برنامه ریزی در مدار قرار دادن نیروگاه ها با استفاده از روش هوشمند بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO)

توضیحات

برنامه ریزی در مدار قرار دادن نیروگاه ها با استفاده از روش هوشمند بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO)
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:146
پایانامه براي دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی برق- قدرت
فهرست مطالب :
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
1-1 ) مقدمه 4
2-1 ) انواع برنامه ریزي درسیستمهاي قدرت 4
3-1 ) اهمیت اقتصادي برنامه ریزي 6
4-1 ) مقدمه اي برمساله درمدارقراردادن نیروگاهها 6
5-1 ) مساله ورود وخروج اقتصادي نیروگاهها 7
6-1 ) سابقه تاریخی موضوع 8
7-1 ) مشخصات انواع واحدهاي نیروگاهی 9
8-1 ) مروري بر روشهاي قبلی بکاررفته 23
9-1 ) اهداف پایان نامه 30
فصل دوم : بررسی انواع روشهاي بهینه سازي
1-2 ) مقدمه 32
2-2 )کاربردهاي بهینه سازي درمهندسی 32
3-2 ) تقسیم بندي مسائل بهینه سازي 33
4-2 ) تقسیم بندي کلی روشهاي حل مسائل بهینه سازي 34
1-4-2 )روشهاي دقیق بهینه سازي 35
2-4-2 ) روشهاي غیر دقیق بهینه سازي 35
5-2 ) روشهاي ابتکاري برمبناي مکا نیزمهاي طبیعی 36
6-2 ) مبا نی الگوریتم ژنتیک 36
1-6-2 ) الگوریتم ژنتیک 36
2-6-2 ) مراحل طراحی الگوریتم ژنتیک جهت مسائل بهینه سازي 38
7-2 ) ساختار ریاضی یک مساله بهینه سازي 39
1-7-2 ) بردارطراحی 39
2-7-2 ) قیدهاي طراحی 39
3-7-2 )تابع هدف 39
8-2 ) روشهاي بررسی قیدها براي روشهاي محاسبات تکاملی 40
1-8-2 ) روشهاي محاسبات تکاملی 40
2-8-2 )روشهاي بررسی قیدها 40
3-8-2 )روش بر مبناي حفظ پاسخ امکان پذیر براي الگوریتم اجتماع ذرات 41
فصل سوم : بررسی روش بهینه سازي اجتماع ذرات
1-3 ) مقدمه 45
2-3 ) تعریف توپولوژي 47
1-2-3 ) توپولوژي ستاره 48
2-2-3 ) توپولوژي حلقه 48
3-2-3 ) توپولوژي چرخی 48
3-3 ) الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات 49
4-3 ) معادله سرعت 53
5-3 ) معادله حرکت 54
6-3 ) انواع الگوریتمهاي بهینه سازي اجتماع ذرات 54
1-6-3 ) الگوریتم بهترین فردي 54
2-6-3 ) الگوریتم بهترین جهانی 54
3-6-3 ) الگوریتم بهترین محلی 55
7-3 ) محاسبه برازندگی 55
8-3 )همگرایی 55
9-3 ) پارامترهاي الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات 55
10-3 ) مقایسه الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات با الگوریتم ژنتیک 61
11-3 ) تغییر ساختاراستاندارد الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات 63
12-3 ) بحث ونتایج عددي 63
13-3 ) تنظیم پارامترهاي الگوریتمهاي بهینه سازي اجتماع ذرات 64
فصل چهارم : معرفی تابع هدف مساله و قیود مربوطه
1-4 )مقدمه 72
2-4 ) معرفی مساله در مدار قرار دادن نیروگاهها 72
3-4 ) معرفی قیود موجود مساله در مدار قرار دادن نیروگاهها 74
1-3-4 ) قیود واحدهاي حرارتی 74
2-3-4 ) قیود توزیع اقتصادي بار بین نیروگاهها 76
3-3-4 ) حالت کار اجباري 78
4-3-4 ) قیود مربوط به سوخت 79
5-3-4 )قید ذخیره چرخان 79
4-4 ) روابط ریاضی حاکم بر مسأله در مدار قرار گرفتن نیروگاهها 79
فصل پنجم : شبیه سازي مساله در مدار قرار دادن نیروگاهها و نتایج عددي
1-5 ) مقدمه 82
2-5 ) معرفی تابع هدف 83
3-5 ) قیود مساله 84
4-5 ) الگوریتمهاي مورد استفاده در این پایان نامه 86
1-4-5 ) الگوریتم برنامه ریزي پویا 86
2-4-5 ) الگوریتم آزاد سازي لاگرانژ 90
3-4-5 ) الگوریتم ژنتیک 93
1-3-4-5 ) نحوه کدینگ مساله 94
2-3-4-5 ) تولید جمعیت اولیه 96
3-3-4-5 ) اعمال ژنتیک 96
4-3-4-5 ) نحوه ارزیابی تابع هدف 97
97 IBPSO 4-4-5 ) الگوریتم
1-4-4-5 ) مراحل الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات 98
2-4-4-5 ) الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات باینري 100
شبیه سازي شده 100 MATLAB 5-5 ) برنامه
100 IBPSO 1-5-5 ) برنامه
2-5-5 ) برنامه تابع هدف 102
6-5 ) شبیه سازي و نتایح عددي 102
7-5 ) شبکه مورد مطا لعه 118
8-5 ) الگوي بار شبکه 118
فصل ششم : نتیجه گیري و پیشنهادات
1-6 ) نتیجه گیري 120
2-6 ) پیشنهادات 121
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی 123
فهرست منابع لا تین 124
سایتهاي اطلاع رسانی 129
چکیده انگلیسی 130
چکیده :
مساله در مدار قراردادن نیروگاهها یک مساله بهینه سازي براي پیدا کردن بهترین حالت ممکن براي خاموش و روشن کردن واحدها در 24 ساعت یک شبانه روز یا 168 ساعت یک هفتهاي است که بر اساس منحنی پیش بینی بار انجام می شود. در این پایان نامه براي حل مساله برنامه ریزي در مدار قرار دادن نیروگاهها یک نوع الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات به نام IBPSO پیشنهاد شده است . تابع هدف مساله شامل مجموع هزینه تولید و هزینه انتقال است . محدودیت تابع هدف شا مل قیود حداکثر توان و حداقل توان تولیدي واحدها ، حداقل زمان خاموش بودن واحدها و حداقل زمان روشن بودن واحدها و ذخیره چرخان می باشد . الگو ریتم پیشنهادي بر روي یک شبکه نمونه به تعداد 20، 10، 60، 40، 80 و 100 واحد نیروگاهی اجرا شده نتایج حا صل با نتایج روشهاي لا گرانژ، الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزي تکاملی مقایسه می کنیم. نتایج حاصل برتري روش پیشنهادي را نسبت به روشهاي قبلی نشان می دهد.
مهندسین همواره با مسائل مربوط به تضمین سودآوري سرمایه گذاریهاي انجام شده به منظورتولید محصولات و ارائه خدمات مهندسی مواجه بوده اند. در این راستا افزایش راندمان و بازدهی تجهیزات الکتریکی و بهبود بهره برداري ازآن در جهت صرفه جویی وحفظ هر چه بیشتر منابع و به اتمام رسیدن سوختهاي فسیلی ازیک طرف وکاهش قیمت تمام شده کیلووات ساعت برق تولیدي براي تولید کنندگان وتوجه به تورم سالانه روزافزون مواد سوختی از جمله مسائلی است که مهندسان را از دیرباز به خود مشغول کرده است. هدف اصلی در مساله در مدار قراردادن نیروگاهها پیدا کردن بهترین حالت ممکن براي خاموش و روشن کردن واحدها در 24 ساعت یک شبانه روز یا 168 ساعت یک هفته اي که بر اساس منحنی پیش بینی بار انجام می شود بطوریکه هم قیود مساله برآورده شود وهم کمترین هزینه بهره برداري بدست آورده شود. در فصل اول پایان نامه به کلیات پروژه پرداخته شده است که شامل انواع برنامه ریزي در سیستمهاي قدرت ، اهمیت اقتصادي برنامه ریزي ، سابقه تاریخی موضوع و مشخصات کلی انواع نیروگاهها و اهداف پایان نامه می باشد. در فصل دوم به بررسی انواع روشهاي بهینه سازي پرداخته شده است و مزایا و معایب هرکدام بیان شده است.در فصل سوم به معرفی کامل روش الگوریتم بهینه سازي اجتماع ذرات پرداخته شده که دراین پایان نامه ازاین الگوریتم استفاده شده است . درفصل چهارم به معرفی کامل تابع هدف مساله unit commitment وقیودهاي مربوط به مساله پرداخته شده است. درفصل پنجم به شبیه سازي ونتایج بدست آمده که توسط برنامه نوشته شده براساس الگوریتم اجتماع ذرات در نرم افزار MATLAB انجام گرفته شده است پرداخته شده است همچنین به توضیح چند روش بکار رفته قبلی و به مقایسه نتایج بدست آمده و به اثبات برتري و نیرومندي روش پیشنهادي
بر سایرروشهاي قبلی بکاررفته پرداخته شده است. درپایان در فصل ششم پایان نامه به نتیجه گیري وارائه پیشنهادات پرداخته شده است.
فصل اول
کلیات
1-1- مقدمه:
یکی از مهمترین مسائلی که در فاز بهرهبرداري از سیستم قدرت مطرح است مسأله در مدار قرار گرفتن نیروگاهها میباشد. مسأله در مدار قرار گرفتن نیروگاهها یک مسأله بهینه سازي اقتصادي با وجود قیود مختلف است. افزایش پیوسته قیمت مواد سوختی و نیز تورم سالانه باعث شده است که همواره بهره برداري اقتصادي از سیستمهاي تولید انرژي الکتریکی مورد توجه و مطالعه قرار گرفته باشد. هدف اصلی در مسأله در مدار قرار گرفتن نیروگاهها پیدا کردن بهترین حال ممکن براي خاموش و روشن بودن واحدها در 24 ساعت روز یا 168 ساعت هفته است که براساس منحنی پیش بینی بار انجام می گیرد بطوریکه اولاً هزینه بهره برداري را حداقل نماید ثانیاً قیود و محدودیتهاي واحدهاي تولید و شبکه را برآورده سازد . روشهاي بهره برداري مختلفی براي تأمین بار مورد تقاضا وجود دارد اما به دلایل مسائل اقتصادي ترجیح داده می شود که از بهترین راه براي بهره برداري استفاده کنیم.
1-2- برنامه ریزي در سیستمهاي قدرت
بهره برداري بهینه از سیستمهاي قدرت مستلزم یک برنامه ریزي صحیح می باشد برنامه ریزي در سه بخش انجام میگیرد:
1- برنامهریزي بلند مدت
2- برنامهریزي میان مدت
3- برنامهریزي کوتاه مدت
و...