تماس و مشورت با مدرس دوره : 09120821418


چکیده

حضور واحدهای تولید پراکنده در سراسر جهان در حال افزایش است. باتوجه به پایین بودن ثابت اینرسی این تولیدات، پایداری گذرای آن‌ها در شبکه یک از مسائل مهمی است که می‌بایست مورد ارزیابی قرار بگیرد. ازطرف دیگر بحث پایداری ولتاژ شبکه‌ی توزیع با حضور این تولیدات نیز همواره مورد توجه بوده است. در این پایان نامه، یک مسئله‌ی بهینه سازی چند هدفه برمنبای روش پرتو، برای مکان‌یابی و مقداردهی چند میکروتوربین در شبکه‌ی توزیع ارائه گردیده است. توابع هدف این مسئله بهبود شاخص‌های مربوط به پایداری گذرا ، تلفات توان و پروفیل ولتاژ در شبکه می‌باشند. برای محاسبه‌ی شاخص پایداری گذرا، نرخ احتمال وقوع خطا در نقاط مختلف شبکه در نظر گرفته شده است. همچنین مدل‌سازی بار در هردوحالت توان ثابت و وابسته به ولتاژ انجام می‌شود. به منظور بدست آوردن راه حل‌های بهینه پرتو مسئله‌ی بهینه سازی، از یک الگوریتم تکاملی جدید با ترکیب الگوریتم‌های بهینه سازی توده ذرات (PSO) و جهش قورباغه (SFL) استفاده شده است. در ادامه ارزیابی و تحلیل پایداری ولتاژ با رسم منحنی‌های PV در سناریوهای گوناگون برای نتایج بدست آمده از مسئله‌ی بهینه سازی، انجام شده است. برای پیاده سازی مسئله، از شبکه‌ی توزیع شعاعی 33باسه استفاده گردیده و به منظور بدست آوردن پاسخ‌های دقیق تمای شبیه سازی ها در نرم افزار پیشرفته سیستم‌های قدرت DIgSILENT® PowerFactory انجام می‌شود.


ضرورت احتیاج به تحقیق

سیستم های توزی برای اجرای ساده تر در شبکه معمولا بصورت شعاعی هستند. سیستم توزی شعاعی از یز نقطه تغذیه شده )باس توزی ( و این باس توزی ، توان را از ژنراتورهای متمرکز از طریق سیستم انتقال دریافت میکند. مصرف کنندگان نیز این توان را از باس توزی از طریق شبکه توزیا شعاعی کاهیز شبکه پسیو است دریافت مینمایند. بنابراین شارش توان در این شبکه یکطرفه است. نسبت باالایR به X در این خطوط منجر به افت ولتاژ ، پایداری ولتاژ پایین و تلفات بالای توان می شاود. تحت شاریط بارگذاری بحرانی در یز ناحیه بخصوص، این شبکه ی توزیع شعاعی به علت پایین بودن شاخص پایداری ولتاژ در بیشتر نقاط آن، دچار فروپاشی یا کاهش شدید ولتاژ می شود.

تاکنون، راه حل های متعددی برای بهبود این مسائله با افزودن واحدهای کوچاز تولید توان الکتریکی به شبکه ی توزی و تامین توان توسط آن ها پیشنهاد شاده اسات. چناین واحادهایی را تولیدات پراکنده) DG( می نامند ]1[.


تولیدات پراکنده نقش مهم و حیاتی در سیستم های قدرت درحال ظهور بازی می کنند. مطالعاتنشان می دهد که تولیدات پراکنده درصد قابم توجهی از تولیدات نصب شده جدید را تشکیل می دهند

]2[. افزایش ضریب نفور این تولیدات در شبکه ی توزی منجر به تاثیرات بسزایی برروی انتشار توان،پروفیل ولتاژ، تلفات، پایداری، سطح اتصال کوتاه و کیفیت توان تولیدی خواهد داشت. این اثارت بستگی به عوامل مختلفی از قبیل محل نصب، ظرفیت و فن آوری این تولیادات دارناد. لذا، مکان یابی ومقداردهی این تولیدات در جهت کمینه و یا بیشینه کردن تواب هدفی خاص همواره مورد توجه بوده است. در برخی از موارد این توان رفتار متناقضی با یکدیگر دارند که اپراتور شبکه را مجبور به سابز وسنگین کردن آن ها می کند. در این شرایط استفاده از راهکار بهینه سازی چند هدفه روشی مناسب برای تصمیم گیری می باشد.

در میان مساهم مختلف مربوط به بهره برداری شبکه، بحث پایداری گذرای این تولیدات در شبکه ی توزیع یکی از موارد مهمی است که باید مورد بررسی قرار گیرد. یکی از شاخص هایی که معمولا برای ارزیابی پایداری گذرا مورد استفاده قرار می گیرد، شاخص زمان بحرانی رفع خطاا )CCT است. این شاخص به مفهوم حداکثر زمان بین اعمال خطا تا رفع آن بطوریکه سیستم قدرت همچنان پایدار بماند،می باشد ]3[. محل نصب تولیدات پراکنده و همچنین میزان توان تزریقی آنها به شبکه، به دلایل زیر می تواند برروی پایداری گذرا و همچنین شاخص CCT این تولیدات تاثیر داشته باشد.

    تغییر امپدانس اتصال کوتاه با قرار دادن تولیدات پراکنده در باس های مختلف شبکه

    تقابم میان تولیدات پراکنده با قرار گرفتن آنها در باس های مختلف شبکه

    نرخ متفاوت احتمال وقوع خطا در باس های مختلف شبکه

    تفاوت مدل سازی بارها در باس های شبکه

    تاثیر توان خروجی تولیدات پراکنده بر گشتاور شتاب دهنده در حین وقوع خطا

لذا در این پایان نامه، بحث بهبود پایداری گذرای تولیدات پراکنده نیاز در غالبی از تاب هادی جدید، در کنار بهبود تلفات توان و پروفیم ولتاژ، به مسئله ی بهینه سازی چند هدفه اضافه گردیده است.

1.فصل اول: مقدمه 1
1-1- ضرورت احتیاج به تحقیق 2
1-2- هدف تحقیق و اهمیت آن 3
1-3- بخش‌های پایان نامه 4
2.فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده 5
2-1- مقدمه 6
2-2- مروری بر ادبیات موضوع 6
3.فصل سوم: مفاهیم پایداری‌های ولتاژ و گذرا 10
3-1- مقدمه 11
3-2- مفهوم پایداری ولتاژ [26] 11
3-3- مفهوم پایداری گذرا [26] 15
3-3-1- ارزیابی بههنگام پایداری گذرا 17
4.فصل چهارم: تولیدات پراکنده 19
4-1- مقدمه 20
4-2- تعریف تولیدات پراکنده 20
4-3- مزایا و معایب استفاده از تولیدات پراکنده 21
4-4- فن‌آوری‌های تولیدات پراکنده 22
4-5- تولیدات پراکنده مبتنی بر ادوات الکترونیک قدرت 24
4-5-1- میکروتوربین (MT) 24
4-5-2- سلول‌های سوختی (FC) 27
4-5-3- فتوولتائیک (PV) 29
4-5-4- نیروگاه‌های بادی 30
4-6- احتیاجات اتصال تولیدات پراکنده به شبکه 31
4-6-1- احتیاجات، تحت شرایط بهره برداری ایستا 32
4-6-2- احتیاجات، تحت شرایط وقوع خطا 33
4-7- مکان‌یابی تولیدات پراکنده 36
5.فصل پنجم: تشریح مساله‌ی مکانیابی تولیدات پراکنده 38
5-1- مقدمه 39
5-2- نحوه‌ی فرمول‌بندی مسئله 39
5-2-1- توابع هدف 39
5-2-2- محدودیت‌ها 41
5-2-3- مدل‌سازی بار 42
5-3- روش حل مسئله چندهدفه 42
5-3-1- بیان ریاضی مسئله چند هدفه براساس منطق فازی 42
5-3-2- الگوریتم ترکیبی ارائه شده 44
5-3-3- کاربرد الگوریتم ارائه شده برروی مسئله‌ی مکانیابی تولیدات پراکنده 45
6.فصل ششم: نتایج شبیه سازی مسئله‌ی مکانیابی تولیدات پراکنده 49
6-1- شبکه مورد آزمایش 50
6-2- ارزیابی الگوریتم ارائه شده 52
6-3- پیاده سازی مسئله‌ی چند هدفه‌ی ارائه شده 53
7.فصل هفتم: ارزیابی پایداری ولتاژ شبکه 60
7-1- مقدمه 61
7-2- تاثیر حضور تولیدات پراکنده بر پایداری ولتاژ 62
7-3- تاثیر مدلسازی بار برروی پایداری ولتاژ 67
8.فصل هشتم: جمع‌بندی و پیشنهادها 72
8-1- نتیجه‌گیری کلی 73
8-2- راهکارهای پیشنهادی برای پژوهش‌های آینده 74
پیوست 75
مراجع 83

فهرست شکل‌ها
شکل 3-1: سیستم دوباسه به منظور درک مسئله پایداری ولتاژ ………………………………………….12
شکل 3-2: منحنی توان، ولتاژ و جریان دریافتی برحسب امپدانس خط به امپدانس بار …………..12
شکل 3-3 : منحنی ولتاژ-توان برای سیستم نمونه به ازاء ضریب توان 95/0 پس‌فاز ……………….13
شکل 3-4 : منحنی‌های ولتاژ-توان به ازاء ضریب توان‌های مختلف …………………………………..14
شکل 3-5 : منحنی توان راکتیو برحسب ولتاژ به ازاء توان حقیقی مشخص ………………………….15
شکل 4-1 : انواع فن‌آوری‌های تولیدات پراکنده 23
شکل 4-2 : نمایی ساده از قسمت‌های مختلف میکروتوربین تک ‌محوره 26
شکل 4-3 : نمایی ساده از قسمت‌های مختلف سلول‌های سوختی 28
شکل 4-4 : نمایی ساده از قسمت‌های مختلف یک فتوولتائیک 30
شکل 4-5 : نمایی ساده از قسمت‌های مختلف یک توربین بادی با مولدالقایی دوسوتغذیه 31
شکل 4-6 : مشخصه ی تنظیم توان اکتیو با تغییرات فرکانس 33
شکل 4-7 : مشخصه‌ی عبور از خطا برای اتصال تولیدات پراکنده به شبکه‌ی فشار قوی 35
شکل 4-8 : مشخصه‌ی عبور از خطا برای اتصال تولیدات پراکنده به شبکه‌ی فشار متوسط 35
شکل 4-9 : شرایط تزریق توان راکتیو برای اتصال تولیدات پراکنده به شبکه 36
شکل 5-1 : فلوچارت الگوریتم ارائه شده برای حل مسئله‌ی مکان‌یابی و مقداردهی تولیدات پراکنده 48
شکل 6-1 : دیاگرام تک خطی شبکه‌ی توزیع 33باسه 50
شکل 6-2 : نقاط پرتو بدست آمده از بهینه‌سازی همزمان توابع OF1 و OF3 برای سناریو اول 55
شکل 6-3 : نقاط پرتو بدست آمده از بهینه‌سازی همزمان توابع OF1 و OF3 برای سناریو دوم 56
شکل 6-4 : نمایش سه بعدی مجموعه نقاط پرتو از بهینه سازی همزمان هر سه تابع هدف برای سناریو اول 57
شکل 6-5 : نمایش سه بعدی مجموعه نقاط پرتو از بهینه سازی همزمان هر سه تابع هدف برای سناریو دوم 57
شکل 6-6 : نماهای دو بعدی شکل‌های 6-4 و 6-5 (نماهای XY، XZ و YZ) 58
شکل 7-1 : نواحی مربوط به هریک از باس‌های 10، 18، 22، 25، 28 و 33 برای افزودن بار 63
شکل 7-2 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 10 در چهار حالت ذکر شده 64
شکل 7-3 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 18 در چهار حالت ذکر شده 64
شکل 7-4 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 22 در چهار حالت ذکر شده 65
شکل 7-5 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 25 در چهار حالت ذکر شده 65
شکل 7-6 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 28 در چهار حالت ذکر شده 66
شکل 7-7 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 33 در چهار حالت ذکر شده 66
شکل 7-8 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 10 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 68
شکل 7-9 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 18 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 69
شکل 7-10 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 22 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 69
شکل 7-11 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 25 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 70
شکل 7-12 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 28 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 70
شکل 7-13 : منحنی PV رسم شده برای باس شماره 33 برای بررسی تاثیر مدل‌سازی بار 71
شکل الف-1: دیاگرام شبکه 33 باسه پیاده‌سازی شده در محیط نرم افزار DIgSILENT …………77
شکل الف-2: دیاگرام ماتریسی برای اتصال تولیدات پراکنده به شبکه‌ی شعاعی ………………….78
شکل الف-3: DPL Commandهای ساخته شده برای پیاده‌سازی مساله‌ی بهینه‌سازی …………….79
شکل الف-4: صفحه‌ی اسکریپت زیربرنامه Vreg ………………………………………………………….80
شکل الف-5: زاویه روتور پنج میکروتوربین در حالت عدم رخداد پدیده‌ی لغزش قطب (وضعیت پایدار)…………………………………………………………………………………………………………………….81
شکل الف-6: زاویه روتور پنج میکروتوربین در حالت رخداد پدیده‌ی لغزش قطب (وضعیت ناپایدار)…………………………………………………………………………………………………………………..81
شکل الف-7: صفحه‌ی اسکریپت زیربرنامه Fuzzy_loss…………………………………………………82
فهرست جدول‌ها
جدول 6-1 : نرخ‌های احتمال وقوع خطا در باس‌های گوناگون شبکه 51
جدول 6-2 : پارامترهای تنظیمی الگوریتم‌ها 52
جدول 6-3 : مقایسه‌ی نتایج الگوریتم‌ها در 10 تلاش (بهینه سازی تلفات توان) 53
جدول 6-4 : نوع بار فیدرها به همراه ضرایب نمایی مربوطه 54
جدول 6-5 : نتایج انتخاب راه حل ارجح‌تر برای هردو سناریو 59
جدول 7-1 : نتایج بهینه‌سازی تک هدفه OF1 و OF2 ( در حالت مدل‌سازی بار توان ثابت) 62

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

پایان نامه های موجود در سایت فقط در صورت دریافت پکیج آموزش دیگساینلت قابل دریافت است.
برای دریافت این پایان نامه و تمامی پایان نامه های سایت، پکیج آموزش دیگساینلت را خریداری بفرمایید. پس از خریداری پکیج آموزشی لینک دانلود پایان نامه ها فعال خواهد شد.
شماره های تماس :
05142241253
09120821418

دریافت پکیج آموزش

————————————————————————————————————————————–