پایان نامه جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک


پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق-قدرت

موضوع:

جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک

استاد راهنما:

دکتر سید مهدی حسینی

 

 

زمستان

1391

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان همواره از اهداف اصلی طراحان سیستمهای قدرت الکتریکی بوده است یکی از راهکارهای پیشنهادی جهت نیل به این اهداف، استفاده از خازنهای موازی و منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع است. مهندسین طراح همواره بدنبال برقراری توازنی منطقی بین هزینه‏های اقتصادی و بهبود کیفیت توان تحویلی به مشترکین می‏باشند. هدف اصلی این پایان­نامه تعیین اندازه و مکان بهینه­ی واحد تولید پراکنده و بانک خازنی با هدف بهینه‏کردن یک تابع هزینه جامع که متشکل از هزینه تلفات، هزینه قابلیت اطمینان و هزینه سرمایه‏گذاری خازن و تولید پراکنده است، می‏باشد.

جریانهای بالا منجر به بروز خرابی در کابل‏ها و خطوط هوایی خواهد شد نصب خازن و تولید پراکنده به ترتیب با کاهش مولفه‏های راکتیو و اکتیو جریان عبوری از شاخه‏های مختلف، موجب کاهش اندازه جریان عبوری از آنها شده در نهایت منجر به کاهش نرخ وقوع خرابی در آنها می‏شود. نوآوری اصلی این پایان‏نامه جایابی همزمان تولید پراکنده و خازن بر اساس تعریف یک تابع هدف جدید، با درنظرگرفتن هزینه‏های اقتصادی است که در آن تأثیرات نصب خازن و تولید پراکنده بر قابلیت اطمینان سیستم، از دیدگاه اثرگذاری بر نرخ خرابی کابلها و خطوط هوایی با تعریف یک ضریب جبران‏سازی جدید مورد بررسی قرار گرفته است.­ دوره طراحی 10 ساله بوده و رشد بار سیستم نیز لحاظ شده است. جهت بهینه‏سازی تابع هزینه از الگوریتم ژنتیک استفاده می‏شود. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم توزیع شعاعی 10 شین و 33 شین IEEE اعمال می‏گردد.

واژه‏های کلیدی

قابلیت اطمینان، تلفات، تولید پراکنده، خازن، الگوریتم ژنتیک.

 

فهرست مطالب
صفحهعنوان
1فصل اول مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2   1- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
4   1- 2- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
5فصل دوم مروری بر روشهای جایابی خازن، تولید پراکنده و کارهای انجام شده……………………………………………
6   2- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6   2- 2- خازن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
7   2- 3- تأثیرات مثبت خازن‏های متوالی و موازی در شبکه قدرت…………………………………………………………………………………
7     2- 3- 1- خازن‏های متوالی……………………………………………………………………………………………………………………………………….
8     2- 3- 2- خازن‏های موازی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
8         2- 3- 2- 1- تصحیح ضریب توان…………………………………………………………………………………………………………………………
8         2- 3- 2- 2- کاهش تلفات……………………………………………………………………………………………………………………………………
9         2- 3- 2- 3- آزادسازی ظرفیت…………………………………………………………………………………………………………………………….
9         2- 3- 2- 4- اصلاح ولتاژ………………………………………………………………………………………………………………………………………
9         2- 3- 2- 5- بهبود قابلیت اطمینان سیستم با افزایش ظرفیت بارگیری خطوط……………………………………………….
10   2- 4- توجیه اقتصادی خازن‏ها………………………………………………………………………………………………………………………………………
10   2- 5- روشهای جایابی خازن…………………………………………………………………………………………………………………………………………
11     2- 5- 1- روشهای تحلیلی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
12     2- 5- 2- برنامه‏نویسی ریاضی…………………………………………………………………………………………………………………………………..
13         2- 5- 2- 1- برنامه‏ریزی خطی…………………………………………………………………………………………………………………………….
13         2- 5- 2- 2- برنامه‏ریزی اعداد صحیح………………………………………………………………………………………………………………….
13         2- 5- 2- 3- برنامه‏ریزی دینامیکی………………………………………………………………………………………………………………………
14     2- 5- 3- روشهای ابتکاری………………………………………………………………………………………………………………………………………..
14     2- 5- 4- روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………….
15   2- 6- تعریف تولید پراکنده……………………………………………………………………………………………………………………………………………
17   2- 7- مزایای تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………………………………………..
18   2- 8- روشهای جایابی تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………………………….
19     2- 8- 1- روشهای بهینه‏سازی…………………………………………………………………………………………………………………………………..
27     2- 8- 2- روشهای تحلیلی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
28   2- 9- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
30فصل سوم مروری بر مفاهیم قابلیت اطمینان و بررسی اثرات جریانهای زیاد بر قابلیت اطمینان……………….
31   3- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
33   3- 2- روشهای پایه‏ای ارزیابی……………………………………………………………………………………………………………………………………….
33     3- 2- 1- ارزیابی تقریبی قابلیت اطمینان سیستم…………………………………………………………………………………………………..
33     3- 2- 2- سیستمهای با شبکه متوالی………………………………………………………………………………………………………………………
37   3- 3- سایر شاخصهای قطع برق……………………………………………………………………………………………………………………………………
37     3- 3- 1- مفاهیم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
38     3- 3- 2- شاخص‏های مبتنی بر بار و انرژی……………………………………………………………………………………………………………..
39   3- 4- کاربرد در سیستمهای شعاعی…………………………………………………………………………………………………………………………….
40   3- 5- رابطه هزینه با ارزش قابلیت اطمینان…………………………………………………………………………………………………………………
41   3- 6- خرابی‏های تجهیز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
42   3- 7- کابل……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
43     3- 7- 1- کابل زیرزمینی…………………………………………………………………………………………………………………………………………..
44   3- 8- خطوط هوایی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
48   3- 9- اثرات نصب خازن و تولید پراکنده بر کاهش نرخ خرابی……………………………………………………………………………………
50   3- 10- نتیجه‏گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
51فصل چهارم معرفی تابع هدف پیشنهادی برای مسئله جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده……………………….
52   4- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
52   4- 2- تابع هدف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
52     4- 2- 1- هزینه تلفات……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
53     4- 2- 2- هزینه بهبود قابلیت اطمینان…………………………………………………………………………………………………………………….
55     4- 2- 3- هزینه سرمایه‏گذاری………………………………………………………………………………………………………………………………….
55         4- 2- 3- 1- محاسبه هزینه خازن……………………………………………………………………………………………………………………….
56         4- 2- 3- 2- محاسبه هزینه تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………..
57   4- 3- بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
58   4- 4- قیود حاکم بر سیستم………………………………………………………………………………………………………………………………………….
58     4- 4- 1- قید ظرفیت توان اکتیو تولیدی DG…………………………………………………………………………………………………………
58     4- 4- 2- محدودیت‏های ولتاژ…………………………………………………………………………………………………………………………………..
59     4- 4- 3- محدودیت‏های جریان………………………………………………………………………………………………………………………………..
59   4- 5- پخش بار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
60     4- 5- 1- دلایل ماهیت متفاوت انتقال با توزیع……………………………………………………………………………………………………….
60     4- 5- 2- پخش بار پسرو-پیشرو……………………………………………………………………………………………………………………………….
61   4- 6- مدل DG مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………………………………………….
62   4- 7- الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
62     4- 7- 1- کدبندی مسئله مورد بررسی…………………………………………………………………………………………………………………….
63         4- 7- 1- 1- قسمت اول رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………….
64         4- 7- 1- 2- قسمت دوم رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………….
65         4- 7- 1- 3- قسمت سوم رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………..
65         4- 7- 1- 4- قسمت چهارم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………..
65     4- 7- 2- مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………….
67   4- 8- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
68فصل پنجم جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………..
69   5- 1- سیستم‏های مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………………………………………………….
70   5- 2- سیستم استاندارد 10شین IEEE……………………………………………………………………………………………………………………….
70   5- 3- سیستم استاندارد 33 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………
71   5- 4- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
75   5- 5- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
78   5- 6- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
81   5- 7- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
85فصل ششم نتیجه‏گیری و ارایه پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………
86   6- 1- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
88   6- 2- ارایه پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
89مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل‏ها
صفحهعنوان
7شکل 2- 1- بانک خازنی نصب‏شده در سیستم توزیع……………………………………………………………………………………………………..
17شکل 2- 2- منابع تولید پراکنده………………………………………………………………………………………………………………………………………
34شکل 3- 1- نمودار فضای حالت سیستم دو عضوی…………………………………………………………………………………………………………
35شکل 3- 2- نمایش سیستم دو عضوی با شبکه متوالی……………………………………………………………………………………………………
38شکل 3- 3- نمایش Lp، La،Ed  و t……………………………………………………………………………………………………………………………………
40شکل 3- 4- هزینه نسبی در بهسازی قابلیت اطمینان……………………………………………………………………………………………………..
41شکل 3- 5- قابلیت اطمینان و هزینه‏های کلی سیستم……………………………………………………………………………………………………
43شکل 3- 6- ساختار یک کابل XLPE……………………………………………………………………………………………………………………………….
44شکل 3- 7- یک درخت آبی نمونه در یک کابل XLPE…………………………………………………………………………………………………..
47شکل 3- 8- تغییر خصوصیات مکانیکی سیم سخت کشیده شده 5/99 AL قبل و بعد از تابیده‏شدن………………………….
48شکل 3- 9- کاهش استقامت کششی هادی‏های آلومینیومی تحت دما و زمان متفاوت بر اساس روش مورگان……………
54شکل 4- 1- تابع CCDF نمونه………………………………………………………………………………………………………………………………………….
63شکل 4- 2- ساختار کروموزوم مسئله جایابی……………………………………………………………………………………………………………………
63شکل 4- 3- قسمت اول رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………………………..
64شکل 4- 4- یک نمونه از قسمت اول رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………
64شکل 4- 5- قسمت دوم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………………………….
65شکل 4- 6- قسمت چهارم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………………………
67شکل 4- 7- فلوچارت الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………………………
70شکل 5- 1- نمودار تک‏خطی یک سیستم 10 شین IEEE……………………………………………………………………………………………..
70شکل 5- 2- نمودار تک‏خطی یک سیستم 33 شین IEEE……………………………………………………………………………………………..
73شکل 5- 3- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG………….
78شکل 5- 4- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG………….
81شکل 5-5- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت……………………………………………..
84شکل 5-6- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت……………………………………………..

 این پایان نامه از روی سایت اینجا کلیک کنید