عنوان انگليسي:

Voltage stability constrained multi-objective optimal reactive power dispatch under load and wind power uncertainties: A stochastic approach

عنوان فارسي:

ارسال چند هدفه توان راکتیو بهینه با محدودیت پایداری ولتاژ تحت ابهامات بار و قدرت باد: روش تصادفی

سال: 2016 عنوان سايت منتشركننده مقاله: Elsevier  

عنوان مجله: Renewable Energy

وضعيت ترجمه : عالي (جداول و شكل ها هم ترجمه شدهو منابع داخل متن كار شده است)

تعداد صفحات انگليسي: 12 ضفحه         تعداد صفحات فارسي: 28 صقحه

مقاله انگليسي: كليك كنيد

چکیده

مسئله ­ی ارسال توان راکتیو بهینه (ORPD) یکی از مسائل مهم در بهره برداری از سیستم­های قدرت است. این یک مسئله­ ی برنامه ­ریزی غیر خطی و آمیخته با اعداد صحیح است، که مقادیر بهینه برای پارامترهای کنترلی تولید کنندگان توان راکتیو را برای بهینه سازی توابع هدف ویژه حین برآوردن چند محدودیت فنی تعیین می­کند. در این مقاله، مسئله­ ی چند هدفه­ ی تصادفی ORPD (SMO-ORPD) در یک سیستم قدرت باد یکپارچه با در نظر گرفتن ابهامات بار و تولید توان بادی مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله بهینه سازی چند هدفه­ ی پیشنهادی با استفاده از روش محدودیت ε حل می­شود، و رویکرد برآوردن فازی برای انتخاب بهترین راه حل توافقی استفاده می­شود. دو توابع هدف مختلف به این صورت در نظر گرفته می­شوند: 1) به حداقل رساندن تلفات توان اکتیو و 2) به حداقل رساندن شاخص پایداری ولتاژ (به نام شاخص L). در این مقاله تجهیزات جبرانسازی VAR به عنوان متغیرهای گسسته مدل شده­ اند. علاوه بر این، به منظور ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی برای حل مسئله­ ی چند هدفه، نتایج به دست آمده برای مورد قطعی (DMO-ORPD)، با روش­های موجود در منابع مقایسه  می­شوند. روش پیشنهادی بر روی سیستم IEEE 57 باسه مورد بررسی قرار می­گیرد. مدل­ های پیشنهادی در محیط GAMS پیاده­ سازی می­شوند. نتایج عددی، توانایی مسئله ­ی پیشنهادی SMO-ORPD را برای مقابله با ابهامات  و به منظور تعیین بهترین تنظیمات متغیرهای کنترل اثبات می­کنند.

از دیدگاه هزینه عملیات، مسائل زیست محیطی و امنیت سیستم، ارسال توان راکتیو بهینه (ORPD) برای اپراتورهای تاسیسات برقی مهم است. ORPD، زیرگروهی خاص از مسئله OPF است، که توابع هدف مانند تلفات انتقال و یا افزایش پایداری ولتاژ را با تنظیم نقاط تنظیم ولتاژهای ژنراتورها، تخصیص جبرانسازی توان راکتیو در باس­های ضعیف، تنظیم نسبت­های تپ ترانسفورماتور، و غیره را بهینه­سازی می­کند.

1. بررسی متون و منابع

ORPD را می­توان با توجه به تعداد توابع هدف، به دو دسته تقسیم کرد. این دو دسته عبارتند از تابع تک هدفه (عمدتا به حداقل رساندن تلفات توان) و یا ORPD چند هدفه (با در نظر گرفتن دو یا سه هدف).

نام گذاری

مجموعه­ها

NB  مجموعه باس­ها

NL  مجموعه شاخه­ها

NG  مجموعه واحدهای تولید

NW  مجموعه مزارع بادی

Ns  مجموعه تمام سناریوهای ممکن

NT  مجموعه ترانسفورماتورهای لغزان

این مقاله عمدتا بر روی حل مسئله MO-ORPD در یک سیستم قدرت باد مجتمع با در نظر گرفتن ابهامات مربوط متمرکز شده است. تقاضا و تولید نیروی باد به عنوان منابع ابهامات در این کار در نظر گرفته می­شوند. تابع توزیع احتمال نرمال (PDF) و رایلی (PDF) به ترتیب برای مدل سازی ابهامات بار و سرعت باد استفاده می­شوند.

با توجه به توضیحات فوق، نکات برجسته این مقاله به شرح زیر است:

1. مدل سازی و دربر داشتن ماهیت تصادفی بارها و تولید باد در مسئله­ی MO-ORPD (یعنی مسئله­ی SMO-ORPD).
   1. سازمان مقاله

ادامه­ی این مقاله به این صورت تنظیم شده است: بخش 2 بر اساس مدل سازی عدم قطعیت مبتنی بر سناریو برای پارامترهای تصادفی فراهم می­کند. در بخش 3، فرمولبندی کاملی از مسئله MO-OPRD ارائه شده است. بخش 4 نتایج عددی را ارائه می­دهد. در نهایت، نتیجه­گیری­های این مقاله در بخش 5 خلاصه شده است.

1. مدل­سازی عدم قطعیت

2-1 توصیف عدم قطعیت تقاضا از طریق مدل سازی مبتنی بر سناریو

2-2 مدل­سازی عدم قطعیت تولید برق بادی

چارچوب بهینه سازی تصادفی دو مرحله­ای

در این مقاله، برای تصمیم گیری در یک محیط نامطمئن، از روش برنامه نویسی تصادفی دو مرحله­ای استفاده می­شود. در این روش، متغیرهای تصمیم به صورت متغیرهای "اینجا و اکنون" و "صبر کنید و ببینید" طبقه بندی می­شوند.

1. فرمولبندی مسأله

در این بخش، توابع هدف مورد مطالعه، شرح روش محدودیت ε برای پرداختن به SMO-ORPD، روش ارضای فازی برای انتخاب بهترین راه حل توافقی جبهه­ی Pareto و محدودیت­های مسئله مانند معادلات پخش بار، شرح داده می­شوند.

3-1 توابع هدف

3-1-1 کمینه سازی کل تلفات توان اکتیو

3-1-2 کمینه سازی شاخص پایداری ولتاژ (شاخص L)

3-2 روش محدودیت ε

3-3 تصمیم گیرنده­ی فازی

3-4 محدودیت­ها

3-4-2 محدودیت­های نابرابری بر روی متغیرهای وابسته به / کنترل

1. مطالعه موردی و نتایج عددی

شبیه سازی­ها بر روی سیستم تست IEEE 57 باسه انجام شده است. به منظور نشان دادن کارایی روش ارائه شده، موارد مختلف به شرح زیر مورد بررسی قرار می­گیرند:

الف) بهینه سازی قطعی بدون مزارع بادی (با نادیده گرفتن ابهامات بار و مزارع بادی).

4-1 توصیف سیستم IEEE 57 باسه

4-2 تولید سناریو

4-3 مورد  A:  HMO-ORبدون WF

4-4 مورد  B:  HMO-ORبا WF

1. نتیجه گیری

مسئله­ی تصادفی چند هدفه ارسال توان راکتیو بهینه (SMO-ORPD) در یک سیستم نیروی بادی مجتمع با در نظر گرفتن ابهامات بار سیستم و تولیدات نیروی باد، در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفت. یک مدل بهینه سازی تصادفی دو مرحله­ای، برای تصمیم گیری تحت ابهامات فوق پیاده­سازی شده است