پخش بار بهینه در شبکه های قدرت به کمک الگوریتم ژنتیک

توضیحات

پخش بار بهینه در شبکه های قدرت به کمک الگوریتم ژنتیک
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:157
پایانامه براي دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی برق- قدرت
چکیده :
پخش بار بهینه یکی از اساسی ترین مدول های نرم افزارهای موجود در مراکز بهره برداری و برنامه ریزی سیستم های قدرت است که به منظور تنظیم بهینه متغیرهای تحت کنترل سیستم برای دستیابی به تولیدی مطمئن با کمترین هزینه و بیشترین امنیت و نیز برآوردن اهداف عملیاتی دیگر در سیستم، به شکل های مختلف به کار می روند. علیرغم پیشرفت های چشمگیر به دست آمده در زمینه نرم افزارهای پخش بار بهینه، این مسئله همچنان به عنوان یکی از مشکل ترین مسئله های ریاضی باقی مانده است و الگوریتم کارآمدی که به طور همزمان دارای توانائی های سرعت، انعطاف پذیری و لحاظ پارامتر های قابلیت اطمینان در حل این مسئله باشد، تحت بررسی و مطالعه می باشد.
در این پایان نامه، حل مسئله پخش بار بهینه بر مبنای حداقل کردن تابع هدف به کمک الگوریتم ژنتیک صورت می گیرد و تابع هدف بر پایه حداقل کردن هزینه سوخت مصرفی نیروگاه ها با رعایت پارامترهای قابلیت اطمینان بنا شده است. لحاظ پارامترهای قابلیت اطمینان در تابع هدف به صورت افزودن یک تابع جریمه به تابع هدف می باشد.
همچنین نتایج حاصل از نرم افزار پخش بار بهینه، بر روی شبکه نمونه 30 شینه IEEE انجام پذیرفته و صحت نتایج با مراجع معتبر تائید شده است.
فصل اول:
مقدمه
مهندسین همواره با مسایل مربوط به تضمین سودآوری سرمایه گذاری های انجام شده به منظور تولید محصولات و ارائه خدمات مهندسی، مواجه بوده اند.
تضمین بازگشت سرمایه و سود مناسب سرمایه گذاری های عظیم به عمل آمده در صنعت برق، بهره برداری صحیح، مناسب و اقتصادی از این صنعت را در زمره مهمترین موضوعات مهندسی برق قرار داده است. در این راستا، افزایش راندمان و بازدهی تجهیزات الکتریکی و بهبود بهره برداری از آن در جهت صرفه جویی و حفظ هرچه بیشتر منابع روبه اتمام سوخت های فسیلی از یک طرف و کاهش قیمت تمام شده کیلووات ساعت برق تولیدی برای تولیدکنندگان این کالا با توجه به تورم سالانه و افزایش هزینه روزافزون مواد سوختی، نیروی انسانی و تعمیرات و نگهداری از این تجهیزات از طرف دیگر، از جمله مسایلی است که مهندسان را از دیرباز به خود مشغول کرده است. موفقیت های حاصل از این تلاش مستمر در زمینه ساخت و طراحی افزایش پیوسته، مداوم و قابل توجه راندمان بویلرها، ژنراتورها و دیگر تجهیزات انتقال و توزیع انرژی الکتریکی را به همراه داشته و در زمینه بهره برداری، در نتایج حاصل از تحقیقات دانشمندان و مهندسان کاملاً مشهود و بسیار امیدوار کننده است.
در این رهگذر پخش بار بهینه به عنوان ابزاری کارآمد، نقش بسزایی در بهره برداری هرچه اقتصادی تر از سیستم قدرت ایفا می نماید. به طور کلی، پخش بار اقتصادی وسیله ای برای کنترل توزیع توان حقیق مورد تقاضای مشترکین، بین واحدهای تولید کننده موجود در سیستم قدرت است و از آن در مسایل تبادل اقتصادی بین چند ناحیه سیستم و به مدار آوردن نیروگاه ها استفاده می شود. بعلاوه به عنوان ابزاری در طراحی سیستم های قدرت نیز مورد استفاده قرار می گیرد. مسئله بهره برداری اقتصادی از سیستم قدرت از زمانی مطرح شد که دو یا چند واحد تولید انرژی الکتریکی با یکدیگر در تامین بار یک سیستم الکتریکی مشارکت داشته و ظرفیت کل آنها در مجموع بیش از میزان مصرف بوده و لذا آرایش های متفاوتی از میزان تولید واحدها را به دنبال داشته است.
پخش بار اقتصادی عمدتاً یک مسئله بهینه سازی غیرخطی است که معمولاً هدف آن حداقل نمودن هزینه تولید است. گاهی اهداف دیگری مانند بهبود امنیت سیستم و کاهش صدمات زیست محیطی ناشی از احتراق سوخت های فسیلی در نیروگاه های حرارتی، نیز همزمان مورد نظر است. این بهینه سازی تحت یک دسته قیود معادله ای و نامعادله ای انجام می پذیرند. قیود معادله ای سیستم براساس نوع مدل انتخابی برای شبیه سازی شبکه و قیود نامعادله ای با توجه به محدودیت های فیزیکی و عملیاتی موجود در سیستم تعیین می شوند. بنابراین مسئله پخش بار بهینه در سیستم قدرت را می توان توسط یک مدل بهینه سازی غیرخطی با محدودیت که دارای چندین تابع هدف است، نشان داد.
پخش بار اقتصادی در صورتی که فقط به منظور تعیین میزان تولید حقیقی نیروگاه ها انجام شود و در آن شبیه سازی شبکه تنها با یک معادله تعادل مربوطه به توان های حقیقی صورت پذیرد، پخش بار اقتصادی کلاسیک خوانده می شود. در صورتی که تنظیم دیگر متغیرهای قابل کنترل سیستم به مقدار بهینه خود مدنظر باشد، باید از مدل های دقیق تر برای شبیه سازی شبکه استفاده نمود. چنانچه از معادلات پخش بار سیستم به عنوان مدل شبکه استفاده شود، مسئله به پخش بار بهینه یا به اختصار، OPF تبدیل می گردد.
و...