20379

۲۰۳۷۹

تعيين اندازه و مكان بهينه منابع توليد پراكنده در سيستم توزيع به منظور بهبود پارامترهاي كيفيت توان

دكتري تخصصي

قدرت

۱۳۹۱

۱۳۹۷/۰۷/۲۸

دكتر عليرضا جليليان

برق

هدف از اين رساله تعيين اندازه و مكان بهينه منابع توليدپراكنده در سيستم توزيع به منظور بهبود پارامترهاي كيفيت توان مي باشد. در اين راستا ابتدا تابع هدف پايه جهت بهينه سازي انواع مختلف منابع توليدپراكنده در سيستم توزيع با در نظر گرفتن قيود مختلف فني شامل محدوديت ولتاژ، بارگذاري خطوط و ... ارائه شده است. تابع هدف كاهش هزينه هاي سيستم شامل هزينه تلفات توان، هزينه انتشار گازهاي گلخانه اي و همچنين مجموع هزينه هاي مربوط به منابع توليدپراكنده مي باشد كه از الگوريتم هاي بهينه سازي اجتماع ذرات، ژنتيك و رقابت استعماري جهت حل مساله بهينه سازي استفاده شده است. در اين بخش راهبرد جديدي جهت تامين بارهاي سرمايشي و گرمايشي منازل مسكوني در كنار تامين بارهاي الكتريكي ارائه شده است. در ادامه با انتخاب الگوريتم بهينه سازي اجتماع ذرات به عنوان الگوريتمي كارآمد و تكميل تابع هدف، مساله بهينه سازي در سيستم توزيع شامل بارهاي خطي و غيرخطي به منظور بهبود پارامترهاي كيفيت توان شامل اعوجاج هارمونيكي كل در نظر گرفته شده است. هدف از اين قسمت، ارائه مدلي جهت در نظر گرفتن رشد بار براي بارهاي خطي و غيرخطي موجود در سيستم و همچنين عدم قطعيت براي توان توليدي واحدهاي بادي، خورشيدي و همچنين بار مي باشد. سپس روشي جديد جهت بهبود افت ولتاژ در سيستم توزيع شامل بارهاي مسكوني، تجاري و صنعتي ارائه شده است. در اين راستا، مدل دقيق بارهاي ذكر شده استفاده شده و جريمه هاي مختلفي به دليل مختل شدن آن ها در اثر وقوع انواع مختلف خطا، در تابع هدف در نظر گرفته شده است. سپس جهت بهبود اعوجاج هارمونيكي كل، راهبرد جديدي براي شركت بارها در برنامه انعطاف پذير كردن بار ارائه شده است. با استفاده از راهبرد جديد، برنامه ريزي مناسب جهت شارژ خودروهاي الكتريكي موجود در پاركينگ ارائه شده است. در نهايت مساله بهينه سازي مورد نظر بصورت چندهدفه شامل پارامترهاي كيفيت توان، تلفات توان، انتشار گازهاي گلخانه اي و همچنين هزينه هاي مربوط به منابع توليدپراكنده ارائه شده و توسط الگوريتم بهينه سازي اجتماع ذرات چندهدفه حل شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه الگوريتم پيشنهادي توسعه داده شده، روشي جامع و دقيق جهت بكارگيري بهينه منابع توليدپراكنده در سيستم هاي توزيع ارائه داده كه با تكميل مطالعات انجام شده در اين زمينه، ضعف روش هاي گذشته را مرتفع نموده و مي تواند به عنوان ابزاري كاربردي در اختيار بهره بردار شبكه توزيع قرار گيرد. الگوريتم توسعه داده شده جهت بهينه سازي منابع توليد پراكنده در سيستم توزيع، قابليت پياده سازي براي تمام شبكه ها را داشته و امكان اضافه كردن منابع مختلف توليدپراكنده به سيستم و همچنين پارامترهاي مختلف به تابع هدف نيز وجود دارد. الگوريتم پيشنهادي در حل مساله بهينه سازي منابع توليدپراكنده در سيستم توزيع با در نظر گرفتن قيود و مسايل فني، اقتصادي و زيست محيطي، كارآمد بوده و با در نظر گرفتن انواع مختلف بارهاي الكتريكي و همچنين سرمايشي، گرمايشي، بهترين و جامع ترين راه حل را در اختيار متصديان شبكه توزيع قرار مي دهد.

1398/02/08

Optimal Sizing and Sitting of Distributed Generation Resources in Distribution Systems for Power Quality Improvement

10/20/2018 12:00:00 AM

The purpose of this thesis is to find the optimal location and size of DG units in distribution systems for power quality improvement. To achieve the defined goals, at first step, a novel objective function is proposed for optimization of DG units considering different technical constraints such as voltage limit, line loading limit, and etc. The related objective function consists total cost of DG units, purchased natural gas, power losses of distribution network, and predefined penalty for greenhouse gas emissions. The meta-heuristic algorithms including Particle Swarm Optimization (PSO), Genetic Algorithm (GA), and Imperialist Competitive Algorithm (ICA) are employed to find the optimal location and size of DG units. In this step, a new strategy is proposed to provide the cooling, and heating loads in the distribution system. At the next step, PSO algorithm as a robust technique is employed to optimize the DG units including linear and non-linear loads to minimize the Total Harmonic Distortion (THD) of network voltages. A new formulation is proposed to consider the load growth for available loads in the distribution system, the uncertainty of wind and solar power and load demand in the simulation procedure. Then, to mitigate the voltage sag problem in distribution systems, a new formulation is proposed for optimization of DG units. Different types of load models such as industrial, residential and commercial loads are considered in the system. To involve the voltage sag occurrence in distribution system, a penalty is considered for interruption of each type of available load. At the next step, a new formulation is proposed for optimal planning of smart distribution system including demand response. Furthermore, it is considered that PEVs participate in demand response programs to control the THD of different buses in the case study network. Finally, a new technique based on multi objective optimization is proposed to optimize the DG units in distribution systems. Multi Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) is applied to manage the active power losses, the total cost of DG units, voltage THD of buses, and emissions of greenhouse gases in the distribution network. The proposed methodology implements Pareto optimal solutions to solve the multi-objective problem with constraints. The simulation results show that the proposed algorithm which is a developed comprehensive and precise method for optimal utilization of DG units, can be implemented as a robust tool by the distribution network operator. The developed algorithm can be implemented for all networks, and different types of DG units can be added to the system as well as various parameters in case of objective function. The proposed algorithm is efficient in solving the optimization of DG units which considers the technical, economic and environmental constraints, and also different types of loads such as electrical, cooling, and heating load.