19150

۱۹۱۵۰

بازآرايي شبكه توزيع به منظور بهبود پارامترهاي كيفيت‌توان شبكه درحضوربارهاي غيرخطي

كارشناسي ارشد

قدرت

۱۳۹۴

۱۳۹۶/۱۲/۲۰

دكتر عليرضا جليليان

برق

وجود بارهاي غيرخطي و خطا در شبكه‌هاي توزيع، مي‌تواند به ترتيب موجب اعوجاج هارمونيكي ولتاژ شين‌ها و فروافتادگي ولتاژ شين‌ها شود. هارمونيك و فروافتادگي ولتاژ موجب آسيب به بارهاي شبكه مخصوصاً بارهاي حساس مي‌گردد. علاوه بر مشكلات هارمونيك و فروافتادگي ولتاژ، شبكه توزيع به دليل مقاومت نسبتاً بالا، تلفات بالايي نيز دارد. در بين روش‌هاي موجود، جهت كاهش مشكلات فوق، بازآرايي به‌عنوان روشي ارزان كه قابليت كنترل هر سه شاخص را دارد، مورد تأكيد قرار مي‌گيرد. بازآرايي به معني تغيير آرايش شبكه توزيع با استفاده از كليدهاي مانور براي رسيدن به هدفي خاص مي‌باشد. اين كار عملاً با تغيير امپدانس بين منبع و بار اتفاق مي‌افتد. انجام عمل بازآرايي، به دو عامل بستگي دارد يكي اينكه در بازآرايي از چه الگوريتم بهينه‌سازي استفاده شود و ديگري اينكه بازآرايي با چه هدفي انجام شود. نوآوري‌هاي اين پايان‌نامه در هر دو بخش مي‌باشند. در اين پايان‌نامه الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات با يك روش شعاعي كردن ادغام‌شده و الگوريتم ازدحام ذرات بهبوديافته ناميده مي‌شود. الگوريتم ازدحام ذرات بهبوديافته در اين پايان‌نامه، با گسترش فضاي جست و جو احتمال يافتن نقطه بهينه را افزايش داده و علاوه بر اين، از سرعت بيشتري نسبت به الگوريتم ازدحام ذرات كلاسيك برخوردار است. در اين پايان‌نامه، كارايي الگوريتم پيشنهادي با دو مقاله ديگر و در شبكه 69 شينه استاندارد IEEE و همچنين يك فيدر واقعي شهر اصفهان مورد ارزيابي قرارگرفته است و نتايج نشان‌دهنده اين است كه الگوريتم ازدحام ذرات بهبود يافته نسبت به هردو مقاله آرايش‌هاي بهتري را پيدا مي‌كند. در زمينه تابع هدف، به تابع هدف تلفات كل (مجموع تلفات هارمونيكي و فركانس پايه)، دو تابع هدف ديگر كه بررسي‌كننده اعوجاج هارمونيكي ولتاژ شين‌ها و فروافتادگي ولتاژ شين‌ها مي‌باشد؛ اضافه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه در زمينه بازآرايي با تلفات، لازم است كه تلفات هارمونيكي هم در كنار تلفات پايه درنظرگرفته شوند. علاوه بر اين، نتايج نشان مي‌دهند كه بازآرايي با تغيير امپدانس مسير، مي‌تواند اعوجاج هارمونيكي ولتاژ و فروافتادگي ولتاژ شبكه را بهبود دهد. همچنين، اثر بازآرايي كوتاه‌مدت روزانه بر صرفه‌جويي انرژي با هدف تلفات كل براي زماني كه بار شبكه در طول روز ثابت نباشد؛ بررسي و مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد و نشان داده مي‌شود كه بازآرايي كوتاه‌مدت مي‌تواند موجب صرفه‌جويي بيشتري در مصرف انرژي شبكه توزيع گردد.

1397/04/31

Reconfiguration of distribution network to improve power quality parameters in the presence of nonlinear loads

7/22/2019 12:00:00 AM

Existence of nonlinear loads and faults in distribution networks can lead to harmonic voltage distortion and network voltage sag, respectively. Harmonics and voltage sags can cause damage to network loads, especially sensitive ones. In addition to harmonic and voltage sag problems, the distribution network also suffers from high losses due to its relatively high resistance. In order to confront the above-mentioned problems, among the existing methods, reconfiguration is emphasized as a cheap method that can simultaneously control the entire three operational problem. Reconfiguration means changing the topology of the distribution network using the tie and sectionalizing switches to achieve a specific goal. This is actually happening by changing the impedance and the path of current flow from source to loads. Reconfiguration of the distribution network depends on two factors: one is to use an optimization algorithm for reconfiguration, and the other is the objective of the reconfiguration. The innovations of this thesis are in both parts. In this thesis, the Particle Swarm Optimization algorithm combines with a radial configuration method and the Modified Particle Swarm Optimization algorithm is created. The proposed algorithm in this thesis eliminates the vulnerability of localized trapping to the local optimal localization of the classical particle swarm algorithm and, moreover, has a faster convergence speed than the classical particle swarm algorithm. The efficiency of the proposed algorithm is evaluated on the IEEE 69 bus and real feader of Isfahan-Iran . the results indicate that the proposed algorithm is capable of finding better configuration in comparison to previous researches. In this study the total loss (sum of fundamental frequency and harmonic losses), harmonic distortion of the system and the voltage sag are considered as objective function. The results show that in the case of loss reduction, it is necessary to consider the harmonic losses along with the basic losses. In addition, the results show that reconfiguration of the distribution network by changing the path impedance can improve the harmonic distortion of the voltage and degrade the voltage sag of the network. In addition, the effect of daily short-term reconfiguration on energy saving is evaluated in order to improve the total losses when the network load is not constant during the day. It is shown that short-term reconfiguration can save more energy in the distribution network.