18831

۱۸۸۳۱

بررسي و كنترل بهينه ولتاژ در شبـكه هاي توزيع هوشمند در حضور منابع توليد پراكنده

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

بهمن ۱۳۹۶

دكتر حيدرعلي شايانفر

برق

شبكه‌هاي توزيع با گسترش روزافزون توليدات پراكنده و انرژي‌هاي تجديدپذير، به طور فزآينده‌اي متغير شده‌اند و توليد توان در اين شبكه‌ها به صورت قابل توجهي غيرمتمركز شده است. در دهه‌هاي اخير مفهوم شبكه هوشمند بيش از پيش مورد توجه محققان قرار گرفته است. شبكه هوشمند، شبكه‌اي است كه منجر به افزايش بازده سيستم قدرت و تشويق استفاده از منابع تجديدپذير مي شود. در شبكه‌هاي قدرت جديد، حضور منابع توليد پراكنده و ديگر عوامل سبب شده است كه ولتاژ شبكه بيش از پيش تمايل به انحراف از استانداردهاي ولتاژي را داشته باشد. با در نظر داشتن نياز به يك شبكه با كيفيت توان بالا، لازم است استراتژي‌هاي مديريت ولتاژ هوشمند براي تأمين استانداردها، بدون افزايش هزينه‌هاي سرمايه گذاري و نگه‌داري شبكه فراهم آيد. رابطه‌ي بين ولتاژ و توان شبكه غيرخطي، پيچيده و غيرمستقل است و بنابراين مدلسازي و تصميم گيري و پياده سازي اهداف كنترلي كمي پيچيده است. در اين ميان، تحقيقات بسياري در زمينه مديريت ولتاژ در شبكه‌هاي توزيع در حضور منابع توليد پراكنده در مقالات ارائه گرديده است. در اين پژوهش به معرفي اجمالي سيستم‌هاي قدرت نوين، توليدات پراكنده، سيستم‌هاي كنترل ولتاژ و مقايسه آن ها در شبكه‌هاي توزيع پرداخته شده است. به تفصيل و به طور خاص به بررسي كنترل ولتاژ در شبكه توزيع با استفاده از روش جديدي به نام كنترل هماهنگ و بهينه ولتاژ با هدف حداقل كردن خطاي ولتاژ در باس هاي انتخاب شده (پايلوت)، انحراف توان راكتيو و خطاي ولتاژ در ژنراتورها پرداخته شده است كه روشي كاملا نوين و كارآمد در كنترل ولتاژ شبكه هاي توزيع مي باشد. در حقيقت اين روش تمام مسائل مربوط به ولتاژ از جمله اضافه ولتاژ DG را حل مي كند و مي تواند يك روش جالب براي كاهش يا حذف سرمايه گذاري هاي آينده در تنظيم توان راكتيو يا روش كلاسيك تنظيم ولتاژ باشد. در نهايت روش OCVC با روش كلاسيك كنترل هماهنگ ولتاژ مقايسه مي شود و بر روي فيدر آزمايشي استاندارد IEEE با بار نامتعادل آزمايش مي شود. بعضي از اغتشاشات مورد بررسي قرار مي گيرند و نتايج، موثر بودن روش ارائه شده را نشان مي دهند. كلمات كليدي_ شبكه توزيع هوشمند، كنترل ولتاژ، منابع توليد پراكنده، بهينه سازي چندهدفه ، تلفات توان، تغييردهنده تپ روي بار

1397/02/23

3/12/2018 12:00:00 AM

Distribution networks have become increasingly variable with the increasing of distributed generation (DG) and renewable energy, and power generation in these networks has been significantly decentralized. In recent decades, the notion of smart grid has been more and more considered by researchers. A smart grid is a network that increases the efficiency of the power system and encourages the use of renewable resources. In new power networks, the presence of distributed generation sources and other factors have caused network voltage to tend to deviate from voltage standards. Considering the need for a high-quality network, smart grid management strategies need to be provided to achieve standards, without increasing investment costs and network maintenance. The relationship between voltage and network power is nonlinear, complex and dependent; therefore, the modeling, decision-making and implementation of control objectives are a bit complicated. In the meantime, many studies have been conducted on voltage management in distribution networks in the presence of distributed generation sources in the researches. In this research, a brief introduction of modern power systems, Distributed generation, voltage control systems and their comparison in distribution networks has been discussed. In detail, it proposes a new technique called Optimal Coordinated Voltage Control (OCVC) to solve a Multi-Objective (MO) optimization problem with the objective to minimize the voltage error at pilot buses, the reactive power deviation and the voltage error at the generators which is a completely new and efficient way to control the voltage of distribution networks. OCVC uses Pareto optimization to find the optimal values of voltage of the generators and On-Load Tap Changer (OLTC). In fact, this method solves all voltage problem, including the DG’s over-voltages, and could be an interesting way to reduce or eliminate future investments in classical voltage and reactive power regulation. Finally, the OCVC is compared with the classical method of Coordinated Voltage Control (CVC) and is tested on the IEEE 13 Node test feeder with unbalanced load. Some disturbances are investigated and the results show the effectiveness of the proposed technique. Keywords: Smart Distribution Grid, Voltage Control, Distributed Generation, Multi-Objective Optimization, Power Loss, On-Load Tap Changer (OLTC).