توجه به مروری که بر مراجع گوناگون صورت پذیرفت، روش پیشنهادی برای جایابی همزمان DGها و کلیدها ارائه شده است. در روش پیشنهادی شاخص‏های کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان در کنار لحاظ کردن هزینه‏ های سرمایه‏گذاری لحاظ گردیده است. همچنین مدل بار چند سطحی و وابسته به ولتاژ در نظر گرفته شده است. در نهایت از روشی بر مبنای الگوریتم ژنتیک برای حل مسأله جایابی استفاده گردیده است. از نوآوری‏های این پایان‏ نامه می‏توان به در نظر گرفتن مدل بار وابسته به ولتاژ اشاره کرد که در تحقیقات قبلی از آن چشم‏پوشی شده بود. همچنین عملگرهای تقاطع و جهش متنوعی متناسب با مسأله تعریف شده است. علاوه بر موارد فوق با تعریف فلسفه‏ای مشخص، مکان‏های کاندید برای نصب DGها و کلیدها انتخاب می‏شود. توضیح هر یک از موارد فوق در فصول بعدی ارائه خواهد شد.

جمع‏بندی و نتیجه‏گیری
در این فصل مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه جایابی DGها و کلیدهای جداکننده صورت گرفت. در ابتدا تعدادی از مهم‏ترین شاخص‏هایی که در این نوع تحیقات مد نظر قرار می‏گیرد، بیان شد. همانطور که از مجموع تحقیقات برمی‏آید، جایابی کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع غالباً با هدف بهبود قابلیت اطمینان سیستم با در نظر گرفتن محدودیت هزینه صورت می‏گیرد. در مورد جایابی DG، بسته به هدف نصب و بهره‏برداری از این منابع در شبکه، می‏توان اهداف متنوعی در نظر گرفت. در ادامه انواع قیود مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن مروری بر انواع روش‏های جایابی صورت پذیرفت. همانطور که مشاهده شد این روش‏ها طیف گسترده‏ای دارد. در نهایت برای آشنایی با چگونگی تعریف تابع هدف و لحاظ کردن شاخص‏های مختلف در آن، توابع هدف معرفی ‏شده در چند مقاله مورد بررسی قرار گرفت.
در تحقیقات گذشته یا مدل بار پیک و توان ثابت در نظر گرفته شده است و یا صرفاً جنبه متغیر بودن بار نسبت به زمان، لحاظ شده است. همچنین توجهی به توانایی DGها در تأمین توان راکتیو بارهای موجود در جزیره نشده است. این مسائل در روش پیشنهادی در این پایان‏ نامه مورد توجه قرار می‏گیرد. در فصل بعد طرح پیشنهادی همراه با روش مورد استفاده برای حل مسأله جایابی، به طور مبسوط شرح داده می‏شود. در طرح پیشنهادی برای بهره‏مندی همزمان از مزایای استفاده از DG و کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع، جایابی همزمان آنها انجام می‏گیرد. همچنین برای دقیق‏تر بودن جواب‏های بهینه، از مدل‏های بار واقعی‏تری استفاده شده است. به بیانی دقیق‏تر هر دو جنبه وابسته به زمان و ولتاژ بودن بار لحاظ می‏گردد.
فصل سوم
روش پیشنهادی برای جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده
روش پیشنهادی برای جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده
مقدمه
استفاده همزمان از کلیدهای جداکننده و DGها، می‏تواند تأثیر قابل توجهی در بهبود قابلیت اطمینان شبکه داشته باشد. همچنین بهره‏برداری از DG در شبکه توزیع می‏تواند نقش مؤثری در کاهش تلفات بالای سیستم توزیع، ایفا نماید. با ارائه طرحی، جایابی همزمان این تجهیزات، برای رسیدن به اهداف کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان سیستم انجام می‏گیرد. برای این منظور از یک تابع هدف مبتنی بر هزینه استفاده شده است. همچنین با توجه به ماهیت مسأله، نحوه مدل‏سازی بار اهمیت خاصی می‏یابد. برای مدل‏سازی بار سعی شده است از مدل‏های واقعی‏تری استفاده گردد.
در این فصل ابتدا مدل‏سازی مسأله صورت می‏گیرد. در این قسمت پس از شرح چگونگی مدل‏سازی بار و DG، تابع هدف و قیود مسأله بیان می‏گردد. در ادامه جزئیات الگوریتم ژنتیک مورد استفاده و انواع تکنیک‏های بکار رفته در آن برای حل مسأله جایابی تشریح می‏گردد. ذکر این نکته ضروری است که منظور از کلیدها در این فصل همان کلیدهای جداکننده است که جهت جداسازی ناحیه عیب، مورد استفاده قرار می‏گیرند.
مدل‏سازی مسأله
مسأله مورد بررسی به این صورت است که فرض می‏شود قرار است اقدام به سرمایه‏گذاری در شبکه، با خرید و نصب تعدادی DG و کلید صورت گیرد. هدف از نصب این تجهیزات کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان شبکه می‏باشد. با این فرض که در هنگام وقوع عیب، امکان تشکیل جزایر عمدی به وسیله کلیدها و DGها وجود دارد، استفاده از این تجهیزات می‏تواند به کاهش زمان خاموشی مشتری‏ها کمک نماید. برای چنین مسأله‏ای، تعیین مکان بهینه نصب کلیدها و DGها در جهت کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان انجام می‏پذیرد. همچنین با فرض این که انواع مختلف DG با میزان تولید توان متفاوت در اختیار می‏باشد، اندازه بهینه DGها نیز تعیین می‏گردد. در تعیین جواب بهینه این مسأله، چگونگی مدل‏سازی بار نقش به‏سزایی دارد. بنابراین در این قسمت ابتدا مدل بار و DG تشریح می‏گردد. پس از آن به تعریف تابع هدف مسأله پرداخته می‏شود.
مدل بار
در بسیاری از تحقیقاتی که در رابطه با جایابی DGها و کلیدها صورت گرفته است، برای مدل‏سازی بار صرفاً از مدل بار پیک و توان ثابت استفاده گردیده است. به دلیل اهمیتی که در نظر گرفتن مدل‏های بار واقعی‏تر در این مسأله خاص دارد، از مدل بار متغیر با زمان و وابسته به ولتاژ استفاده می‏شود. در ادامه این دو مدل بار تشریح می‏گردد.
مدل بار متغیر با زمان
لحاظ کردن مدل بار متغیر با زمان در این مسأله اهمیت ویژه‏ای دارد. یکی از این دلایل تأثیری است که این مدل بار روی تشکیل جزایر می‏گذارد. بدین معنی که با در نظر گرفتن مدل بار وابسته به زمان، ممکن است در یک جزیره عمدی، DG قادر به تأمین بار جزیره در همه سال نباشد، ولی بتواند در بخش عمده‏ای از سال، بار جزیره را تأمین نماید. همچنین با در نظر گرفتن این مدل بار شاخص‏های تابع هدف دقیق‏تر محاسبه می‏گردد.
در طرح پیشنهادی، بار شبکه در هر سال به چند پله تخمین زده می‏شود. برای تخمین بار سالیانه شبکه به چند پله، از ضرایب توزیع بار (LSF)^[31] استفاده می‏گردد. این ضرایب در واقع، نسبت بار هر پله تخمینی به پیک بار شبکه را نشان می‏دهد. با داشتن این ضرایب و پیک بار شبکه در هر سال، می‏توان مقدار بار هر پله تخمینی را تعیین کرد. در شکل ‏۳‑۱ مدل بار چند سطحی با پنج سطح نشان داده شده است.

شکل ‏۳‑۱: مدل بار چندسطحی با پنج سطح.
مدل بار وابسته به ولتاژ
در این مدل، بارها به انواع مختلفی تقسیم‏بندی می‏شوند. این انواع مختلف، علاوه بر تفاوتی که از لحاظ وابستگی به ولتاژ دارند، دارای هزینه خاموشی متفاوتی نیز می‏باشند. در نظر گرفتن این مدل بار سبب می‏شود محاسبه تلفات دقیق‏تر صورت گیرد. همچنین با توجه به متفاوت بودن هزینه خاموشی برای بارهای مختلف، نوعی اولویت‏بندی در سرمایه‏گذاری جهت کاهش زمان بی‏برقی بارها ایجاد می‏شود. به بیانی دیگر تشکیل جزایر به سمتی پیش می‏رود که بارهای با هزینه خاموشی بیشتر را پشتیبانی نماید.
برای مدل‏سازی بار وابسته به ولتاژ، باید نوع بار در هر شین مشخص شود. به عبارتی در هر شین، نوع بار به لحاظ صنعتی، تجاری و خانگی بودن متفاوت خواهد بود. در این صورت مقدار توان مصرفی بارها تابعی از دامنه ولتاژ آنها خواهد بود. در نظر گرفتن این موضوع باعث محاسبه دقیق تلفات سیستم می‏شود. در روابط زیر وابستگی توان‏های اکتیو و راکتیو بارها به اندازه ولتاژ نشان داده شده است.

(‏۳‑۱)

(‏۳‑۲)